Chương 1. Trang bi điện - điện tử các máy nâng vận chuyển. Trang bị điện - điện tử lò điện. Trang bị điện - điện tử máy hàn điện.
Trang bị điện - điện tử các máy thuỷ khí. Mỗi loại máy đều được giới thiệu và phân tích quá trình công nghệ, đặc tính kỹ thuật, ứng dụng cơ bản, cơ sở lý luận và tính chọn công suất, loại động cơ truyền động cũng như gợi ý về hệ truyền động và phân tích một số sơ đổ điều khiển điển hình. Mặc dù biên soạn lại nhưng cuốn sách cũng không thể tránh được các sai sót. Rất mong các thầy, cô giáo và bạn đọc góp ý để lần xuất bản sau cuốn sách được hoàn thiện hơn.
Các ý kiến đóng góp xin gửi về Công ty c ổ phần Sách Đại học - Dạy nghề (HEVO BCO), Nhà xuất bản Giáo dục, 25 Hàn Thuyên, Hà Nội. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG Các máy nâng - vận chuyển (MN-VC) là các máy dùng đe vậnchuyển người và hàng hoá từ nơi này đến nơi khác, lên cao hoặc xuống thấp trong một phạm vihẹp. Chúng không bao gồm các máy hoặc thiết bị chuyên chở xa như các phương tiện vận tải tham gia giao thông. Các MN-VC đóng một vai trò rất quan trọng trong việc cơ giới hoá và tự 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 mộl phân xưởng, giữa các phân xưởng 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 điện, trong xây dựng, tron« các nhà máy chế tạo cơ khí, sản suất ôtô, máy bay,. MN -V C đóng góp rất lớn vào việc tăng năng suất lao động, giảm thời gian thi công, giảm lao động thủ công nặng nhọc, thay đổi hình thức lao động. Trong các nhà ở cao tầng, các văn phòng tập trung, các sicu thị, nhà ga máy bay, nhà ga xe điện ngầm, các máy nâng - vận chuyển giúp vận chuyển hành khách - hàng hoá nhanh chóng, thuận tiện.
Như vậy, các máy 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 máy nâng - vận chuyển Có nhiều cách phân loại MN - v c (lùnh 1. Theo phương vận chuyển hàng hoá a) Theo phương thẳng đứng: thang máy, máy nâng. b) Theo phương nằm ngang: băng chuyền, băng tải, thang chuyền.
c) Theo phương nghiêng: xe kíp, băng chuyền, băng tải. d) Theo phương kết hợp: cần trục, cầu trục, máy xúc. Theo cách di chuyển a) Đặt cố định: máy nâng, thang máy, thang chuyền, bãng tải, băng chuyền. b) Di chuyển thẳng: cầu trục cảng, cần trục, cầu trục.
c) Quay tròn một góc: cần trục xây dựng (cần cẩu tháp). d) Chuyển động phối hợp: máy xúc, cần cẩu cảng. Theo c ơ cấu bốc hàng a) Cơ cấu bốc hàng là thùng, cabin, gầu treo, gầu ngoạm. b) Cơ cấu bốc hàng là móc, xích treo, băng c) Cơ cấu bốc hàng là nam châm điện.
Các loại máy nâng - vận chuyển a) Cầu trục móc hàng; b) cổng trục; c) Cần cẩu con dê; d) cần trục cảng; e) Cần cẩu tháp g) Thang máy; h) Máy xúc gàu thuận; i) cầu trục xưởng thép; k) Máy xúc gàu treo (!) Băng tải 6 1. Theo c h ế độ làm việc a) Chế độ làm việc dài hạn: băng tải, băng chuyền, thang chuyền. b) Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại: máy xúc, thang máy, cần trục, cầu trục. Đặc điểm đặc trưng cho chế độ làm việc hệ truyền động các máy nâng • vận chuyên 1.
Điêu kiện làm việc khó khăn Điều kiện làm việc của các M N-VC 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 điều kiện đó, đảm bảo an toàn, nãng suất cao, tần suất đóng cắt lớn. Ví dụ: cần cẩu, máy trục, máy xúc. làm việc ngoài trời phải chịu mưa, gió, bụi, hơi muối ớ cảng biển, ẩm, nhiệt độ cao. Các M N-VC làm việc trong các nhà,máy có thể phải chịu ẩm, nhiệt độ cao, bụi (nhà máy luyện kim), chịu axit, bazơ (nhà máy hoá chất), chịu bụi (nhà máy khai thác, tuyển quặng).
Mômen thay đổi theo tốc độ Các M N-VC thường phải mở máy với tải lớn nên mômcn mở máy yêu cầu phải lớn. Mômen cản tĩnh lúc 1T1Ở máy cũng tăng mạnh khi nhiệt độ môi tnrờng giảm vào mùa lạnh làm tãng mômen ma sát trong các ổ đỡ, nhất là đối với băng chuyền, bãng tải có lất nhiều con lăn ổ bi.2 cho mối quan hệ phụ thuộc giữa mômen cản tĩnh của động cơ truyền động và tốc độ của nó M = f(co) trong các M N-VC. Khi (0 = 0, mômen cản tĩnh gấp (2 -ỉ- 2,5) Mc?ở tốc độ định mức. Mômen thay đối theo tải Trong M N -VC, mômen CÒĨ1 phụ thuộc vào tải, nhất là đối với cơ cấu nâng - hạ (hình 1.3, cơ cấu nâng - hạ của cầu trục khi không tải (không có tải trọng) sẽ chiếm M„ = (15 - 25)%Mdm.
Khi đầy tải là 100% MJm. Riêng đối với cơ cấu nâng của cần trục gàu ngoạm lại đạt tới 50% Mjm. Đối với cơ cấu di chuyển xe con, mang theo cơ cấu nâng hạ thì đạt M„= (35 - 50)% MJm. Đối với xe cầu mang theo xe con thì đạt tới Gđm Hình 1.
Động cơ di chuyển xe cầu; 2. Động cơ di chuyển xe con; 3. Động cơ nâng - hạ. Yêu cẩu về quá trình quá độ Yêu cầu về quá trình quá độ của M N-VC là phải hạn chế gia tốc dương khi tăng tốc và gia tốc âm khi giảm tốc ớ mức tối đa cho phép để chuyển động của M N -V C xảy ra êm nhằm tránh trao lắc nguy hiểm (cho hàng hoá), giật máy (gây đứl cáp, vỡ bánh răng) hoặc gây khó chịu cho người (đi thang máy, thang chuyền).
Yêu cẩu về độ bển cơ khí, vê khả năng chịu quá tái Năng suất của M N-VC phụ thuộc hai yếu tố: tải trọng và tần suất bốc, xúc. Thường tải trọng mỗi lần bốc, xúc không như ñhau và nhỏ hơn giá trị định mức nên hiệu suất máy chỉ đạt 60 -70% định mức. Nhưng với máy xúc lại hay bị quá tải vì người vận hành không lường được tải trọng và không biết phía dưới đất đá có gì vướng nên đòi hỏi chế tạo phải có độ bền lớn và có khả năng chịu quá tải tốt. Xu hưỏng phát triển các hệ truyền động dùng trong máy nâng - vận chuyển Các hệ truyền động dùng cho M N-VC thuờng là hệ truyền động động cơ điện một chiểu và độnsỉ cơ điện xoav chiều.
Động cơ điện xoay chiều với ưu điểm rẻ, hiệu quả kinh tế cao, sử dụng ngay điện lưới, đáp ứng được các yêu cầu (không quá khắt khe) về mở máy và điều chỉnh trong các MN - v c nên được sử dụng ưu tiên hơn động cơ điện một chiều. Động cơ điện một chiều phức tạp hơn về cấu tạo và sử dụng cần các nguồn một chiều kích từ và cấp cho phần ứng. Do vậy, nó chỉ được sử dụng khi có yêu cầu mà nếu dùng động cơ điện xoay chiều thì không dáp ứng được. Nhờ kỹ thuật điện tử và kỹ thuật chế tạo các linh kiện bán dẫn công suất lớn, chịu điện áp cao ngày càng phát triển, hoàn thiện hơn nên các bộ nguồn một chiéu dùng máy điện quay hoặc nguồn chỉnh lưu bán dẫn không điều chỉnh đã dần được thay thế bởi nguồn chỉnh lưu bán dẫn thyristo có điều khiển với nhiều ưu điểm nổi trội: dộ tác động nhanh, độ nhậy cao, gọn, nhẹ và rẻ.
* Cũng nhờ kỹ thuật điện tử và bán dẫn phát triển mà các phần tử đóng - cắt mạch không tiếp điểm đã dần chiếm ưu thế và thay cho các phần tử đóng - cắt có tiếp điểm (rơ le, công tắc tơ). Nhờ đó đáp ứng tốt hơn các yêu cầu về làm việc tin cậy an toàn tuổi thọ cao hơn, duy tu bảo dưỡng ít hơn. Hiện nay, trong truyền động các MN - v c , tuỳ yêu cầu và công suất, hai loại động cơ điện một chiều và xoay chiều vẫn được sử dụng. Khi sử dụng động cơ điên môt chiều, nguồn cấp là các bộ chỉnh lưu có điều khiển dùng thyristo.
Khi sử dụno động cơ điện xoay chiều, việc thay đổi tốc độ nhờ bộ điều áp xoay chiều dùng thyristo (hoãc triac) cấp cho phần cảm động cơ, còn phần ứng nếu là động cơ dây quấn sẽ /dùne bộ biến đổi xung điện trở 1’ôto. Các luật điều khiển, lộnh điều khiển trong các MN - v c cũng được tạo lâp và thưc hiện nhờ các máy vi tính tại chỗ, các PLC kết hợp với nhiều chức nãng khác nhất là trons các dây chuyển sản xuất tự động. TRANG BỊ ■ ĐIỆN ■ - ĐIỆN ■ TỬ CẦU TRỤC ■ 1. Chế độ làm việc của động cơ truyền động và các yêu cầu cho hệ truyền động cẩu trục Cầu trục thường được sử dụng trong các phân xưởng chế tạo cơ khí, nấu thép, lắp ráp ô tó v.l a và i) hoặc sử dụng ngoài trời tại các bến bãi, kho tàng dưới dạng cổng 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 gồm động cơ truyền động, 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 theo dầm cầu 3. - Xe cầu: Dầm cầu 3 có bánh xe 5 chạy qua lại được trên hai ray đặt dọc hai bên xưởng.
Xe cầu mang theo xe con. Kết hợp 2 chuyển động vuông góc của xe cầu và xe con với chuyển động lên xuống của móc 4 thì cầu 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.
Chê'độ làm việc của các động cơ truyền động cầu trục là ngắn hạn lặp lại, mở máy, 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 ở chế độ quá độ.