Thiết kế kết cấu trục 1 tần phục vụ cho việc di chuyển tôn tấm - Chương 4 potx

4.1. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHO CÁC CƠ CẤU CÔNG
TÁC
4.1.1. Khái niêm chung
Thiết kế hệ thống điều khiển cho các cơ cấu công tác có 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 toàn
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 toàn 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 chóng.
- Giảm nhẹ điều kiện lao động, đặc biệt là tự động điều khiển.
Căn cứ vào yêu cầu đặt ra ta đi thiết kế hệ thống điều khiển cho các cơ cấu.
4.1.2. Hệ thống dây dẫn và các thiết bị bảo vệ
4.1.2.1. Hệ thống dây dẫn cung cấp điện cho cầu trục

CHƯƠNG IV

TÍNH CÁC THIẾT BỊ PHỤ VÀ SƠ BỘ
TÍNH GIÁ THÀNH

4
2
3
1
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 có 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 nó 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 cững 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 thiế
kế, thiết bị thu nhả cáp được mô tả như sơ đồ hình 4.1.
Kât 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 lên kết với trục của bánh
xe nên luôn quay cùng chiều với bánh xe của cơ cấu di chuyển cầu đồng thời đảm
báo 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 4.1. Thiế bị thu nhả cáp tự động.
4.1.2.2. Các thiết bị báo vệ
Để cho các cơ cấu của cầu trục làm việc an toàn, tin cậy, không bị hỏng hóc
về điện gây ra, cần phải có các thiết bị bảo vệ động cơ điện không cho làm việc
khi bị quá tải và mất điện đột xuất. Các thiết bị báo vệ sẽ phát ra ánh sáng và âm
thanh khi có sự cố về điện xảy ra trong quá trình hoạt động, Các thiết bị bảo vệ
bao gồm: cầu chì, cầu dao, công tắc tơ, rơ le nhiệt, .v.v Ngoài ra, ở các cơ cấu
còn được trang bị công tắc cuối.
Công tắc cuối có 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 toán thiết kế đã đưa ra.

4.1.3. Thiết kế mạch điều khiển cho các cơ cấu công tác
4.2.3.1. Mạch điều khiển cơ cấu nâng:
Sơ đồ mạch điều khiển như hình 4.2.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc của mạch điều khiển này như sau:
Công tắc tơ 1K, 2K để điều khiển đóng mở các tiếp điểm thường đóng và
thường mở của nó 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.
Đóng 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), công tắc tơ 1K có điện
sẽ đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường đóng của nó 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 đó phanh nhận điện và làm việc sẽ
mở phanh (loại phanh điện thường đóng). Khi thả nút nâng N, sẽ ngừng cung cấp
điện cho động cơ, đồng thời phanh đóng lại và kết thúc quá trình nâng.
b. Điều khiển theo chiều hạ
Ta nhấn nút hạ (H), công tắc tơ 2K có điện sẽ đóng các tiếp điểm thường mở
và mở các tiếp điểm thường đóng của nó cung cấp điện cho động cơ điện làm cho
động cơ quay theo chiều hạ. Tương tự như trên cùng lúc đó phanh làm việc và mở
phanh. Khi thả nút nhấn (H) thì quá trình hạ kết thúc.
Các công tắc cuối sẽ làm việc khi cơ cấu nâng hay hạ vật vượt quá giới hạn
cho phép, nó sẽ ngắt điện ngừng cung cấp cho công tắc tơ 1K và 2K, khi đó các
tiếp điểm thường mở 1K và 2K sẽ không đóng lại, động cơ không có điện sẽ
ngừng hoạt động.
4.2.3.2. Mạch điều khiển cơ cấu di chuyển xe con và cơ cấu di chuyển cầu
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 4.3.
Mạch điều khiển cũng bao gồm các bộ phận: công tắc tơ 1K, 2K; máy biến áp
(MBA); khởi động từ (KĐT); cộng tắc cuối và các rơ le nhệt. Chức năng của các
bộ phận này cũng như ở trong cơ cấu nâng.
Đóng cầu dao (CD) cung cấp điện cho mạch, khi nhấn nút thường mở (CK)
khởi động từ làm việc, tuy nhiên lúc này toàn 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
công tắc tơ 1K nó sẽ đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường
đóng của
nó, 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
công tắc tơ 1K nó sẽ đóng các tiếp điểm thường mở và mở các tiếp điểm thường
đóng của nó, 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
CD
CC
K2
K1
RN2
RN1
1K
H
N
MBA
CK

KĐT
CTC
K1
K2
RN2
RN1
ĐC
Hình 4.2. Sơ đồ mạch điều khiển cơ cấu nâng.

2K
CD
CC
K2
K1
RN2
RN1
1K
T
P
MBA
CK
KĐT
CTC
K1
K2
RN2
RN1
ĐC
Hình 4.3. Sơ đồ mạch điều khiển cơ cấu di chuyển xe con và cầu trục.

4.2. THIẾT KẾ CÁC THIẾT BỊ AN TOÀN CƠ - ĐIỆN CHO CẦU TRỤC
Cầu trục là một thiết bị phức hợp. Để khai thác và sử dụng nó được bình
thường người điều khiển không những thường xuyên phải kiểm tra tình trạng bên
ngoài mà còn phải theo dõi tính chất, trạng thái của cầu trục, của các cụm máy và
chi tiết riêng biệt của nó. Người điều khiển cầu trục phải có 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 công việc của người sử dụng và đảm bảo an toàn cho cầu
trục, người ta phải trang bị cho cầu trục những thiết bị kiểm tra và an toàn sau đây:
4.2.1. Thiết bị hạn chế chiều cao nâng
Ở các bộ máy nâng theo quy định an toàn phải lắp đặt thiết bị hạn chế hành
trình nâng, hạ móc câu. Khi nâng sẽ khống chế phía đầu mút cáp, còn khi hạ sẽ
khống chế tại vòng cáp tởi ra cuối cùng đặt
trên tang. Đối với cầu trục thiết kế ta chọn bộ
hạn chế hành trình nâng móc kiểu tay xoay, vì
cấu tạo đơn giản và sứ dụng thuận lợi nhất đối
với cầu trục dẫn động điện độc lập. Kết cấu
của bộ hạn chế hành trình nâng móc kiểu tay
xoay được mô tả trên hình 4.4.
Bộ hạn chế hành trình 1 kiểu tay xoay
được nối với mạch điện chính, cụm móc câu 2,
đối trọng 4 được nối với đầu tay xoay 3 bằng
dây cáp mềm, còn đầu bên kia của tay xoay 3
kẹp vật nặng 5. Khi móc 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 có nghĩa là ngắt mạch điện điều Hình 4.4. Bộ hạn chế chiều cao
nâng. khiển cơ cấu nâng, móc câu (cặp mắc vật lệch tâm ) sẽ dừng lại.

4.2.2. Thiết bị hạn chế tải trọng nâng
Cầu trục là loại máy trục có tải trọng nâng không thay đổi, do đó ta chỉ cần
lắp trên nó thiết bị hạn chế tải trọng nâng tối đa. Chon thiết bị hạn chế tải trọng
nâng tối
đa có kết cấu như sau:
Bộ hạn chế tải vật nâng dạng lò xo được
cheo ở cuối nhánh cáp trong palăng nâng. Lò
xo bị nén ép phụ thuộc vào trọng lượng vật
nâng; khi lò xo bị nén sẽ tác động vào thanh
kéo làm nó dịch chuyển tác động vào công tắc
bộ hạn chế hành trình có tay xoay. Khi tải
trọng nâng vượt quá trị số cho phép bộ hạn
chế hành trình sẽ có tác dụng ngắt mạch điện
làm ngừng hoạt động cầu trục hoặc sẽ phát ra Hình 4.5. Bộ hạn chế tải
trọng.
tín hiệu cho người sử dụng biết để điều chỉnh tải trọng nâng cho đúng yêu cầu.
4.2.3. 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 có trục xoay tương tự như ở cơ cấu nâng móc. Bộ công tắc của
hành trình được lắp ở đầu mút của của khung giá di chuyển, còn 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.



4
3
1

2






Hình 4.6. Thiết bị giới hạn hành trình. Hình 4.7. Thiết bị giảm
chấn.
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 còn tồn tại
lực quán tính chưa được triệt tiêu hoàn toàn, cầu trục có 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 4.7. 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.
4.3. SƠ BỘ TÍNH GIÁ THÀNH SẢN PHẨM
Việc tính toán giá thành của một sản phẩm nào đó phụ thuộc rất nhiều vào
tình hình giá cả ở thời điểm mua vật liệu chế tạo ra nó, chính vì vậy mà việc xác
định giá thành cúa sản phẩm chỉ ở mức tương đối. Giá thành sản phẩm còn phụ
thuộc vào đặc tính kĩ thuật của chi tiết của các chi tiết và những đặc điểm kết cấu,
nguyên lý làm việc của nó. Đó là các yếu tố cơ bản để xác định giá thành sản
phẩm của các chi tiết nói riêng và cầu trục nói chung. Căn cứ vào kết cấu và
nguyên lý làm việc của cầu trục, qua tìm hiểu thực tế ta xác định được giá thành
của sản phẩm:
Giá thành sản phẩm được tính theo công thức:
A = B + C
Trong đó:
A – Giá thành sản phẩm.
B - Giá thành vật liệu chế tạo các chi tiết, B = 184,96 triệu đồng.

C – Chi phí thiết kế, C = 10%B = 18,496 triệu đồng.
Vậy: A = 184,96 + 18,496 = 203,42 triệu đồng


Bảng (4-1). Bảng giá thành vật liệu chế tạo các chi tiết.


STT Tên chi tiết
Số
lượng

Khối
lượng

Đơn
vị
Đơn giá
(đồng)
Thành tiền
(triệu đồng)

1 Palăng điện 1 Cái 70.10
6
70
2
Cơ cấu di chuyển xe con:
- Bộ truyền bánh răng hở.
- Bánh xe
- Động cơ điện.

1
4
1



Bộ
Cái
Chiếc


2.10
6
200 000
3.10
6

2
0,8
3
3
Cơ cấu di chuyển cầu:
- Bánh xe.
- Hộp giảm tốc.
- Động cơ điện.
- Bộ truyền bánh răng hở.


4
1

1
1


Cái
Chiếc

Chiếc

Bộ

200 000
1.10
6

5.10
6
2.10
6

0,8
1
5
2
4
Thép chữ I:
- N
0
70.
- N

0
20.

1
4

1472
132

kg
kg

40 000
40 000

58,88
5,28
5 Ray P15. 2 40 m 600 000 24
6 Khung giàn thép. 1 150 kg 40 000

6
7 Bu lông. 50 Cái 200 000 0,2
8 Các thiết bị phụ 6.10
6
6
9
Tổng cộng

184,96