Chương 1 1. NHỮNG VẤN ĐỂ CHUNG Các máy nâng - vận chuyến (M N -V C ) lù các máy dùng dê vận chuyển nsười và hàng hoá lừ nơi này đến nơi khác, lén cao hoặc xuống thấp trong mộl phạm vi hẹp. Chúng không bao gồm các máy hoặc thiết bị chuyên chở xa như các phương tiện vận tải tham gia giao thông. Các M N -V C dóng một vai trò rất quan trọng trong việc cơ giới hoá và lự động hoá các quá trình sản xuất cũng như các phương tiện tạo tiện nghi.
Chúng đảm nhận vận chuyển một khối lượng lớn hàng hoá, vật liệu, ngùyên liệu, sản phẩm trong mội phân xưởng, giữa các phán xướng cùa một nhà máy hoặc một dây chuyền sản xuất tự động v. Trong khai thác khoáng sản, trên các công trình thuỷ lợi, thuỷ diện, trong xây dựng, trong các nhà máy c h ế tạo cơ khí, sản suất ôtô, máy b ay ,. M N -V C đóng góp rất lớn vào việc tăng năng suất lao độns, giảm thời gian thi công, giảm lao động thủ công nạng nhọc, thay đổi hình thức lao dộng. Trong các nhà ở cao tẩng, các văn phòng tập trung, các sicu thị, nhà ga máy bay, nhà ga xe điện ngầm , các máy nâng - vận chuyến giúp vận chuyển hành khách - hàng hoá nhanh chóng, thuận tiện.
Như vậy, các m áy nâng - vận chuyển là các máy mà hiện nay không thể thiếu được trong mọi ngành sản suất cũng như trong sinh hoạt hàng ngày. Phân loại các m áy nâng - vận chuyển Có nhiều cách phân loại MN - v c (hình 1. Theo p hư ơ ng vận chu y ể n h àn g h oá a) Theo phương thẳng dứng: thang máy, máy nâng. b) Theo phương nằm ngang: băng chuyền, bãng tải, thang chuyền.
c) Theo phương nghiêng: xe kíp, băng chuyền, bâng tải. d) Theo phương kết hợp: cần trục, cầu trục, máy x ú c. Theo cách di chuyển a) Đặt cô' định: máy nâng, thang máy, thang chuyền, bãng tải, bãng c h u y ền. b) Di chuyển thẳng: cẩu trục cảng, cần trục, cầu trụ c.
c) Quay tròn m ột góc: cần trục xây dựng (cần cẩu tháp). d) Chuyển động phối họp: máy xúc, cần cẩu cản g. Theo c ơ cấu bốc hàng a) Cơ cấu bốc hàng là thùng, cabin, gầu treo, gầu ngoạm. b) Cơ cấu bốc hàng ià móc, xích treo, băng c) Cơ cấu bốc hàng là nam châm điện.
Các loại máy nâng- vặn chuyên a) Cầu trục móc hàng; b) cổng trục; c) cán cẩu con dê; d) cẩn trục cảng; e) cán cầu tháp: g) Thang máy; h) Máy xúc gàu thuận; i) cáu trục xưỏng thép; k) Máy xúc gàu treo; 0 Băng tài. Theo c h ế đ ộ làm việc a) C hế độ làm việc dài hạn: bãng tải, bãng chuyển, thang ch u y ền. b) C hế độ làm việc ngắn hạn lặp lại: máy xúc, thang máy, cần trục, cầu trụ c. Đặc điểm đặc trưng cho c h ế độ làm việc hệ truyền động các m áy nâng • vận chuyển 1.
Đ iểu kiện làm việc k h ó khăn Điều kiện làm việc của các M N -V C rất khắc nghiệt dù ở trong nhà hay ngoài trời, đòi hỏi các thiết bị điện phải chịu đựng và làm việc tin cậy trong những điểu kiện đó, đảm bão an toàn, nãne suất cao, tần suất đóng cắt lớn. Ví dụ: cần cẩu, máy trục, máy x ú c. làm việc ngoài trời phải chịu mưa, gió, bụi, hơi muối ỏ cảng biển, ẩm , nhiệt độ cao. Các M N -V C làm việc trong các n hà.m áy có thể phải chịu ấm, nhiệt độ cao, bụi (nhà máy luyện kim ), chịu axit, bazơ (nhà máy hoá chất), chịu bụi (nhà m áy khai thác, tuyển quặng).
M ôm en th a y đ ố i theo tốc độ Các M N -V C thường phải mở máy với tải lớn nên m ôm cn m ở m áy yêu cầu phải iớn. Mômen cản tĩnh lúc m ở máy cũng tăng mạnh khi nhiệt dộ môi trường giảm vào mùa lạnh làm tăng m ôm en m a sát trong các ổ đỡ, nhài là đối với băng chuyền, băng tải có rất nhiều con lăn ổ bi.2 cho mối quan hệ phụ thuộc giữa m ôm en cản tĩnh của động cơ truyền động và tốc độ của nó M = f(co) trong các M N -V C. Khi 0 ) = 0, môm en cản tĩnh gấp (2 -ỉ- 2,5) M(-ứ lốc độ định mức. M ôm en th a y d ổ i theo tải Trong M N -V C , m ôm en còn phụ thuộc vào tải, nhất là đối với cơ cấu nâng - hạ (hình 1.
cơ cấu nâng - hạ của cầu trục khi không tải (không có tải trọng) sẽ chiếm M„ = (15 - 25)% M Jm. Khi đầy tải là 100% Mj,„. R iêng đối với cơ cấu nâng của cần trục gàu ngoạm lại đạt tỏi 50% MJm. Đối với cơ cấu di chuyển xe con, mang theo cơ cấu nàng hạ thì đạt M„= (35 - 50)% MJm.
Đối với xe cầu mang theo xe con thì đạt tới Hình 1. Động cơ di chuyển xe cầu; 2. Động cơ di chuyển xe con; 3. Động cơ nâng - hạ.
Yêu cáu v é quá trinh quá độ Yêu cẩu vẻ quá trình quá độ của MN-VC là phải hạn chế gia tốc dươnB khi tâng tốc và gia tốc âm khi giảm tốc ớ mức tối đa cho phép để chuyển động của MN-VC xảy ra êm nhằm tránh trao lắc nguy hiếm (cho hàng hoá), giật máy (gây dứt cáp, vỡ bánh răng) hoặc gây khó chịu cho người (đi thang máy. Yêu cáu v é độ bến cơ khi, v ế khả năng chịu quá tải Năng suất cứa M N-VC phụ thuộc hai yếu tố: tải trọng và tần suất bốc, xúc. Thuờng tài trọng mỏi lần bốc, xúc không như ñhau và nhó hơn giá trị định mức nên hiệu suất máy chi đại 60 -70% định mức. Nhưng với máy xúc lại hay bị quá tài vì người vận hành không lườníi được tải trọng và không biết phía dưới đất đá có gì vướng nên đòi hòi chế tạo phải có độ bển lớn và có khá nãng chịu quá tái tốt.
Xu hưóng phát triển các hệ truyền động dùng trong máy nâng - vận chuyển Các hệ truyển động dùng cho MN-VC thường là hệ truyền động động cơ điện một chiểu và dộna cơ điện xoav chiéu. Độna cơ diện xoay chiều với ưu điểm rẻ, hiệu quà kinh tế cao, sử dụng ngay điện lưới, đáp ứng được các yêu cáu (không quá khắt khe) vé mờ máy và điều chinh trong các MN - v c nên được sử dụng ưu tièn hơn động cơ điện một chiều. Động cơ điện một chiều phức tạp hơn vể cấu tạo và sử dụng cần các nguồn một chiều kích từ và cấp cho phần ứng. nó chi được sử dụng khi có yêu cầu mà nếu dùng dộng cơ điện xoay chiểu thì không đáp ứng được.
Nhờ kỹ thuật diện tử và kỹ thuật chế tạo các linh kiện bán dẫn công suất lớn, chịu điện áp cao ngàv càng phát triển, hoàn ihiện hơn nên các bộ nguồn một chiéu dùng máy điện quay hoặc nguồn chỉnh lưu bán dẫn không điều chỉnh đã dần dược thay thế bời nguổn chinh lưu bán dần thyristo có đicu khiến với nhiẻu ưu điểm nổi trội: độ tác động nhanh, độ nhậy cao, aọn, nhẹ và rẻ. Cũng nhờ kỹ thuật điện từ và bán dần phát triển mà các phần tử đóng - cắt mạch khòng tiếp điểm đã dần chiếm ưu thế và thay cho các phán tử đóng - cắt có tiếp điểm (rơ le. Nhờ đó đáp ứng tốt hơn các yêu cẩu về làm việc tin cậy, an toàn, tuổi thọ cao hơn, duy tu báo duỡnn ít hơn. trono truyền động các MN - v c , tuỳ yêu cầu và công suất, hai loại động cơ điện mộ! chiểu và xoay chiều vẫn được sử dụng.
Khi sử dụng động cơ điện một chiểu, nauổn cấp là các bộ chỉnh lưu có diều khiển dùng thyristo. Khi sử dụng dộng cơ diện xoay chiểu, việc thay đổi tốc độ nhờ bộ điều áp xoay chiều dùng thyristo (hoặc triac) cấp cho phẩn cảm động cơ. còn phẩn ứng nếu là động cơ dãy quấn sẽ dùns bộ biến đổi xung điện trờ rõto. Các luật diểu khiển, lệnh điéu khiển trong các MN —v c cũng được tạo lặp và thực hiện nhờ các máv vi tính tại chỗ.
các PLC kết hợp với nhiêu chức nàng khác, nhất là trons các dãy chuyển sàn xuất tự động. TRANG BỊ Đ IỆ N -Đ IỆ N TỬ CẨU TRỤC 1. C h ế độ làm việc của dộng cơ truyền động và các yêu cầu cho hệ truyền động cầu trục Cầu trục thường được sử dụng trong các phân xưởng chế tạo cơ khí, nấu thép, lắp ráp ổ tỏ v.l a và i) hoặc sử dụng ngoài trời tại các bến bãi, kho tàng dưới dạng cổns trục (hình l. Cầu trục có 3 phần chính (hình 1.4): - Cơ cấu nâng - hạ 1 là bộ phận chính của cầu trục bao gổm động cơ truyền dộng, bộ truyền và hệ kéo cáp hàng lên, hạ hàng xuống theo phương thẳng đứng.
Bộ phận lấy hàng có thể là móc 4, gầu hoặc nam châm điện. - Xe con: Bộ phận di chuyển 2 mang theo cơ cấu nâng - hạ, qua lại được dọc Ihco dầm cầu 3. - Xe cầu: Dầm cầu 3 có bánh xe 5 chạy qua lại được trên hai ray dặt dọc hai bên xưởng. Xe cẩu m ang theo xe con.
Kết hợp 2 chuyển động vuông góc cùa xe cầu và xe con vói chuyển động lên xuống của móc 4 thì cẩu trục có thể móc để di chuyển hàng ở mọi điểm trong không gian của phân xưởng. Cấp điện cho cầu trục qua hệ thống tiếp điện (trôlây) 6. Điều khiển cầu trục tại cabin 7. C h ế độ làm việc của các động cơ truyền động cầu trục là ngắn hạn lặp lại, m ở m áy, đảo chiều và hãm liên tục với quá trình chuyển đổi tốc độ xảy ra êm , dải điều chỉnh tốc độ rộng, dừng chính xác đúng nơi lấy hàng và trả hàng.
Điều kiện làm việc của cầu trục là nặng nề, tần suất đóng - cắt lớn, thường xuyên làm việc ớ ch ế độ quá độ. Do vậy, động cơ truyền động cầu trục cần có: cách điện có dộ chịu nhiệt cao: rôto dài với dường kính nhỏ để có m ôm en quán tính bé. giảm tổn hao năng lượng trong quá trình thay đổi tốc độ; có khả năng chịu quá tải cao. Yêu cấu cho hệ truyền độn g cầu trục là: - Các phần tứ cấu thành phải đơn giản về cấu tạo, tin cậy cao và dễ dàng thay thế.
- Mạch điều khiển cần có bảo vệ điện áp “0 ”, quá tải và ngắn m ạch.