Thiết kế hệ thống trang bị điện cho cầu trục phòng thực hành thí nghiệm tự động hóa trường đh CNTT TT

LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế khơng có sự thành cơng nào mà không gắn liền với những
sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác.
Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập tại trường đến nay, em đã nhận
được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của quý Thầy Cơ, gia đình và bạn bè.Với
lịng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cô ở Khoa Cơng nghệ Tự
động hóa – Trường Đại học Cơng nghệ Thông tin và Truyền thông đã cùng
với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho
chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường và đặc biệt trong khoảng thời
gian cuối cùng em cịn được học tập tại trường này. Nếu khơng có những lời
hướng dẫn, dạy bảo của các thầy cơ thì em nghĩ bài luân văn tốt nghiệp này
của em rất khó có thể hồn thiện được.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầygiáo T.S Nguyễn Duy
Minh, thầy và 1 số thầy trong khoa đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo,
hướng dẫn trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Bài đồ án tốt
nghiệp thực hiện trong khoảng thời gian hơn 2 tháng, trước đó em cũng đã
được trải qua nhiều bài báo cáo khác nhau và đạt được nhiều kinh nghiệm quý
báu nhưng khi bước vào làm bài đồ án tốt nghiệp này em vẫn không tránh
khỏi sai sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp q báu của q
Thầy Cơ và các bạn học cùng lớp vì đây là hành trang cuối cùng giúp em sau
này ra trường hoàn thiện được bản thân .
Em xin châ n thà nh cả m ơn!
Thái Nguyên ngày 02/6/2016
Sinh viên thực hiện
Lê Văn Thanh


LỜI CAM ĐOAN
Em – Lê Văn Thanh - cam kết ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP là cơng trình
nghiên cứu của bản thân em dưới sự hướng dẫn của T.S Nguyễn Duy Minh.
Các kết quả nêu trong ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP là trung thực, khơng phải

là sao chép tồn văn của bất kỳ cơng trình nào khác, nếu sai em xin chịu hồn
tồn trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật của nhà trường.
Thái Nguyên, tháng 6 năm 2016
Người cam đoan
Lê Văn Thanh

2


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN....................................................................................................1
LỜI CAM ĐOAN..............................................................................................2
MỤC LỤC.........................................................................................................3
DANH MỤC HÌNH ẢNH.................................................................................5
LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẦU TRỤC............................8
1.1 Tổng quan về hệ thống cầu trục...............................................................8
1.1.1 Giới thiệu hệ thống cầu trục...............................................................8
1.1.2 Phân loại cầu trục...............................................................................9
1.1.3 Điều kiện an toàn của máy trục........................................................16
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1................................................................................18
CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN CHO CẦU TRỤC
PHÒNG THỰC HÀNH...................................................................................19
2.1 Phân tích hệ thống cầu trục phịng thực hành thí nghiệm......................19
2.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý trang bị điện...................................................20
2.2.1 Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ xe to.......................................20
2.2.2 Sơ đồ nguyên lý điều khiển động cơ xe con....................................21
2.2.3 Sơ đồ điều khiển động cơ palang.....................................................23
2.3. Tính chọn thiết bị của hệ thống cầu trục...............................................24
2.3.1. Cơ sở lý thuyết tính chọn cơng suất động cơ..................................24

2.3.2. Chọn lựa thiết bị mạch động lực.....................................................30
2.3.3. Chọn lựa thiết bị mạch điều khiển..................................................47
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2................................................................................53
CHƯƠNG 3: SƠ ĐỒ LẮP RÁP TRANG BỊ ĐIỆN.......................................54
CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN...................................................................54
3.1. Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển của xe to.............54

3


3.1.1. Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển của xe to ở chế
độ điều khiền bằng tay..............................................................................54
3.1.2. Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển của xe to ở chế
độ điều khiền tự động................................................................................56
3.2. Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển của xe con...........59
3.2.1. Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển của xe con ở
chế độ điều khiền bằng tay........................................................................59
3.2.2. Sơ đồ lắp ráp trang bị điện cho hệ thống điều khiển của xe con ở
chế độ điều khiền tự động.........................................................................62
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3................................................................................66
KẾT LUẬN.....................................................................................................67
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................68
PHỤ LỤC........................................................................................................69
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN............................................73
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN................................................74

4


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1. Cầu trục trong cơng nghiệp...............................................................8
Hình 1.2. Cầu trục một dầm............................................................................10
Hình 1.3. Cầu trục 1 dầm dẫn động bằng tay..................................................11
Hình 1.4. Cầu trục hai dầm.............................................................................11
Hình 1.5. Cầu trục tựa.....................................................................................12
Hình 1.6. Cầu trục treo....................................................................................13
Hình 1.7. Cầu trục dẫn động chung................................................................14
Hình 1.8. Cầu trục dẫn động riêng..................................................................14
Hình 1.9. Cầu trục dẫn động bằng tay.............................................................15
Hình 2.1. Sơ đồ tổng quát điều khiển động cơ xe to

...........................

Hình 2.2. Sơ đồ mạch động lực của động cơ xe to..........................................20
Hình 2.3. Sơ đồ mạch điều khiển của động cơ xe to.......................................21
Hình 2.1. Sơ đồ tổng quát điều khiển động cơ xe con........................................
Hình 2.5. Sơ đồ mạch động lực của động cơ xe con.......................................22
Hình 2.6. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ xe con...........................................22
Hình 2.7. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ palang...........................................23
Hình 2.8. Động cơ 3 pha Enertech ESC 80M1...............................................31
Hình 2.9. Motor chân đế 3 phase Tatung........................................................32
Hình 2.10. Động cơ 3 pha di chuyển xe to......................................................32
Hình 2.11. Động cơ 3 pha di chuyển xe con...................................................33
Hình 2.12. Biến tần và động cơ.......................................................................34
Hình 2.13. Biến tần ABB loại nhỏ ACS150..................................................35
Hình 2.14. Biến tần LS- IC5...........................................................................36
Hình 2.15. Thơng số biến tần LS-IC5.............................................................36
Hình 2.16. Sơ đồ đấu nối biến tần LS –IC5....................................................40
Hình 2.17. Contactor 3P LS MC-12b..............................................................42
Hình 2.18. Sơ đồ đường đặc tính A-s..............................................................42

5


Hình 2.19. Role nhiệt LS MT-32....................................................................43
Hình 2.20. So sánh giữa PLC S7-1200 và S7-200 về các module mở rộng. . .45
Hình 2.21. PLC S7-1200.................................................................................46
Hình 2.22. Rơ le trung gian Omron-MY4N....................................................47
Hình 2.23.Sơ đồ đấu nối rơle trung gian.........................................................48
Hình 2.25.Sơ đồ load cell Guang Ce YZC-516C-100kg................................49
Hình 2.26. Loadcell Guang Ce YZC-516C-100kg.........................................50

6


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học kỹ thuật theo đó là các
ứng dụng của khoa học kỹ thuật cũng được ứng dụng ngày càng rộng rãi, thậm
chí là rất phổ biến. Điều này giúp cho tăng năng suất lao động, giảm bớt lao
động chân tay giúp giải phóng con người đồng thời chất lượng sản phẩm cũng
được nâng cao. Chính vì thế việc nắm bắt hay đơn giản là vận hành các trang
thiết bị , dây chuyền cộng nghệ hiện đại cũng là 1 yêu cầu khá khắt khe đòi hỏi
các kỹ sư ra trường phải nhạy bén với thời đại công nghệ này.
Sau quãng thời gian 5 năm học tại khoa Công nghệ Tự động hóa trường
Đại học CNTT và TT cuối cùng em cũng đến được bước cuối cùng để trở
thành 1 người kỹ sư đó là làm đồ án tốt nghiệp. Được sự chỉ dạy nhiệt tình
của thầy giáo trong khoa đồng thời được thầy giáo TS. Nguyễn Duy Minh tin
tưởng vào giao cho em đề tài tốt nghiệp:“Thiết kế hệ thống trang bị điện
cho cầu trục phòng thực hành thí nghiệm tự động hóa trường ĐH
CNTT& TT”.

Trong thời gian làm đồ án mặc dù kiến thức của em còn hạn chế nhưng
thay vào đó là sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo TS. Nguyễn Duy Minh
cùng với 1 số thầy giáo trong khoa em đã hoàn thành được đồ án tốt nghiệp
của mình. Tuy đã trải qua nhiều lần làm báo cáo khác nhau nhưng do bản thân
em vẫn còn nhiều yếu kém nên đồ án tốt nghiệp vẫn cịn những chỗ thiếu sót,
vì vậy em rất mong được sự chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cố để giúp em
hoàn thiện đồ án này với kết quả tốt nhất.
Một lần nữa em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS. Nguyễn Duy
Minh, cùng các thầy cô trên phòng thực hành và các bạn bè đã giúp đỡ em
trong quá trình làm đồ án này.
Thái nguyên ngày 2/6/2016
Sinh viên
Lê Văn Thanh

7


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẦU TRỤC
1.1 Tổng quan về hệ thống cầu trục
1.1.1 Giới thiệu hệ thống cầu trục

Hình 1.1. Cầu trục trong cơng nghiệp
Cầ u trụ c - má y nâ ng chuyển là cá c loạ i má y cô ng tá c dù ng để thay
đổ i vị trí củ a đố i tượ ng cô ng tá c nhờ thiết bị mang vậ t trự c tiếp, sự ra đờ i
và phá t triển củ a nó gắ n liền vớ i yêu cầ u về kinh tế kĩ thuậ t củ a ngà nh
cô ng nghiệp nhằ m giả m tố i đa sứ c ngườ i trong lao độ ng.
Đặ c điểm là m việc củ a các cơ cấ u má y nâ ng là ngắ n hạ n, lặ p đi lặ p
lạ i và có thờ i gian dừ ng. Chuyển độ ng chính củ a má y là nâ ng hạ vậ t theo
phương thẳ ng đứ ng, ngồ i ra cị n mộ t số cá c chuyển độ ng khá c để dịch
chuyển vậ t trong mặ t phẳ ng ngang như chuyển độ ng quay quanh trụ c

má y, di chuyển má y, chuyển độ ng lắ c quanh trụ c ngang. Bằ ng sự phố i hợ p
giữ a cá c chuyển độ ng, má y có thể dịch chuyển vậ t đến bấ t cứ vị trí nà o
trong khơ ng gian là m việc củ a nó .
Để đá p ứ ng yêu cầ u và đò i hỏ i củ a cá c ngà nh cô ng nghiệp khá c
nhau, kĩ thuậ t nâ ng vậ n chuyển cũ ng xuấ t hiện nhiều loạ i má y nâ ng vậ n
chuyển mớ i, luô n cả i tiến và hợ p lí hó a phương phá p phụ c vụ , nâ ng cao

8


hơn độ tin cậ y là m việc, tự độ ng hó a cá c khâ u điều khiển, tiện nghi và
thỏ a mã n yêu cầ u củ a ngườ i sử dụ ng. Tù y theo kết cấ u và cô ng dụ ng, má y
nâ ng chuyển đượ c chia thà nh cá c loạ i: kích, bà n tờ i, pală ng, cầ u truc ,
cổ ng trụ c, thang nâ ng.v.v..
Cầ u trụ c là loạ i má y trụ c kiểu cầ u. Loạ i nà y di chuyển trên đườ ng
ray đạ t trên cao dọ c theo nhà xưở ng, xe con mang hà ng di chuyển trên
kết cấ u thép kiểu cầ u, cầ u trụ c có thể nâ ng hạ và vậ n chuyển hà ng theo
yêu cầ u tạ i bấ t kì điểm nà o trong khơ ng gian củ a nhà xưở ng. Cầ u trụ c
đượ c sử dụ ng trong tấ t cả cá c lĩnh vự c củ a nền kinh tế quố c dâ n vớ i cá c
thiết bị mang vậ t rấ t đa dạ ng như mó c treo, thiết bị cặ p, nam châ m điện ...
Đặ c biệt cầ u trụ c đượ c sử dụ ng phổ biến trong ngà nh cô ng nghiệp chế tạ o
má y và luyện kim vớ i cá c thiết bị mang vậ t chuyên dù ng.
1.1.2 Phân loại cầu trục
a. Theo cơng dụng:
Theo cơng dụng có các loại cầu trục cơng dụng chung và cầu trục
chun dụng.
Cầu trục có cơng dụng chung có kết cấu tương tự như các loại cầu trục
khác, điểm khác biệt cơ bản của các loại cầu trục này là thiết bị mang vật đa
dạng, có thể nâng được nhiều loại hàng hóa khác nhau. Thiết bị mang vật chủ
yếu của cầu trục này là móc treo để xếp dỡ, lắp ráp và sữa chữa máy móc, loại

cầu này có tải trọc nâng khơng lớn, và khi cần có thể dung với gầu ngoạm
nam châm điện hoặc thiết bị xếp dỡ một loại hàng hóa nhất định.
Cầu trục chuyên dùng là loại cầu trục mà thiết bị mang vật của nó
chuyên để nâng một loại hàng hóa nhất định. Cầu trục chuyên dùng được sử
dụng chủ trong công nghiệp luyện kim với các thiết bị mang vật chuyên dùng
và

có

chế

độ

làm

việc

rất

nặng.

b. Theo kết cấu dầm cầu:
Theo kết cấu dầm có loại cầu trục một dầm và cầu trục hai dầm.

9


Cầu trục một dầm là loại máy trục kiểu cầu thường có một dầm chạy
chữ I hay tổ hợ p vớ i cá c dà n thép tă ng cườ ng cứ ng cho dầ m cầ u. xe con
cho palang di chuyển trên cá nh dướ i dầ m chữ I, hoặ c mang cơ cấ u nâ ng

di chuyển phía tren dầ m chữ I, tồ n bộ cầ u trụ c có thể di chuyển dọ c
theo nhà xưở ng trên đườ ng ray chuyên dụ ng ở trên cao. Tấ t cá c cầ u trụ c
mộ t dầ m đều dù ng palang đã đượ c chế tạ o sẵ n theo tiêu chuẩ n để là m
cơ cấ u nâ ng hạ hà ng. Nếu nó đượ c trang bị palang keo tay thì gọ i là cầ u
trụ c mộ t dầ m dẫ n độ ng bằ ng tay, nếu đượ c trang bị palang điện thì gọ i
là cầ u trụ c mộ t dầ m dẫ n độ ng bằ ng điện.

Hình 1.2. Cầu trục một dầm
Cầu trục một dầm dẫn động bằng tay có kết cấu đơn giản và rẻ tiền nhất
, chú ng đượ c sử dụ ng trong cô ng nghiệp sữ a chữ a, lắ p đặ t thiết bị vớ i
khố i lượ ng cô ng việc ít, sứ c nâ ng củ a cầ u trụ c loạ i nà y thườ ng khoả ng từ
0,5-5 tấ n, tố c độ là m việc chậ m.

10


Hình 1.3. Cầu trục 1 dầm dẫn động bằng tay
Cầu trục một dầm dẫn động bằng điện được trang bị palang điện nên
sứ c nâ ng có thể lên 10 tấ n, khoả ng độ đến 30 m, gồ m có bộ phậ n cấ p điện
lướ i 3 pha.

Hình 1.4. Cầu trục hai dầm
Cầu trục hai dầm: kết cấu tổng thể của cầu trục hai dầm gồm có: dầm
hoặ c dà n chủ , hai dầ m chủ liên kết vớ i hai dầ m đầ u, trên dầ m đầ u lắ p cá c

11


bá nh xe di chuyển cầ u trụ c 6, bộ má y dẫ n độ ng, bộ má y di chuyển hoạ y
độ ng sẽ là m cho cá c bá nh xe quay và cầ u trụ c chuyển độ ng theo đườ ng

ray chuyên dù ng đặ t trên cao dọ c theo nhà xưở ng, hướ ng chuyển độ ng
củ a cầ u trụ c, chiều quay củ a độ ng cơ điện.
Xe con mang hà ng di chuyển dọ c trên đườ ng ray lắ p trên hai dầ m
chủ ,trên xe con đặt các bộ phận máy của tời chính 10, tời phụ 9 và máy di
chuyển xe con 2, các dây cáp điện 8 có thể co dãn phụ hợp với trí của xe con,
và cấp điện cho cầu trục nhờ hệ thanh dẫn điện 12 đặt dọc theo tường nhà
xưởng, các quẹt điện ba pha tùy sát trên các thanh này, lồng thép 13 làm công
tác kiểm tra theo dưới dầm cầu trục. Các bộ phận của cầu trục thực hiện ba
chức năng nâng hạ hàng di chuyển xe con và di chuyển cầu trục. Sức nâng
của cầu trục hai dầm trong khoảng từ 5 – 30 tấn, khi có yêu cầu riêng có thể
lên đên 500 tấn. Ở cầu trục có sức nâng trên 10 tấn, thường được trang bị hai
tời nâng cùng vơi hai móc câu chính và phụ, tời phụ thường có sức nâng bằng
một phần tư (0,25) sức nâng của tời chính, nhưng tốc độ nâng thì lớn hơn.
Dầm chính của cầu trục hai dầm được chế tạo dạng hộp hoặc giàn
không gian. Dầm giàn không gian tuy nhẹ hơn dầm hộp nhưng khó chế tạo và
dùng cho cầu làm dưới dạng hộp và được liên kết với các dầm chính bằng
mối hàn hoặc bu lơng.
c.Theo cách tựa của dầm chính :
Theo cách tựa của dàm chính thì có loại cầu trục tựa và cầu trục treo

12


Hình 1.5. Cầu trục tựa
Cầu trục cầu là loại cầu trục có hai đầu của dầm chính rựa lên dầm cuối
,chúng được liên kết với nhau bởi đinh tán hoặc hàn, loại cầu trục này có kêta
cấu đơn giản nhưng vẫn đảm bảo được độ tin cậy cao nên cũng được dùng
phổ biến. Trên hình 1.3 là hình chung của cầu trục tụa loại 1 dầm phần kết
cấu gồm dầm cầu 1 có hai đầu tựa lên các dầm cuối 5 với các bánh xe di
chuyển dọc theo nhà xưởng. Loại cầu trục này thường dùng phương án dẫn

động chung, phía trên dầm chữ I là khung thép 4 để đảm bảo độ cứng vững
theo phương ngang của dầm cầu. Palăng điện 3 có thể chạy dọc theo cánh
thep phía dưới của dầm I nhờ cơ cấu di chuyển palăng. Cabin điều khiển được
treo

vào

kết

cấu

chịu

lực

của

cầu

trục.

Hình 1.6. Cầu trục treo
Cầu trục treo là loại cầu trục mà toàn bộ phần kết cấu có thể chạy dọc
theo nhà xưởng nhờ hai ray treo hoặc nhiều ray treo. Do liên kết treo của các
ray phức tạp nên loại cầu trục này chỉ đươc dùng trong các trường hợp đặc
biệt cần thiết so với cầu trục tựa cầu trục treo có ưu điểm là có thể làm dầm

13

cầ u dà i hơn, do đó có thể phụ c vụ cả phầ n rìa mép củ a nhà xưở ng thậ m
chí có thể chuyển hà ng giữ a hai nhà xưở ng song song đồ ng thờ i kết cấ u
củ a cầ u trụ c treo nhẹ hơn cầ u trụ c tự a. Tuy nhiên cầ u trụ c treo có chiều
cao nâ ng thấ p hơn cầ u trụ c tưa.
d.Theo cách bố trí cơ cấu cơ cấu di chuyển cầu trục:
Cầ u trụ c dẫ n độ ng chung và cầ u trụ c dẫ n độ ng riêng
Cơ cấ u di chuyển củ a cầ u trụ c có thể thự c hiện theo 2 phương á n
dẫ n độ ng chung và dẫ n độ ng riêng. Trong phương an dẫ n độ ng chung,
độ ng cơ độ ng đượ c đặ t ở giữ a dầ m cầ u và truyền chuyển độ ng đén cá c
bá nh xe chủ độ ng ở hai bên ray nhờ cá c trụ c truyền. Cá c trụ c truyền có
thể là trụ c quay nhanh quay chậ m, quay trung bình.

Hình 1.7. Cầu trục dẫn động chung

Hình 1.8. Cầu trục dẫn động riêng

14


Cơ cấ u di chuyển dẫ n độ ng riêng (Hình 1.6) gồ m hai cơ cấ u như
nhau dẫ n độ ng cho cá c bá nh xe chủ độ ng ở mỗ i bên ray đặ c biệt. Cô ng
suấ t củ a mỗ i độ ng cơ thườ ng lấ y bằ ng 60% tổ ng cô ng suấ t củ a yêu cầ u.
Phương á n nà y tuy có sự xơ lệnh dầ m cầ u khi di chuyển do lự c cả n ở hay
bên ray khô ng đều song do nhỏ gon, dễ lắ p đặ t sử dụ ng và bả o dưỡ ng mà
ngà y cà ng đượ c sử dụ ng phổ biến hơn, đặ c biệt là nhữ ng cầ u trụ c có độ
cao trên 15m.
e. Theo nguồn dẫn động :
Cầ u trụ c dẫ n độ ng bằ ng tay và cầ u trụ c dẫ n độ ng bằ ng má y
Cầ u trụ c dẫ n độ ng bằ ng tay: Đượ c dù ng chủ yếu trong lắ p rá p
sữ a chữ a nhỏ và cá c cô ng việc nâ n chuyển khô ng cầ n tố c độ cao. Cơ cấ u

nâ ng củ a loạ i cầ u trụ c nầ y thườ ng là pală ng kéo tay. Cơ cấ u di chuyển
palang xích và cầ u trụ c cũ ng đượ c dẫ n độ ng bằ ng cá ch kéo xích từ dướ i
lên. Tuy là thiết bị thô sơ song giá thà nh rẻ và dễ sử dụ ng nên cầ u trụ c
dẫ n độ ng bằ ng tay vẫ n đượ c sử dụ ng hiệu quả trong cá c phâ n xưở ng nhỏ .
Cầ u trụ c dẫ n độ ng bằ ng độ ng cỏ : Thườ ng đượ c sử dụ ng trong cá c
phâ n xưở ng sữ a chữ a lắ p rá p lớ n và cô ng việc yêu cầ u khố i lượ ng và tố c
độ là m việc cao. Cơ cấ u nâ ng củ a loạ i cầ u trụ c nà y là pală ng điện. Cơ cấ u
di chuyển palang điện , xe con và cầ u cũ ng đượ c dẫ n độ ng bằ ng độ ng cơ
điện. Loạ i cầ u trụ c nà y đượ c sử dụ ng phổ biến nhấ t do coa nhiều ưu điểm
nổ i bậ c là khả nă ng tự độ ng hó a, thuậ n tiện cho ngườ i sử dụ ng và có thể
sử dụ ng trong việc vậ n chuyển cá c loạ i hà ng có khố i lượ ng lớ n.

15


Hình 1.9. Cầu trục dẫn động bằng tay
f. Theo vị trí điều khiển :
Theo vị trí điều khiển có các loạ i điền khiển từ cabin gắ n trên dầ m
cầ u và cầ u trụ c điều khiển từ dướ i nền nhờ nú t bấ m. Điều khiển từ dướ i
nền bằ ng hộ p nú t bấ m thườ ng dù ng cho cá c loạ i cầ u trụ c 1 dầ m có tả i
trọ ng nâ ng nhỏ .
1.1.3 Điều kiện an toàn của máy trục
Trong thực tế tần suất xảy ra tay nạn trong sử dụng máy nâng là lớn
hơn rất nhiều so với các loại máy khác. Do vậy vấn đề an toàn trong sử dụng
máy nâng là vấn đề quan trọng được đặt lên hàng đầu.
Với cầu trục lăn do có nhiều bộ phận máy lắp với nhau và được đặt
trên cao do vậy cần phải thường xuyên kiểm tra để kịp thời phát hiện những
hư hỏng như lỏng các mối ghép, rạn nứt tại các mối hàn do thời gian sử
dụng lâu dài…
Đối với các chi tiết máy chuyển động như bánh xe, trục quay phải có

vỏ bọc an tồn nhằm ngăn những mảnh vỡ văng ra nếu có sự cố khi chi tiết
máy hoạt động.
Toàn bộ hệ thống điện trong máy phải được nối đất.
Với các động cơ đều có phanh hãm tuy nhiên phải kiểm tra phanh thường
xuyên không để xảy ra hiện tượng kẹt phanh gây nguy hiểm khi sử dụng.

16


Tất cả những người điều khiển máy làm việc hay phục vụ máy trong
phạm vi làm việc của máy đều phải học tập các quy định về an toàn lao động
có làm bài kiểm tra và phải đạt kết quả.
Trong khi máy làm việc công nhân không được đứng trên vật nâng
hoặc bộ phận mang để di chuyển cùng với vật cùng như không được dùng
dưới vật nâng đang di chuyển.
Đối với máy không không hoạt động thường xuyên (nhiều ngày không
sử dụng )khi đưa vào sử dụng phải kiểm tra toàn bộ kết cấu máy. Để kiểm tra
tiến hành thử máy với hai bước là thử tĩnh và thử động.
Bước thữ tĩnh: Treo vật nâng có trọng lượng bằng 1,25 lần trọng lượng
nâng danh nghĩa của cầu trục thiết kế và để trong thời gian từ 10 đến 20 phút.
Theo dõi biến dạng của toàn bộ các cơ cấu máy. Nếu khơng có sự cố gì
xảy ra thì tiếp tục tiến hành thử động.
Bước thử động: Treo vật nâng có trọng lượng bằng 1,1 trọng lượng nâng
danh nghĩa sau đó tiến hành mở máy nâng, di chuyển, hạ vật, mở máy đột ngột,
phanh đột ngột. Nếu khơng có sự cố xảy ra thì đưa máy vào hoạt động.
Trong cơng tác an toàn sử dụng cầu trục người quản lý có thể cho lắp
thêm các thiết bị an tồn nhằm hạn chế tối đa tai nạn xảy ra cho công nhân
khi làm việc.
Một số thiết bị an tồn có thể sử dụng đó là: Sử dụng các cơng tắc đặt
trên những vị trí cuối hành trình của xe lăn hay cơ cấu di chuyển cổng trục.

Các công tắc này được nối với các thiết bị đèn hoặc âm thanh báo hiệu nhằm
báo cho người sử dụng biết để dừng máy. Đồng thời cũng có thể nối trực tiếp
với hệ thống điều khiển để tự động ngắt thiết bị khi có sự cố xảy ra.
Như vậy để hạn chế tối đa tai nạn xảy ra địi hỏi người cơng nhân sử
dụng máy phải có ý thức chấp hành nghiêm túc những yêu cầu đã nêu trên.

17


KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Sau khi tìm hiểu tổng quan về hệ thống cầu trục trong công nghiệp em
đã trang bị cho mình được những kiến thức cơ bản về hệ thống cầu trục như
sau:
-Phân loại cầu trục
-Điều kiện an toàn của cầu trục
Từ đó em có những kiến thức cơ bản để tìm hiểu về hệ thống cầu trục
phịng thực hành được thiết kế dầm theo kiểu cổng 4 chân ghép bằng mặt
bích. Có động cơ xe to và xe con kéo khối palang di chuyển theo 2 chiều.

18


CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TRANG BỊ ĐIỆN CHO CẦU
TRỤC PHỊNG THỰC HÀNH
2.1 Phân tích hệ thống cầu trục phịng thực hành thí nghiệm
Mơ hình cầ u trụ c cô ng nghiệp phụ c vụ giả ng dậ y thự c hà nh. ( Khẩ u
độ 3m x3m x 3m, có khả nă ng nâ ng vậ t tả i trọ ng < 50kg, vậ n tố c nâ ng 10
m/phú t, vậ n tố c dịch chuyển xe con và dầ m chính 0,3 m/phú t ).
Ưu điểm của hệ thống cầu trục:
+ Đượ c thiế t kế linh độ ng trong lắ p đặ t, thá o lắ p (có thể di dờ i khi

cầ n thiế t).
+ Thiết kế nhỏ gọ n phù hợ p vớ i việc lắ p đặ t trong phò ng thự c hà nh.
+ Thiết kế mang tính dễ dà ng thay thế các chi tiết ( linh độ ng trong
bả o trì , sử a chữ a ).
Phương án thiết kế.
+ Thiết kế dạ ng cầ u trụ c 1 dầ m chính, di chuyển trên ray đặ t trên 2
dầ m phụ , 2 dầ m phụ đượ c lắ p đặ t cố định trên hệ thố ng 4 châ n đế có khả
nă ng định vị tố t cũ ng như thá o lắ p dễ dà ng khi cầ n thiết.
+ Cơ cấ u nâ ng vậ t tả i ( theo phương Oz) đượ c đặ t trên xe con, có
khả nă ng di chuyển dọ c dầ m chính ( theo phương Ox ). Dầ m chính di
chuyển dọ c trên 2 dầ m phụ nhờ cơ cấ u di chuyển xe to ( theo phương
Oy ).
+ Toà n bộ kết cấ u cơ khí đượ c là m bằ ng thép, khung dầ m sự dụ ng
kết cấ u thép hà n, việc định vị sử dụ ng cá c bả ng mã và mố i ghép bulong
( nhằ m dễ dà ng trong thá o lắ p ).
+ Việc nâ ng hạ sử dụ ng palang điện, việc dịch chuyển xe con và xe
to sẽ sử dụ ng độ ng cơ điện khô ng đồ ng bộ 3 pha để dẫ n độ ng.
+ Có hệ thố ng phanh hã m thườ ng đó ng, cũ ng như các giớ i hạ n hà nh
trình ( nhằ m đả m bả o an toà n trong vậ n hà nh cũ ng như trá nh cá c sự cố
có thể xả y ra khi sinh viên thự c hà nh ).

19


2.2 Thiết kế sơ đồ nguyên lý trang bị điện.
2.2.1 Sơ đồ mạch động lực điều khiển động cơ xe to.
Dự a trên quá trình hoạ t độ ng củ a xe to đưa tồ n bộ dầ m chính dịch
chuyển trên 2 thanh gầ m phụ theo 2 chiều tiến và lù i nên việc điều khiển
độ ng cơ sẽ phả i yêu cầ u đả o chiều độ ng cơ khô ng đồ ng bộ 3 pha roto lồ ng
só c.

Sơ đồ nguyên lý tổng quát của động cơ xe to(bản vẽ A3).
Sơ đồ nguyên lý điều khiển độ ng cơ sẽ đượ c bố trí như sau :
Việc đả o chiều độ ng cơ xe con, sử dụ ng 2 bộ khở i độ ng từ (mỗ i bộ
bao gồ m 1 contactor, 1 rơle nhiệt), thô ng qua điều khiển việc cấ p điện
cho cá c cuộ n hú t củ a contactor: cấ p cho cuộ n hú t K1 thì contactor K1
đó ng, dị ng điện độ ng lự c sẽ cấ p qua contactor K1, role nhiệt F1, khiến
độ ng cơ hoạ t độ ng ). Cấ p điện cho cuộ n hú t K2 thì contactor K2 đó ng ,
dị ng điện độ ng lự c sẽ cấp qua contactor K2, role nhiệt F2 cung cấ p cho
độ ng cơ hoạ t độ ng. Mặ t khá c, việc đấ u dâ y pha cho contactor K2 là đả o 2
pha so vớ i đấ u dây cho contactor K1, nên lú c nà y, khi contactor K2 kích
hoạ t, độ ng cơ sẽ quay ngượ c chiều
(so vớ i chiều quay khi đó ng contactor K1).

20


Hình 2.2. Sơ đồ mạch động lực của động cơ xe to.
Việc điều khiển cấp điện cho cuộn hút K1, K2 khi sử dụng phím bấm
thì cần chú ý đến đặc tính của phím bấm (có tự giữ trạng thái hay là nhấn nhả
khơng giữ trạng thái).
Trên mơ hình hệ thống cầu trục điều khiển từ xa thì việc điều khiển cấp
điện cho các cuộn hút K1, K2 (ở chế độ bằng tay) là dùng các nút bấm nhấn
nhả không giữ trạng thái. Chính vì vậy, sơ đồ ngun lý mạch điều khiển sẽ
cần thêm mạch duy trì trạng thái như sau:

Hình 2.3. Sơ đồ mạch điều khiển của động cơ xe to.
2.2.2 Sơ đồ mạch động lực điều khiển động cơ xe con.

21

Theo quá trình hoạt động của xe con sẽ nâng khối palang chạy trên dầm
chính theo 2 chiều nên việc điều khiển động cơ sẽ phải yêu cầu đảo chiều
tương tự như đối với động cơ xe con.
Sơ đồ tổng quát điều khiển động cơ xe con(bản vẽ A3).
=> Sơ đồ nguyên lý điều khiển :
Việc đảo chiều động cơ xe con, sử dụng 2 bộ khởi động từ (mỗi bộ bao
gồm 1 contactor,1 rơ le nhiệt), thông qua điều khiển việc cấp điện cho các
cuộn hút của contactor: cấp cho cuộn hút K3 thì contactor K3 đóng, dịng điện
động lực sẽ cấp qua contactor K3, role nhiệt F3, khiến động cơ hoạt động).
Cấp điện cho cuộn hút K4 thì contactor K4 đóng, dịng điện động lực sẽ cấp
qua contactor K4, role nhiệt F4 cung cấp cho động cơ hoạt động. Mặt khác,
việc đấu dây pha cho contactor K4 là đảo 2 pha so với đấu dây cho contactor
K3, nên lúc này, khi contactor K4 kích hoạt, động cơ sẽ quay ngược chiều (so
với chiều quay khi đóng contactor K3).

Hình 2.5. Sơ đồ mạch động lực của động cơ xe con

22


Trên mơ hình hệ thống cầu trục điều khiển từ xa thì việc điều khiển cấp
điện cho các cuộn hút K3, K4 (ở chế độ bằng tay) là dùng các nút bấm nhấn
nhả khơng giữ trạng thái. Chính vì vậy, sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển sẽ
cần thêm mạch duy trì trạng thái như sau:

Hình 2.6. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ xe con
2.2.3 Sơ đồ điều khiển động cơ palang
Palang có mạch cơng suất đi kèm theo máy ( đảm bảo điện áp cấp
vào cho palang luôn đảm bảo 100 VDC,điện áp cấp vào cho mạch công suất

là 100 VAC, điện áp cấp ra là 100 VDC) như sau:

23


Hình 2.7. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ palang
Việc điều khiển nâng hạ palăng sử dụng nút bấm ( đảo chiều động cơ
nâng hạ DC – 300W ), việc điều khiển tốc độ nâng, hạ của palang sẽ thông
qua bộ biến đổi điện áp cấp vào cho động cơ nâng hạ ( từ 0 → 100VDC).

24


2.3. Tính chọn thiết bị của hệ thống cầu trục
2.3.1. Cơ sở lý thuyết tính chọn cơng suất động cơ
a, Động cơ truyền động cơ cấu nâng hạ
Động cơ truyền động cơ cấu nâng - hạ giữ vai trò quan trọng trong các
máy nâng - vận chuyển nói chung và ương cầu trục nói riêng. Động cơ truyền
động cơ cấu nâng - hạ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, nên khi chọn cơng
suất đơng cơ phải tính đến cả phụ tải động.
*) Tính tốn phụ tải tĩnh: Phụ tải tĩnh của cơ cấu nâng - hạ chủ yếu là
do tải trọng quyết định. Để xác định phụ tải tĩnh, phải dựa vào sơ đồ động học
của cơ cấu nâng - hạ cụ thể.
Phụ tải tĩnh khi nâng có tải:
M n=

(G+Gn ) R t
uiƞ c

, [Nm]

(2.1)

Trong đó :
G - trọ ng lượ ng củ a tả i trọ ng , [N]
Go - trọ ng lượ ng củ a bộ lấ y tả i [N]
Rt - Bá n kính củ a tang nâ ng , [m]

u – Bộ i số củ a hệ thố ng rò ng rọ c .
ƞ c – Hiệu suấ t củ a cơ cấ u .

i - Tỉ số truyền .
i=

2 π Rt . n
,
v

(2.2)

Trong đó : v – tốc độ nâng tải . [m/s]
n – tốc độ quay của động cơ , [vg/s]
Trong các cơng thức trên thì hiệu suất ƞ c lấy bằng định mức khi trọng
tải bằng định mức, ứng với các tải trọng khác định mức, cần xác định ƞ c theo
trọng tải.
Xác định ƞ c theo hệ số mang tải:

25