BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG…………… Luận văn
Đánh giá trang bị điện – điện tử cần
trục Kone tại công ty đóng tàu Phà
Rừng. Đề xuất giải pháp cải tiến hiện
đại hóa hệ truyền động điện
1
LỜI MỞ ĐẦU
Ở nước ta với địa hình có bờ biển dài và nhiều sông lớn, từ lâu ngành
vận tải thuỷ đã hình thành, phát triển và ngày càng đóng vai trò quan trọng
trong nền kinh tế. Theo đó ngành công nghiệp đóng tàu cũng ngày càng được
quan tâm đầu tư phát triển, để đáp ứng nhu cầu trong nước và hội nhập với
thế giới.
Trong các công ty đóng tàu, nhóm thiết bị cần trục cầu trục có vị trí rất
quan trọng, góp phần lớn vào việc quyết định năng suất và hiệu quả kinh tế
của công ty. Cùng với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật, nhóm thiết bị
này cũng ngày càng được hoàn thiện. Đặc biệt các thiết bị nhập khẩu từ nước
ngoài có nhiều tính năng ưu việt, đáp ứng tốt những yêu cầu vận hành như
đáp ứng đủ công suất, mức độ tự động hoá cao, vận hành an toàn hiệu quả…
Vì vậy, việc nghiên cứu đánh giá kỹ thuật nhóm cần trục là rất cần thiết, giúp
cho ta hiểu sâu và khai thác tối ưu năng suất thiết bị. Ngoài ra còn có thể đưa
ra những cải tiến, những giải pháp kỹ thuật hợp lý nhằm hoàn thiện nhóm
3
Chng 1
Tổng quan về nhóm cần trục nhà máy
đóng tàu phà rừng
1.1. lịch sử phát triển của công ty đóng tàu phà rừng
Cụng ty úng tu Ph Rng trc õy l cụng ty sa cha tu bin Ph
Rng, l cụng trỡnh hp tỏc gia chớnh ph Vit Nam v Cng hũa Phn Lan
c a vo hot ng t ngy 25 thỏng 3 nm 1984.
Ban u cụng ty c xõy dng sa cha cỏc loi tu bin cú trng
ti n 15000 tn. Tri qua hn 20 nm hot ng, cụng ty ó sa cha c
hng trm lt tu trong v ngoi nc nh: Liờn Bang Nga, c, Hy Lp,
Hn Quc t cht lng cao. Cụng ty úng tu Ph Rng l mt trong
nhng c s hng u ca Vit Nam cú thng hiu v uy tớn trong lnh vc
sa cha tu bin.
1.2. các yêu cầu về nâng vận chuyển của công ty đóng
tàu phà rừng
Trong cỏc nh mỏy sn xut cụng nghip nh trong cỏc nghnh c khớ,
luyn kim, úng tu, xõy dng, cỏc cng bin vic nõng vn chuyn l yờu
cu ht sc quan trng gúp phn ln quyt nh nng sut, hiu qu kinh t.
Nht l i vi mt cụng ty úng v sa cha tu thu nh Cụng ty tu bin
Ph Rng, vic nõng vn chuyn cỏc mó hng, cỏc tm thộp gia cụng, cỏc
thit b v chi tit lp rỏp li cng cn thit. ỏp ng nhu cu ú cụng
ty ó trang b rt nhiu nhúm thit b cn trc, cu trc vi nhiu chng loi
a dng phự hp c im cụng tỏc tng b phn sn xut.
Ti cỏc phõn xng, kho vt t vn chuyn hng hoỏ, cỏc mó hng 5
đưa vào vị trí gia công, sửa chữa hay vận chuyển các chi tiết gia công xong
đưa sang công đoạn khác… công ty đã trang bị các cầu trục chạy trên ray và
các cầu trục bán trục. Nhóm thiết bị này có trọng tải từ (5 – 40) tấn, cấu tạo
đơn giản điều khiển bằng công tắc tơ và rơle do hãng Cranes của Phần Lan
thiết kế hoặc công ty Formach của Việt Nam hợp tác với nước ngoài (thường
là Trung Quốc) chế tạo và lắp đặt. Cầu trục loại này có các cơ cấu điều khiển
chuyển động chính là: cơ cấu nâng hạ, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di
chuyển giàn; và chúng được thiết kế điều khiển tại chỗ hoặc từ xa.
Tại các bãi làm việc ngoài trời, khu vực triền tàu, âu tàu… công ty
trang bị nhiều loại cần trục, cầu trục hiện đại phục vụ việc làm việc lắp ráp,
đóng mới tàu như: 5 cầu trục khung dầm hộp chạy trên đường ray trọng tải 5
tấn phục vụ bãi làm việc các tấm vỏ và thân tàu, loại này dùng điều khiển
bằng công tắc tơ và rơle có các cơ cấu chính là cơ cấu nâng hạ, di chuyển xe
con và di chuyển giàn, thiết kế điều khiển tại cabin hay từ xa. Để phục vụ việc
lắp ráp đóng mới các con tàu công ty lắp đặt bên cạnh âu tàu một số cẩu CQ
của Trung Quốc và tại triền tàu một cầu trục 200 tấn của Phần Lan. Đây là
Phạm vi điều chỉnh tốc độ của các cơ cấu điều khiển chuyển động là
điều kiện cần thiết để nâng cao năng xuất bốc xếp đồng thời thoả mãn yêu cầu
của công nghệ bốc xếp với nhiều chủng loại hàng hoá. Cụ thể là: khi nâng và
hạ móc không hay tải trọng nhẹ với tốc độ cao, còn khi có yêu cầu khai thác
phải có tốc độ thấp và ổn định để hạ hàng hoá vào đúng vị trí yêu cầu.
Vì vậy số cấp tốc độ cho các cơ cấu điều khiển chuyển động của cần
trục ít nhất là 3 cấp tốc độ. Cấp tốc độ thấp nhằm thoả mãn công nghệ khi
nâng và hạ hàng chạm đất, cấp tốc độ cao là tốc độ tối ưu cho từng cơ cấu,
giữa hai cấp tốc độ này thường được thiết kế thêm các tốc độ trung gian để
thoả mãn công nghệ bốc xếp hàng hoá cũng như sự ổn định của cần trục.
3. Có khả năng rút ngắn thời gian quá độ
Các cơ cấu điều khiển chuyển động trên cần trục làm việc ở chế độ
ngắn hạn lặp lại, thường hệ số đóng điện ε% = 40% vì vậy thời gian quá độ
chiếm hầu hết thời gian công tác. Do đó việc rút ngắn thời gian quá độ là biện 7
pháp cơ bản để nâng cao năng xuất. Thời gian quá độ trong các chế độ công
tác là thời gian khởi động và thời gian hãm trong quá trình tăng tốc và giảm
tốc. Để rút ngắn thời gian quá độ cần sử dụng các biện pháp như: Chọn động
cơ có mômen khởi động lớn; Giảm mômen quán tính của các bộ phận quay;
Dùng động cơ điện có tốc độ không cao (1000-1500) v/ph.
Đối với động cơ điện một chiều, mômen khởi động phụ thuộc vào giới
hạn của các phiến góp vì vậy thường chọn dòng khởi động I
kđ
= (2-2,5)I
đm
.
Đối với động cơ xoay chiều mômen khởi động phụ thuộc vào loại động
Để đảm bảo thuận lợi cho người điều khiển, việc thiết kế thiết bị điều
khiển phải được bố trí thuận tiện và thống nhất giữa các loại cần trục. Đồng
thời người điều khiển có thể sử dụng các lệnh khẩn cấp một cách thuận tiện
và dễ dàng.
7. Ổn định nhiệt cơ và điện
Các cần trục thông thường được lắp ráp để vận hành ở các nơi có nhiệt
độ và độ ẩm cao, các khu vực làm việc thường có nhiệt độ biến đổi theo mùa
rõ rệt. Vì vậy các thiết bị điện phải được chế tạo thích hợp với môi trường
công tác.
8. Tính kinh tế và kỹ thuật cao
Thiết bị chắc chắn, kết cấu đơn giản, trọng lượng và kích thước nhỏ, giá
thành hạ, chi phí bảo quản và chi phí năng lượng hợp lý.
1.2.2. Các phương pháp nghiên cứu đánh giá
1.Các phương pháp nghiên cứu đánh giá cần trục
Để nghiên cứu đánh giá về cần trục người ta dựa trên hai quan điểm đó là:
* Quan điểm điều khiển:
Khi thiết kế hệ thống điều khiển, các nhà thiết kế thông thường đã dùng
kỹ thuật tối ưu hoá các biến điều khiển (tối ưu hoá số tiếp điểm của các công
tắc tơ rơle…) để xây dựng mạch điều khiển cho các cần trục. Đây là các thiết
bị dùng để thực hiện các luật điều khiển nhất định.
Điều khiển chuyển động nâng hạ hàng, di chuyển hàng hoá treo trên
móc cần trục theo quỹ đạo mong muốn trong không gian hoạt động của cần
trục có thể thực hiện đồng thời nhờ 3 cơ cấu: nâng hạ hàng, cơ cấu quay mâm 9
và cơ cấu di chuyển . Việc điều khiển chuyển động của các cơ cấu có
thể thực hiện điều khiển tại chỗ hoặc từ xa.
Tuy nhiên trong thực tế hiện nay điều khiển chuyển động của cần trục
bốc xếp hàng hoá được thiết kế để người vận hành trực tiếp điều khiển quỹ
truyền động điện sử dụng trong thiết bị nâng chuyển. Khi đã phân tích được
điều đó mới có thể ứng dụng và vận dụng một cách thành thạo các công tác
điều chỉnh hệ thống thoả mãn các yêu cầu công nghệ.
2. Phương pháp chung để đánh giá khả năng phục vụ thiết bị điện của cần trục
Để đánh giá khả năng phục vụ của thiết bị điện phục vụ bốc xếp hàng hoá
thường có 2 phương pháp sau:
Phương pháp thứ nhất: Đó là phương pháp thống kê khả năng hoạt động
và số lần hỏng hóc trong một giai đoạn nhất định, trong một năm hoặc trong
nhiều năm mà đưa ra kết luận.
Phương pháp thứ hai: Là dựa vào tính năng kỹ thuật, kết cấu của từng thiết
bị, khí cụ điện, máy điện cũng như xuất xứ của chúng. Phương pháp này cho kết
quả nhanh song đòi hỏi người đánh giá phải có chuyên môn cao. Cũng từ kết quả
đánh giá đó xây dựng quy trình khai thác vận hành cho hợp lý.
1.3. cÇn trôc trong c«ng ty ®ãng tµu phµ rõng
1.3.1. Kết cấu bố trí lắp đặt
* Cách bố trí trên cabin điều khiển
Cabin chính trên cần cẩu được đặt phía trên cao để người điều khiển có
tầm quan sát mọi hoạt động. Tại cabin này người điều khiển có thể thao tác
vận hành di chuyển cần cẩu từ bảng điều khiển nằm ở phía chân cần cẩu.
11
Bảng 1.1: B điều khiển cabin chính
STT
Chi tiết
cần cẩu
8
Công tắc Luff
word/maintenance
Chọn chế độ làm việc của cơ
cấu nâng cần
9
Đèn báo
Luff ready
Cơ cấu nâng cần sẵn sàng
10
Đèn báo
Slew ready
Cơ cấu quay mâm sẵn sàng
11
Đèn báo
Luff endpoint
Báo ngắt cuối của cơ cấu nâng
cần hoạt động
12
Đèn báo
Luff maintain
endpoint
Dừng chế độ nâng hạ cần khi
chọn chế độ bảo dưỡng
13
Công tắc nút ấn
STT
Chi tiết
Chức năng
Công dụng VH
20
Tay điều khiển
Hoist down
Hạ hàng
21
Công tắc bật
Main/aux . hoist
Chọn cơ cấu nâng hạ ( chế độ
phụ)
22
Đèn báo
Main hoist ready
Chế độ nâng chính sẵn sàng
23
Đèn báo
Gantry ready
Chế độ di chuyển sẵn sàng
24
Công tắc nút ấn
E – stop
Dừng mọi hoạt động
25
Công tắc nút ấn
Main contactor on
Bật công tắc tơ chính
26
Công tắc
Gantry stop
Dừng di chuyển
4
Công tắc
Rail brake up
Ấn để nhấc phanh ray trước
khi cơ cấu chân đế di chuyển
5
Công tắc
Rail brake down
Ấn để hạ phanh ray sau khi cơ
cấu chân đế dừng
1.3.2. vận hành cần trục
1. Chỉ những người hội đủ các điều kiện sau mới được làm việc với cần cẩu
Có tuổi trong độ tuổi lao động do nhà nước quy định.
Đã qua kiểm tra khám sức khoẻ bởi cơ quan y tế. 13
Được đào tạo chuyên môn phù hợp, được huấn luyện BHLĐ và có các
chứng chỉ kèm theo. ( gồm người lái, người làm tín hiệu, người móc tải).
Định kỳ 12 tháng 1 lần những người này phải được huấn luyện và kiểm tra
kiến thức chuyên môn và an toàn.
Được giao quyết định điều khiển cần cẩu bằng văn bản có chữ ký của
giám đốc.
2. Chỉ cho phép công nhân làm việc trên cần cẩu đã qua kiểm định và được
cơ quan lao động cấp giấy phép cho phép hoạt động theo đúng luật định.
Cần cẩu chưa có giấy phép của ngành lao động không được phép hoạt
9. Phải che chắn các bộ phận :
Truyền động bánh răng, xích, trục vít.
Khớp nối có bu lông và chốt lồi ra ngoài.
Các khớp nối nằm gần chổ người qua lại.
Trống (tambour) cuộn cáp đặt gần người lá hay gần lối đi lại nhưng không
được làm cản trở người lái theo dõi cáp cuộn trên trống.
Các trục truyền động có thể gây nguy hiểm.
10. Phải bao che các phần mang điện hở mà con người có thể chạm phải
khi làm việc trong buồng điều khiển.
11.Công tắc hạn chế hành trình của cơ cấu di chuyển phải đặt sao cho
việc ngắt động cơ xảy ra ở cách trụ chắn một khoảng không nhỏ hơn toàn bộ
quãng đường thắng (phanh) cơ cấu có ghi trong lý lịch máy.
12. Làm việc ban đêm phải có đèn pha chiếu sáng đủ cho khu vực làm
việc, công tắc đèn phải bố trí ở chân cần cẩu. Ngoài ra phải có đèn chiếu sáng
đầy đủ cho buồng điều khiển với mạng điện riêng để khi ngắt điện thiết bị
nâng không làm tắt đèn.
13. Người điều khiển thiết bị di chuyển, hạ tải phải nắm vững :
Cách xác định chất lượng, sự phù hợp của cáp và tiêu chuẩn loại bỏ cáp.
Trọng tải được phép nâng và cách ước tính trọng lượng của tải.
Cách kiểm tra hoạt động của các cơ cấu và thiết bị an toàn. 15
Cách kiểm tra hoạt động của phanh và cách điều chỉnh phanh.
Khái niệm về độ ổn định và các yếu tố có ảnh hưởng đến nó ( mối quan
hệ giữa sự thay đổi tải trọng và tầm với, tốc độ gió nguy hiểm.v.v ).
Cách xác định vùng nguy hiểm của thiết bị nâng.
Cách xác định sự cố xảy ra.
14. Người móc tải phải biết :
Trọng tải mà cần trục được phép nâng, trọng tải của cần trục tương ứng
hoc xem xột sa cha kt cu kim loi phi ngt cu dao dn in hoc tt
mỏy (i vi cỏc kiu dn ng khụng phi bng in ).
17. Khi tm ngng vic khụng cho phộp treo ti l lng. Kt thỳc cụng
vic phi tt mỏy v rỳt múc ti lờn cao khi khụng gian cú ngi v cỏc thit
b khỏc hot ng . Thu dn ni lm vic gn gng, lm v sinh , ghi s nht
ký ca ri ký tờn trc khi giao cho ngi ca ca sau.
1.4. nhận xét và đánh giá thực trạng kĩ thuật cần trục
Cn trc in cú kt cu a dng c s dng rng rói trong tt c cỏc
lnh vc khỏc nhau. Trong cỏc xớ nghip luyn kim, trong cỏc xớ nghip cụng
nghip thng lp t cỏc loi cn trc vn chuyn nguyờn vt liu, thnh
phm v bỏn thnh phm. Trong cỏc xớ nghip tuyn than, tuyn qung, trờn
cỏc bói cha than ca cỏc nh mỏy nhit in thng lp t cn trc. Trờn
cỏc cụng trng xõy dng dõn dng v cụng nghip thng lp t cỏc loi
cng trc v cn cu chõn v.v Ngoi cỏc loi cn trc lp t c nh
trờn cũn s dng cn cu di ng nh: cn cu ụ tụ, cn cu bỏnh xớch, cn
cu ni v.vTa ch nghiờn cu cn cu c trng nht ú l cn cu chõn .
Cn cu chõn gi v trớ s mt trong cỏc thit b nõng dựng trong cụng
nghip úng tu. Cn cu chõn l thit b nõng ch yu dựng vn
chuyn vt liu v lp rỏp trong cỏc cụng trỡnh bc xp hng húa, xõy dng
cụng nghip, cỏc cụng trỡnh thy in. 17
Vị trí đặt cần cẩu chân đế hợp lý phải thoả mãn các yêu cầu: tầm với và
sức cẩu để hoạt động, làm việc bộ phận trên mặt đất và phải kể đến tầm với và
sức cẩu dự trữ; Có đường đi vòng, tiện cho ô tô, cần cẩu bổ trợ khác đi vào
hiện trường; Vị trí đặt cẩu tháp phải gần cầu dao điện; Phải trừ lại không gian
đủ rộng cho việc tháo dỡ cẩu và vận chuyển phụ kiện ra khỏi công trường;
Nếu đồng thời lắp 2 cần cẩu chân đế, phải chú ý phân chia điện công tác,
* Cách 2: Trong thực tiễn làm việc, do đặc thù của ngành đóng tàu, yêu
cầu diện tích làm việc và trọng tải tương đối lớn, có thể xuất hiện mâu thuẫn
về nhu cầu độ cao nâng cẩu phần trên không đáp ứng được, tùy trọng lượng
cẩu, mô men cẩu, tầm với cùng các tham số khác của cần cẩu chân đế kiểu
chạy ray vẫn thoả mãn yêu cầu sử dụng. Cách giải quyết mâu thuẫn đó là: đổi
dùng loại cẩu khác thích hợp với công trình; Đổi kiểu chạy trên ray bằng cần
cẩu chân đế kiểu neo, bố trí một đường neo chặt để tăng tổng chiều cao của
móc cẩu.
Vì vậy việc nghiên cứu một nhóm cần trục trong công ty để hiểu rõ,
khai thác tối đa năng suất sử dụng và đưa ra giải pháp cải tiến hiện đại hóa là
một việc hợp lý và cần thiết. Trong đồ án này đi sâu nghiên cứu về nhóm cần
trục Kone có trọng tải là 15T và đưa ra giải pháp cải tiến hiện đại hóa hệ TĐĐ
cơ cấu di chyển chân đế.
19
Chương 2
Kh¸I qu¸t vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn truyÒn ®éng
®iÖn cho cÇn trôc kone
2.1. giíi thiÖu chung vÒ cÇn trôc kone
Cần trục chân đế KONE được hãng CRANES của Phần Lan thiết kế và
lắp đặt tại Công ty vào trước những năm 1986. Cần trục này có đặc tính điều
chỉnh tốc độ thích hợp cho bốc xếp hàng hoá tại cảng biển và nâng chuyển
trong công nghiệp lắp máy cho ngành đóng và sửa chữa tàu biển.
Hình 2.1: Cần cẩu Kone công ty đóng tàu Phà Rừng
Hình 2.2: Sơ đồ lắp ráp cẩu Kone 21
Thông số kỹ thuật cơ bản của KONE:
Sức nâng từ (8 – 25) tấn
Tầm với từ (24 – 38) m
Chiều cao nâng hạ hàng với tải là:
25 tấn chiều cao là 45 + 9 m
15 tấn chiều cao là 37 + 9 m
Tốc độ nâng hàng móc 25 tấn là 10m/ph
Tốc độ nâng hàng móc 8 tấn là 60m/ph
Tốc độ quay mâm là 1m/ph
Tốc độ nâng cần là 25m/ph
Tốc độ di chuyển xe là 46m/ph
Góc quay 360
0
Chiều rộng đường ray là 10.5m
Chiều dài bánh xe là 5.4m
Chiều cao đỉnh tháp 37.3m
Chiều cao đỉnh cần 45m
Nguồn điện 3 pha điện áp U
đm
5. Phanh hãm an toàn cho cho cơ cấu nâng hạ hàng hay nâng hạ cần.
Riêng cho cơ cấu quay mâm thông thường là bộ truyền cơ khí trục vít
vô tận với bánh răng nón. Hình 2.3: Kết cấu hệ truyền động điện phổ biến
Kết cấu dạng này động cơ thực hiện có thể là động cơ một chiều điều
chỉnh tốc độ bằng điện trở phụ. Đặc biệt cuộn kích từ nối tiếp được sử dụng
với sự trợ từ và khử từ trong điều khiển ở chiều nâng và hạ là khác nhau. Còn
với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc thông thường là loại có nhiều cuộn 23
dây, các tốc độ khác nhau được sử dụng bằng cách thay đổi việc cấp nguồn
cho các cuộn dây stator.
Việc đổi chiều quay của động cơ điện một chiều được thay đổi bằng
cách đổi điện áp phần ứng. Hệ thống cấp nguồn cho động cơ một chiều có thể
là máy phát điện một chiều mạch phần ứng hoặc bộ biến đổi T - Đ.
Việc đổi chiều quay cho các động cơ xoay chiều không đồng bộ thường
thực hiện bằng phương pháp đổi thứ tự pha nguồn cấp.
Ưu điểm cơ bản của hệ truyền động điện dạng này là: kết cấu hệ thống
điều khiển đơn giản, thường xây dựng theo nguyên tắc tay điều khiển kết hợp
với trạm từ. Đồng thời dạng này cũng cho phạm vi điều chỉnh tốc độ rất lớn,
đầu tư ban đầu thấp.
Nhược điểm của hệ thống là độ láng điều chỉnh không cao, có thể gây
nên lực giật trong quá trình làm việc của cần cẩu. Vì vậy độ ổn định kém và
chỉ ứng dụng cho các cần cẩu khi yêu cầu đặc tính công nghệ không cao.
Ưu điểm của hệ thống hình 2.4 là đặc tính điều chỉnh tốt, láng, có thể
điều chỉnh sâu cả hai phía nâng – hạ, quay trái – phải. Nhược điểm là hệ
thống điều khiển thường phức tạp và là hệ kín, giá thành tổng thể cao, hiệu
suất vùng điều chỉnh sâu thấp
Cần chú ý rằng:
Các phanh hãm dừng điện từ 2 và cơ cấu phanh an toàn 5 của hệ thống
trên hình 2.3 hoặc 6 trên hình 2.4 phải có độ an toàn tuyệt đối đối với cần cẩu
khi hoạt động.
Khi có sửa chữa thay thế các phần tử trên toàn bộ trục truyền động
chính nhất thiết phải khoá phanh an toàn 5 hoặc 6 một cách chắc chắn để
tránh gây mất an toàn nghiêm trọng.
Copyright: Tài liệu đại học ©