đồ án trang bị điện cơ cấu di chuyển cần trục tukan

1

Chương 1 : Tổng quan về cơ cấu di chuyển của cần cẩu
1.1. Phân loại cơ cấu di chuyển
1.1.1. Giới thiệu về cơ cấu di chuyển
Cơ cấu di chuyển dùng để di chuyển các máy trục chạy trên đường ray hoặc
không có đường ray, loại này có thể di chuyển trên mặt đất.Thông thường các cơ
cấu di chuyển gồm các bộ phận chính sau :
- Động cơ điện.
- Hệ thống phanh.
- Hộp giảm tốc.
- Các bánh xe.
- Các trục truyền động và khớp nối từ hộp giảm tốc ra các bánh xe di
chuyển.

Cơ cấu di chuyển không cần đường ray.






Hình 1.1. Cần trục di chuyển bằng xích
2




Hình 1.2. Cần trục di chuyển bằng bánh lốp

Cơ cấu di chuyển trên đường ray.

Hình 1.3. Cần trục TUKAN di chuyển trên đường ray

3


1.1.2. Một số sơ đồ động của cơ cấu di chuyển thường dùng trong cần cẩu

a. Cơ cấu di chuyển với trục truyền động quay chậm.

Hình 1.4. Sơ đồ động của cơ cấu di chuyển trục truyền động quay chậm

1. Động cơ điện.
2. Hệ thống phanh và khớp nối.
3. Gối đỡ trung gian
4. Khớp nối.
5. Hộp giảm tốc
6. Trục truyền động
7. Bánh xe

Ưu điểm :
- Mômen xoắn lớn.
- Yêu cầu chế tạo, lắp ráp trục truyền động không cần độ chính xác cao.
Nhược điểm :
- Trục truyền to, nặng.

4

b. Cơ cấu di chuyển với trục truyền động quay trung bình.



Hình 1.5. Sơ đồ động của cơ cấu di chuyển với trục truyền động quay trung bình

1. Động cơ điện.
2. Hệ thống phanh và khớp nối.
3. Bánh xe .
4. Khớp nối.
5. Hộp giảm tốc.
6. Trục truyền động.
7. Gối đỡ trung gian.
8. Cặp bánh răng phụ.
Ưu điểm :
- Trọng lượng trục truyền, khớp nối và các gối đỡ trục giảm hơn sao với
sơ đồ trên.
Nhược điểm :
- Có thêm cặp bánh răng phụ hoặc hộp gỉm tốc tại các bánh xe nên công.
việc lắp đặt gặp khó khăn hơn.
- Tăng giá thành sản xuất do có thêm nhiều chi tiết hơn.
- Giảm hiệu suất truyền động tới các bánh xe.
1.1.3. Khái niệm và phân loại bánh xe
a. Khái niệm
Bánh xe là bộ phận giúp toàn bộ hệ thống máy di chuyển trên đường. Yêu
cầu cơ bản của bánh xe chạy trên đường ray là khi làm việc không trật khỏi đường.
Để đảm bảo điều đó, các bánh xe có thể có hai gờ ở hai bên hay có một gờ Tác

dụng của gờ là dẫn cho bánh xe chạy trên đường ray mà không bị trật khỏi đường
5

ray. nếu bánh xe có một gờ thì để cho bánh xe không trượt trật khỏi đường ray, các
gờ bánh xe trên hai đường ray nên đặt đối xứng nhau. Trong trường hợp bánh xe
không có gờ thì để bánh xe không trật khỏi ray người ta đặt các con lăn dọc hai bên
của đường ray.
b. Phân loại
Tùy theo điều kiện làm việc, chức năng của từng loại cần cẩu mà ta có thể
chia bánh xe thành các loại như sau:
- Bánh xích
- Bánh lốp
- Bánh sắt chạy trên đường ray
1.1.4. Tính và chọn động cơ điện
a. Phân loại động cơ
Chọn động cơ điện để dẫn động máy móc hoặc các thiết bị công nghệ là giai
đoạn đầu tiên trong quá trình tính toán thiết kế máy. Nó có phạm vi ảnh hưởng rất
lớn đến khả năng và chế độ làm việc của máy. Muốn chọn đúng động cơ cần hiểu
rõ đặc tính và phạm vi sử dụng của từng loại, đồng thời cần chú ý đến các yêu cầu
làm việc của thiết bị cần được dẫn động. Các loại động cơ điện :
- Động cơ điện một chiều (kích từ mắc song song, nối tiếp hoặc hỗn hợp)
và hệ thống động cơ - máy phát (dùng dòng điện kích từ điều chỉnh) cho phép thay
đổi trị số của mômen và vận tốc góc trong một phạm vi rộng (3 : 1 đến 4 :1 đối với
động cơ điện một chiều và 100 :1 đối với động cơ - máy phát), đảm bảo khởi động
êm, hãm và đảo chiều đễ dàng, do đó được dùng rộng rãi trong các thiết bị vận
chuyển bằng điện, thang máy, máy trục và các thiết bị thí nghiệm v.v …. Nhược
điểm của chúng là giá thành cao, riêng loại động cơ điện một chiều lại khó kiếm và
phải tăng thêm vốn đầu tư để đặt các thiết bị chỉnh lưu.
- Động cơ điện xoay chiều bao gồm hai loại : một pha và ba pha.
Động cơ điện một pha có công suất tương đối nhỏ, có thể mắc vào mạng điện chiếu

sáng, do vậy dùng thuận tiện cho các dụng cụ gia đình, nhưng hiệu suất thấp.
Trong công nghiệp sử dụng rộng rãi động cơ ba pha. Chúng gồm hai loại: đồng bộ
và không đồng bộ.
6

Động cơ ba pha đồng bộ có vận tốc góc không đổi, không phụ thuộc vào trị số của
tải trọng và thực tế không điều chỉnh được.
- Động cơ dị bộ ba pha gồm hai loại: rôto dây quấn và rôto lồng sóc.
Động cơ ba pha không đồng bộ rôto dây quấn cho phép điều chỉnh vận tốc trong
một phạm vi nhỏ (khoảng 5%), có dòng điện mở máy nhỏ nhưng hệ số công suất
thấp, giá thành cao, kích thước lớn và vận hành phức tạp, dùng thích hợp khi cần
điều chỉnh trong một phạm vi hẹp để tìm ra vận tốc thích hợp của dây chuyền công
nghệ đã được lắp đặt.
Động cơ ba pha không đồng bộ rôto lồng sóc có ưu điểm: kết cấu đơn giản, giá
thành tương đối hạ, dễ bảo quản, làm việc tin cậy, có thể mắc trực tiếp vào lưới
điện ba pha không cần biến đổi dòng điện. Nhược điểm của nó là hiệu suất thấp (so
với động cơ ba pha đồng bộ), không điều chỉnh được vận tốc (so với động cơ một
chiều và động cơ ba pha không đồng bộ rôto dây quấn). Nhờ những ưu điểm cơ
bản, động cơ xoay chiều ba pha không đồng bộ rôto lồng sóc được sử dụng rất phổ
biến trong các ngành công nghiệp. Để dẫn động các thiết bị vận chuyển, băng tải,
xích tải, thùng trộn v.v … nên sử dụng loại động cơ này.
Khi chọn động cơ điện sử dụng trong máy trục cần phải thoả mãn hai yêu
cầu sau :
- Khi làm việc thời gian dài với chế độ ngắn hạn lặp lại, với cường độ cho
trước, động cơ không được nóng quá giới hạn cho phép, để không làm hỏng vật
liệu cách điện trong động cơ.
- Công suất động cơ điện phải đủ để đảm bảo mở máy với gia tốc cho trước.
b) Tính và chọn động cơ điện
Phụ tải tĩnh của cơ cấu là do lực cản chuyển động gây ra. Lực đó bao gồm hai
thành phần chính là: Lực ma sát lăn trên đường đi F1 và lực ma sát trong các cổ

trục bánh xe
ct
F
.
Thành phần F1 được xác định theo biểu thức:
b
R
fGG
F
).(
0
1


, [N]
Trong đó:
0
G
- Trọng lượng bản than cơ cấu,[N]
G- Trọng lượng tải trọng,[N]
7

b
R
- Bán kính bánh xe,[cm]
f- Hệ số ma sát lăn
Nếu bánh xe bằng thép lăn trên đường ray thì f=(0,05- 0,1) cm
Thành phần lực
ct
F

được xác định theo biểu thức:

ct
F
=

).(
0
GG 
, [N]
Nếu dời điểm đặt này về vành bánh xe thì tính theo biểu thức

ct
F
'
=
b
ct
R
R
GG .).(
0


, [N]
Trong đó:

- Là hệ số ma sát trượt: khi dung ổ trượt

=0.05- 0.08;khi dùng

ổ bi

=0,01- 0,05
ct
R
= Bánh kính cổ trục,[cm]
Toàn bộ lực đặt lên bánh xe là
c
F
=
ct
FF
'
1

=
)(
0
fR
R
GG
ct
b



, [N]
Đối với các cơ cấu có bánh sắt lăn trên dường ray, phải tính đến lực ma sát
giữa mép bánh xe và đường ray lực đó được tính thêm bằng hệ số dự trữ k, và
toàn bộ lực cản trong trường hợp này là

c
F
'
=K.
c
F
=
)(
0
fR
R
GG
k
ct
b



, [N]
Hệ số k được lấy từ thực tế và kinh nghiệm vận hành.
1.1.5. Tính toán và chọn cơ cấu phanh hãm
Phanh hãm là bộ phận không thể thiếu trong các cơ cấu chính của cần
trục.Phanh dùng trong cần trục thường có những loại sau:phanh guốc, phanh
đĩa, phanh đai. Nguyên lí hoạt động của các loại phanh nói trên về cơ bản là
giống nhau. Khi động cơ của cơ cấu đóng vào lưới điện thì đồng thời cuộn dây
của nam châm phanh hãm cũng có điện. Lực hút của nam châm thắng lực cản
của lò xo, giải phóng trục động cơ để động cơ làm việc. Khi cắt điện, cuộn dây
nam châm cũng mất điện, lực căng của lò xo sẽ ép chặt má phanh vào trục động
cơ để hãm.
Phanh hãm điện từ thường thường chế tạo theo 2 kiểu: hành trình phần ứng

dài(hàng chục mm) và hành trình phần ứng ngắn (vài mm). Loại hành trình dài
yêu cầu lực hút nhỏ, nhưng kết cấu cơ khí cồng kềnh và phức tạp. Thực tế
thường dùng phanh hãm hành trình ngắn.

8


Hình 1.6. Sơ đồ động học của phanh đai
Khi cuộn dây nam châm có điện, lực hút của nam châm sẽ nâng cánh tay đòn
lên làm cho phanh không ép chặt vào trục động cơ. Khi mất điện, do tự trọng
của nam châm và đối trọng của phanh nên cánh tay đòn hạ xuống và đai phanh
ghì chặt vào trục động cơ.
Đối với loại phanh hành trình ngắn, khi mất điện, dưới tác dụng của lực lò
xo, đai phanh sẽ ép chặt lấy trục động cơ.
Khi chọn cơ cấu phanh cần chú ý đến 3 thông số cơ bản: điện áp làm việc, hệ
số tiếp điện tương đối và độ dài hành trình của phần ứng.

9


Hình 1.7. Cấu tạo của phanh guốc 1 pha
1,7. Cánh tay đòn của cơ cấu phanh;2. Lõi của lò xo;3. Lò xo
4. Gia định hướng;5. Vòng đệm chặn;6. Bánh đai phanh;
8. Cuộn dây của nam châm điện;9. Guốc phanh và má phanh
1.1.6. Xác định bộ truyền động
a. Khái niệm
Trong các hệ dẫn động cơ khí thường sử dụng các bộ truyền bánh răng hoặc trục
vít dưới dạng một tổ hợp biệt lập, được gọi là hộp giảm tốc.
Hộp giảm tốc là cơ cấu truyền động bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền
không đổi và được dùng để giảm vận tốc góc và tăng mômen xoắn. Một loại cơ cấu

tương tự nhưng được dùng để tăng vận tốc góc và giảm mômen xoắn được gọi là
hộp tăng tốc.
b. Phân loại
Tuỳ theo tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra : hộp giảm tốc
một cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp. Khi cần tỉ số truyền nhỏ (i < 8÷10) thường
dùng hộp giảm tốc một cấp để giảm kích thước bao. Tuy nhiên hộp giảm tốc hai
10

cấp và hộp giảm tốc trục vít bánh vít được sử dụng rộng rãi hơn khi i >10. Khi cần
tỉ số truyền lớn cần hộp giảm tốc ba cấp, hộp giảm tốc trục vít bánh vít.
Theo loại truyền động trong hộp giảm tốc phân ra: hộp giảm tốc bánh răng trụ,
hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn - trụ, hộp giảm tốc trục vít, trục vít - bánh
răng hoặc trục vít bánh - vít, hộp giảm tốc bánh răng hành tinh, hộp giảm tốc bánh
răng sóng và động cơ - hộp giảm tốc.
Chọn loại và sơ đồ nào của hộp giảm tốc để sử dụng trước hết phải xuất phát từ
điều kiện làm việc và yêu cầu cụ thể của từng cơ cấu máy, sự thuận tiện trong việc
bố trí thiết bị của hệ thống dẫn động, đồng thời cần căn cứ vào đặc điểm kết cấu
cũng như ưu nhược điểm từng loại, đặc biệt là các thông số cơ bản của hộp giảm
tốc như tỉ số truyền i, mômen xoắn Mx và công suất N.
1.1.7. Tính toán và xác định bộ truyền động
Để đảm bảo cho máy di chuyển đúng với tốc độ đặt ra ban đầu, ngoài hộp giảm
tốc gắn liền động cơ đã chọn ở trên, ta phải thiết kế thêm bộ truyền bánh răng
ngoài.
Tỷ số truyền của bộ truyền bánh răng ngoài :
i

=
n

n


=
52,8
15,17
= 3,5
Tính toán bộ truyền bánh răng ngoài :
Yêu cầu của bộ truyền bánh răng
- T

= 958568Nmm
- n

= 52,8



- u

= 3,5
- P

= 5,5KW
- Tuổi thọ L = 5 năm, quay 2 chiều, làm việc 1 ca, mỗi ca 8 giờ, năm làm
việc 300 ngày, ngày làm 8 giờ.
-Tải trọng va đập nhẹ.
1.2. Nguyên lý hoạt động của một số cơ cấu di chuyển
11

Cơ cấu di chuyển gồm 4 nhóm động cơ đặt ở 4 chân của cần trục.Các động cơ
truyền động (động cơ dị bộ rôto lồng sóc) được cấp nguồn từ SIM. Khi cần dịch

chuyển cần trục đến vị trí nâng hạ hàng người điều khiển tác động vào tay trang để
điều khiển cơ cấu tùy theo yêu cầu (sang trái hoặc sang phải).
Một số thông số cơ bản của cơ cấu di chuyển:
- Động cơ truyền động có công suất P
Pdm
=7x7,5 kw
- Tốc độ di chuyển V=32m/ph
- Tỷ số truyền i=44,44
- Mô men hãm=150N.m.
- Điện áp cấp cho động cơ truyền động và động cơ phanh: 380V,50 Hz
1.2.1. Sơ đồ điện nguyên lý của cơ cấu di chuyển
Cơ cấu di chuyển của họ cần trục TUKAN được giới thiệu trong các bản vẽ của
nhóm =5 trong tập bản vẽ lắp ráp, ta có thể thiết lập sơ đồ điện nguyên lý trên hình
1.8 đến 1.12, sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển và tín hiệu được biểu diễn trên hình
1.12.
Chức năng các phần tử
- +P-M1,+P-M2, +P-M3, +P-M4, +P-M5 , +P- M6,+P-M7: Các động cơ
truyền động.
- +P-Y1,+P-Y, +P-Y3, +P-Y4, +P-Y5 , +P- Y6,+P-Y7: Các phanh điện từ
của các động cơ truyền động chính.
- K1(5,4): Công tắc tơ chính đóng nguồn cấp cho mạch động lực.
- K5(5,6): Công tắc tơ 1 pha đóng cấp nguồn cho phanh thủy lực.
- 66SE70:Bộ biến tần gián tiếp điều chỉnh độ rộng xung PWM.
- A30: Bộ điều chỉnh hãm làm mịn tốc độ đông cơ.
- K0(5,6): Công tắc tơ chính cấp nguồn dòng cho mạch điều khiển.
- K80(5,5): Công tắc tơ trung gian, có điện khi tay điều khiển ở vị trí “0” .
Công tắc tơ này có nhiệm vụ bảo vệ 0 khi hệ thống mất điện trọn thời gian
làm việc.
- F51(5,2) và F51(5,2): Rơle nhiệt có nhiệt điện trở đặt trong cuộn dây Stato
khi động cơ bị quá tải nó sẽ mở tiếp điểm trong mạch báo động và bảo vệ

động cơ ở mạch của động cơ phanh.
12

- F11(2,2),F12(2,5),F13(3,2),f14(3,5),F15(4,2),F16(4,5),F17(4,7):Rơ le nhiệt
bảo vệ nhiệt ,bảo vệ quá dòng đặt trên mạch động lực động cơ phanh.
- H1: Đồng hồ đếm thời gian của cơ cấu.
- K05-K08: Giám sát phanh 1 tới phanh 7.
- K09: Giám sát chung ca 7 phanh ,1 phanh có lỗi thì K09 sẽ mất điện.
- Mạch giao tiếp ET200 có nhiệm vụ truyền dữ liệu CPU S7-318
- Khối SITOP có nhiệm vụ cấp nguồn 24V DC.
- Khối IM153-1 đưa tín hiệu giao tiếp với mạch điều khiển của cơ cấu tầm
với.
-
13

Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu di chuyển chân đế.


Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu di chuyển chân đế.


14



Hình 1.10. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu di chuyển chân đế.
15

Hình 1.11. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu di chuyển chân đế.
16


Hình 1.12. Sơ đồ nguyên lý cơ cấu di chuyển chân đế.
Khối EB 200 nhận các tín hiệu vào như sau:
- Tín hiệu công tắc tơ chính động lực K1(5,2).
- Tín hiệu phanh thủy lực nhả K5(5,2).
- Tí hiệu công tắc tơ điều khiển dòng động lực K0(5,1).
- Tín hiệu rơle trung gian của tay điều khiển ở vị trí 0 K80(5,2).
17

- Tín hiệu báo phanh có lỗi A30(5,3).
Khối EB 201 nhận tín hiệu vào như sau:
- Tín hiệu từ ÁPTOMAT bảo vệ động cơ của cơ cấu quay móc = 11-F2(5,3).
( Aptomat F2 từ nhóm =11).
- Tín hiệu báo kẹp ray đã mở trên khung cẩu =11-K10(5,3).
- Tín hiệu báo kẹp ray đã mở hoàn toàn=11-K10(5,3).
Khối EB 204 nhận các tín hiệu vào sau:
- Tín hiệu khung ngoạm đã mở =9-K0(5,4).
- Tín hiệu khung ngoạm đã mở hoàn toàn= 9-K11(5,4).
- Tín hiệu báo khóa đồng bộ =9-K3(5,4).
- Tín hiệu báo khóa mở đồng bộ=9-K2(5,4).
- Tín hiệu đường nối trên container=9-K4(5,5).
- Tín hiệu báo lỗi động cơ trên khung ngoạm =9-K5(5,5).
Khối EB 220 nhận các tín hiệu vào sau:
- Tín hiệu kiểm tra mạch phanh K09(5,1).
- Tín hiệu bảo vệ phanh điện từ K04(5,1).
- Tín hiệu bảo vệ động cơ truyền động chính của cơ cấu di chuyển K03(5,1).
- Tín hiệu giám sát nhiệt độ động cơ f511(5,2) và F512(5,2).

Khối EB221 nhận các tín hiệu vào sau:
- Tín hiệu bảo vệ động cơ kẹp ray=0+PRE1- F17(5,2).
- Tín hiệu báo lỗi,ngắt,hết cáp, giám sát quay trái, quay phải từ động cơ quấn
cáp 3K1(5,2),2K1(5,2),4K6(5,3),4K8(5,3),4K4(5,3),4K7(5.4).
Khối EB 255 nhận các tín hiệu vào sau:
- Tín hiệu giám sát các nút dưng khẩn cấp =0+P-S03(5,5), = 0+P-S04(5,5),
=0+P-S05(5,6), = 0+P-S08(5,6).
18

Khối EB 228 nhận các tín hiệu vào sau:
- Tín hiệu giám sát công tắc hạn chế vận hành khi quay trái, quay phải +P-
S10(5,7).
Khối đầu ra AB 200 đưa ra các tín hiệu điều khiển sau:
- Công tắc tơ điều khiển dòng K00(5,7).
- Công tắc tơ điều khiển thông gió mạch phanh K50(5,7).
- Tín hiệu khởi động bộ biến tần (ON-OFF).
Khối đầu ra AB 201 đưa ra các tín hiệu điều khiển sau:
- Công tắc tơ điều khiển quay trái động cơ quay móc=11-KP81(5,8).
- Công tắc tơ điều khiển quay phải động cơ quay móc=11- K82(5,8).
Khối đầu ra AB 220 đưa ra các tín hiệu điều khiển sau :
- Công tắc tơ điều khiienr tín hiệu còi báo động K500(5,1).
- Công tắc tơ điều khiển cấp nguồn chiếu sáng K501(5,1).
- Công tắc tơ điều khiển mở động cơ điều khiển kep ray=17-K3(5,2).
- Công tắc tơ điều khiển sấy động cơ khi động cơ dừng hoat động=0-K4(5,2).
Công tắc tơ điều khiển mở động cơ quấn cáp =16-K80(5,3).
- Công tắc tơ dự trữ KY.
1.2.2. Nguyên lý hoạt động
Tay điều khiển gồm 1 bộ giai mã từ độ dịch chuyển của tay điều khiển =5+KS-
S1 sang tay tín hiệu nhị phân 8 bit và một cam phục vụ cho role trung gian.
Vì hệ thống sử dụng bộ giải mã 8 bit nên co thể nói coi việc điều chỉnh tốc độ

rất láng.Tín hiệu điều khiển tạo ra từ Encoder qua mã hóa được đưa vào lần lượt 8
đầu vào số EB4 từ E4.0 dến E4.7 và được truyền tới CPU S7-318.

19

Chuẩn bị đưa hệ thống vào làm việc:
Hệ thống không có lỗi, cầu dao chính của cần trục =0+EE1-K02(=0.6.1) đóng
cấp nguồn chớ sẵn cho mạch điều khiển và mạch động lực.
Tay điều khiển ở vị trí 0:
Nếu hệ thống không có sự cố tức là các tiếp điểm thường dóng trong mạch bảo
vệ vẫn đóng.
- Tiếp điểm K805.5 ở vị trí 0.
- Tiếp điểm =0+EE1-F5(=0/7.7) của aptomat cung cấp điện cho cơ cấu nâng
,quay mâm đang đóng.
- Tiếp điểm của role xác nhận không có lỗi trong hệ thống=0+EE2-K0(=0/34.3)
đang đóng.
- Role điều khiển K00(5,7) có điện đón các tiếp điểm của nó.
Mạch điều khiển phanh thủy lực:
- Công tắc tơ K0(5.4) có điểm đóng các tiếp điểm K(5.4) tự nuôi,K0(5.5) cấp
nguồn cho phanh thủy lực; K0(5.1) tiếp điểm phản hồi và PLC biết công tắc tơ
K0(5.4) đã có điện.
Sau khi công tắc tơ K0(5.4) đóng cấp điện cho mạch điều khiển phanh thì PLC
gửi tín hiệu đến ET200 đóng tiếp điểm K0(5.6), cấp điện cho K50(5.7) đóng tiếp
điểm K50(5.6) cho phanh làm việc. Phanh không làm việc nếu role =0-EE2- K005
mất điện, đây là role báo tín hiệu an toàn về quá tải moomen,quá tải tầm với.
Hoạt động:
Giả sử đưa tay điều khiển sang trái ( tay điều khiển +KS-S1) qua bộ mã hóa tín
hiệu 8 bit dịch chuyển được đưa vào CPU –S7-318 qua khối EB4.
Sau khi xử lý CPU đưa ra tín hiệu điều khiển tới bộ biến tần của cơ cấu di
chuyển chân đế.Công tắc tơ K1 có điện đóng các tiếp điểm:

- K11.2 của mạch động lực cấp nguồn cho bộ biến tần.
20

- K15.3 của mạch điều khiển phanh điện cấp cho 7 phanh điện từ +P-Y1 đến +P-
Y7, giải phóng trục động cơ.
- Nếu các phanh không có lỗi thì công tắc tơ K09 gửi tín hiệu đến PLC xử lý để
cho phép mở phanh.
- Đồng thời khi kéo tay điều khiển cam điều khiển xoay làm rơle trung gian
K805.5 hoạt động. Tiếp điểm K80 mở cắt tín hiệu tới ET200.
Tùy theo độ dịch chuyển của tay điều khiển CPU sẽ tính toán điều khiển biến
tần tạo ra tấn số ,điện áp tương ứng với tố độ đặt.
















21

Chương 2.Xây dựng chương trình động lực học cho cơ cấu di

chuyển
2.1.Tính toán cơ sở lí thuyết động lực học cơ cấu di chuyển của cần trục
Cơ cấu di chuyển có những thông số đặc trưng cho chuyển động là lực cản trở
chuyển động
0
F
,tốc độ di chuyển
n
V
(m/s), đường kính của bánh D(m), và công
suất định mức cần thiết của động cơ truyền động là:
co
0
102

n
VF
P 
(2.1)
Trong đó:
co

-hiệu suất truyền của bộ truyền nối với trục động cơ, cho phép lựa
chọn động cơ cụ thể với tốc độ định mức động cơ là
cd
n
.

Vì sự cản trở chuyển động phụ thuộc vào chất lượng đường đi, nên cơ cấu di
chuyển cần phải tính toán với các giá trị tốc độ khác nhau.

Với tốc độ di chuyển là
n
V
thì số vòng quay cần cho bánh, hoặc bánh xích với
đường kính bánh
k
D
là:
)./(
.
60
phvg
D
V
n
K
K


(2.2)
Tỷ số truyền của bộ truyền cơ khí được xác định:
.
.
K
cd
n
M
n
n
i 

(2.3)
Mômen cần thiết tạo ra trên các bánh:
2
k
nkp
D
FM 
(2.4)
Cách tính lực kéo theo công suất động cơ truyền động được điều chỉnh bằng
cách tính lực kéo theo độ bám, bởi vì độ bám của các bộ phận chủ yếu của truyền
động với mặt phẳng đường đi, T xác định bằng hệ số bám
)(,


fT

không thể nhỏ
hơn lực cản chuyển động
n
F
, với hệ số dự trữ bám
C
k
(
C
k
thường chọn bằng 1,2):

.TFk
nC


(2.5)
Mômen quay và tỷ số truyền tương ứng với vận tốc di chuyển định mức trong
các điều kiện bình thường của đường. Đối với sự di chuyển trong các điều kiện
khác, bánh xe cần phải quay với tốc độ khác được xác định từ lực cản chuyển động
ứng với điều kiện đã cho và sử dụng toàn phần công suất động cơ.
22

Khi xác định tỷ số truyền và lực cản chuyển động cần đề cập đến chế độ di
chuyển sau:
a. Chuyển động trên đường tốt bằng phẳng.
b. Chuyển động trên đường tốt có độ dốc lớn nhất.
c. Chuyển động trên đường xấu bằng phẳng.
d. Chuyển động trên đường xấu có độ dốc lớn nhất.
e. Đường đi có các hố trũng.
Đối với các cần trục nhất thiết phải được tính toán cho mọi loại đường chuyển
động cũng như tính toán các chế độ hãm. Khi tính toán cần trục chuyển động theo
đường ray thường tính trong điều kiện b) là đủ cho quá trình khai thác vận hành
cần trục. Đối với cần trục di chuyển trên bằng bánh lốp bơm hơi, cần trục bánh
xích phải tính tất cả các chế độ trên.
Khi tính toán chuyển động cho cần trục cần chí ý tới mômen quán tính của nó ở
giai đoạn khởi động vì trọng lượng của cần trịc rất lớn. Đồng thời phải tính đến khả
năng quá tải của động cơ điện trong giai đoạn khởi động.
Chế độ hãm của cần trục cần được kiểm nghiệm ở đường dốc khi cần trục
chuyển động đi xuống với vận tốc đầu quá trình hãm là lớn nhất.
Nếu sự cản trở chuyển động của cần trục trong các điều kiện đường sá khác
nhau là:
., ,
'''
n

n
nn
FFF
(2.6)
thì việc tính toán tốc độ chuyển động và số vòng quay cho bộ truyền động như sau:
n
c
n
F
P
V
'
'
.102



k
n
k
D
V
n

'
'
60

(2.7)
n

c
n
F
P
V
''
''
.102



k
n
k
D
V
n

''
''
60

(2.8)
n
n
c
n
n
F
P

V

.102


k
n
n
k
n
D
V
n

60

(2.9)
Tỷ số truyền cần thiết là:
23

;
.6120
.
'
'
'
n
c
dck
k

dc
M
n
F
P
nD
n
n
i



(2.10)
nM
n
FAi
'
.
'

(2.11)
n
n
M
n
FAi
n
.
(2.12)
Các chế độ hãm được xác định từ các điều kiện như sau:

a. Giữ cho cần trục cùng với tải trọng không chuyển động trên đường dốc lớn nhất
và có sự cản trở nhỏ nhất với hệ số dự trữ
;25,11,1 
n
H
F

b. Hãm từ từ cần trục với tốc độ chuyển động lớn nhất trên đường tốt có độ dốc lớn
nhất.
Nếu sự cản trở chuyển dộng nhỏ nhất

H
n
F
, tỷ số truyền
'
M
i
,và hiệu suất truyền
im, và hiệu suất truyền n thì moomen hãm cần thiết là:
Cho điều kiện a.
H
n
M
M
k
H
n
H
K

i
D
W
M
'
'
2


(2.13)
Cho điều kiện b.
'
'
2
M
Mk
H
n
H
i
DF
M


(2.14)
Trong đó
)(
H
H
n

tfF 
,với
H
t
- thời gian hãm được xác định từ quãng đường
hãm cho phép:
2
Hn
H
tV
S 
(2.15)
Và gia tốc hãm cho phép:

2
2
H
T
t
S
a 
(2.16)
Sự giới hạn trên của thời gian hãm là do không có sự trượt của bánh xe cần trục
trong quá trình hãm.
24

Lực cản giữa cần trục và đường:

.)(
KP

GfT 
(2.17)
Trong đó:
KP
G
– trọng lượng cần cẩu.

- trọng lượng tương đối của phần bám của cần cẩu với trọng lượng toàn phần:

- hệ số bám của các phần tử di chuyển với mặt đường.
Điều kiện không có sự trượt có thể được viết:
)()(

fTtfF
H
H
n

(2.18)
Ta thấy rằng quá trình chuyển động và quá trình hãm phụ thuộc vào
H
n
F
– sự
cản trở chuyển động và hệ số bám

.
Từ những biểu thức nêu trên cho phép xác định tất cả các thông số của cơ cấu di
chuyển của cần trục tương tự như đã phân tích trong tính toán cho cơ cấu nâng.
2.2. Lực cản di chuyển của cần trục

Lực cản mà cần trục phải khắc phục trong chuyển động
n
F
là một hàm của trọng
lực của cần trục G, trọng tải nâng Q, lực cản của gió
gio
P
, cần trục chuyển động với
góc nghiêng như hình 4.1 và lực cản quán tính
qt
P
, trong thời gian quá độ. Nếu coi
hệ số cản trở chuyển động là

có thể viết được:

qtgion
PPQGQGF 

sin)(cos)(

(2.19)
Dấu cộng tương ứng với quá trình di chuyển lên dốc, dấu trừ tương ứng với di
chuyển xuống dốc.
Nếu coi lực cản là tổng các trọng lực thành phần(G + Q)cos

, ta nhận được đặc
tính lực cản chuyển động riêng hay lực kéo riêng cần có:

qtgio

n
PPtgF
QG
F
T 




cos)(

(2.20)

25

Trong đó
)(
cos)(
0
Ff
QG
P
P
gio
gio




là áp lực gió tương đối trên một đơn vị diện

tích cần trục và của hàng hóa,còn
qt
P
là quán tính tương đối của tải.
Hệ số cản

phụ thuộc vào loại cần cẩu và trạng thái đường di chuyển
Đối với cần trục chuyển động được trên đường ray đặc biệt thì lực cản tổng
được viết:

4321
FFFFF 

(2.21)
Trong đó:
1
F
- lực cản khi bánh xe lăn trên ray;

2
F
- lực ma sát ở ngõng trục;

3
F
- lực cản xuất hiện giữa mặt đầu và ray;

4
F
- lực cản xuất hiện ở đoạn đường ray vòng cung.

Hình 2.1. Sơ đồ xác định moomen cản khi cần trục chuyển động