CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN ĐỘNG NÂNG HẠ CẨU
TRỤC
Phần 1 giới thiệu cẩu trục 20 tấn
1. Giới thiệu .
Cầu trục có kết cấu rất đa dạng, sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực khác nhau. Cầu trục làm nhiệm vụ dịch chuyển hàng hóa, vật tư, thiết
bị từ chỗ này sang chỗ khác.
Ví dụ: Trong xây dựng công trình công nghiệp cầu trục nâng các
thiết bị công nghệ từ mặt đất lên cao để lắp ráp thành dây chuyền sản xuất.
Trong nhà máy luyện kim, cầu trục vận chuyển cuộn thép, phôi thép hoặc
các thùng kim loại nóng chảy đổ vào khuôn đúc,… Trong các nhà máy cơ
khí cầu trục vận chuyển các phôi gia công để gá lắp trên máy hay vận
chuyển các chi tiết được gia công xong đưa sang công đoạn khác. Trên các
công trường xây dựng công nghiệp và dân dụng thường lắp đặt các cầu trục
và cần cẩu tháp. Trong các cảng biển thì cầu trục bốc dỡ hàng hóa từ trên
tàu xuống kho bãi hay vận chuyển hàng hóa xuất khẩu từ kho bãi xuống
tàu, vận chuyển các container, các máy móc xuất nhập khẩu qua đường
biển. Như vậy cầu trục giúp cho con người cơ khí hóa, tự động hóa khâu
bốc xếp hàng hóa làm giảm sức lao động, tăng năng xuất lao động và chất
lượng sản phẩm.
Điều này cho thấy trong bất kỳ lĩnh vực sản xuất nào cũng có sự
tham gia của cầu trục. Vì tính đa dạng của nó nên cấu tạo của cầu trục cũng
rất khác nhau. Tuy nhiên chúng đều có đặc điểm chung là có ba cơ cấu: Cơ
cấu nâng hạ, cơ cấu dịch chuyển dọc, cơ cấu dịch chuyển ngang và một số
cơ cấu phụ khác để giữ lấy hàng. Việc điều khiển truyền động của cầu trục
1
1
bốc xếp hàng hóa được thiết kế để người vận hành trực tiếp điều khiển quỹ
đạo chuyển động của hàng hóa. Chính vì vậy mà các hệ thống điều khiển
chuyển động cho cơ cấu của cầu trục thường được thiết kế hoạt động độc


Hình 1-4: Cần trục cảng lắp đặt trên phương tiện thủy
Cần trục tời hàng trên biển có cấu tạo gồm 3 cơ cấu điều khiển truyền
động chính là cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu nâng hạ cần và cơ cấu quay. Sự
hoạt động của cần cẩu trên tàu thủy phụ thuộc nhiều vào góc nghiêng của
tàu trong quá trình bốc xếp hàng hóa, góc nghiêng trong quá trình hoạt
động lớn hơn so với cần cẩu chân đế lắp đặt ở cảng.
Tời hàng trên tàu thủy thường có hai loại là tời đơn và tời kép. Tời đơn
là loại tời chỉ có một cần, các chuyển động của nó tương tự cần cẩu. Tời
kép là loại tời có hai cần thường có hai chuyển động khi bốc xếp hàng hóa
là nâng hạ và kéo bằng tời để dịch chuyển hàng hóa trong khoảng cách
giữa hai đỉnh cần.
Đặc điểm hoạt động của tời đơn trên tàu thủy đảm bảo được tính linh
hoạt cao, thời gian đưa vào làm việc nhanh hơn tời kép. Còn nhược điểm
của loại này là đòi hỏi công suất đặt lớn hơn tời kép.
4
4
- Xe nâng - cần trục trên ôtô.
Hình 1-5: Xe nâng chuyển container chuyên dụng
Hình 1-6: Cần trục lắp đặt trên xe ôtô
Nhóm thiết bị bốc xếp hàng hóa loại này có số lượng lớn ở cảng biển.
Chúng có tính linh hoạt cao, hiệu quả kinh tế trong sử dụng. Các xe nâng
5
5
chuyên dụng như hình 1.5 thường có các cơ cấu điều khiển chuyển động
tương tự cần cẩu: Chuyển động nâng hạ hàng, chuyển động nâng hạ cần và
chuyển động quay. Cần cẩu trên ôtô có các cơ cấu điều khiển chuyển động
chính tương tự cần trục.
Đặc điểm của cần cẩu trên ôtô và xe nâng là chủ yếu sử dụng năng
lượng dầu diezen, hệ thống chuyển động có thể bằng động cơ điện hoặc

Cầu trục giàn chạy trên đường ray bốc xếp container được biểu diễn
trên hình 1.10. Các cơ cấu chính của cầu trục giàn chạy trên đường ray bao
gồm: cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu di chuyển xe con, cơ cấu di chuyển giàn
và cơ cấu nâng hạ giàn. Đặc điểm công tác nổi bật của loại này là tầm với
và trọng tải nâng lớn, năng suất bốc xếp rất cao. Được trang bị cho các cầu
cảng chuyên dụng bốc xếp container.
9
9
Hình 1-10: Cầu trục giàn bốc xếp container
\
10
10
Phần 2 : đặc điểm và yêu cầu công nghệ
2.1 Đặc điểm
2.1.1 Cấu tạo chung của cầu trục
- Cần trục có kết cấu rất đa dạng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực
khác nhau. Ở đây ta chỉ nghiên cứu cấu tạo đặc trưng nhất của cầu trục
được biểu diễn tại hình 1.11
Hình 1-11: Cấu tạo chung của cầu trục
- Cấu tạo chung của cầu trục gồm ba bộ phận chính:
Xe con (3): là bộ phận chuyển động trên đường ray trên xe cầu, trên đó
có cơ cấu nâng hạ và cơ cấu di chuyển xe con.
Xe cầu (2): là một khung sắt hình chữ nhật được thiết kế với kết cấu
chịu lực gồm một dầm chính chế tạo bằng thép, đặt cách nhau một khoảng
tương ứng với khoảng cách bánh xe con, bao quanh là một dàn khung, hai
dầm cầu được liên kết cơ khí với dầm ngang tạo thành một khung hình chữ
nhật trong mặt phẳng nằm ngang.
Cơ cấu nâng hạ (1): có hai loại chính
11
11

200% bằng rơle dòng điện cực đại.không dùng rơle nhiệt vì các động cơ
12
12
làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại,trong việc khống chế và bố trí khâu bảo
vệ khống chế tự động cơ tự khởi động khi điện áp lưới tự phục hồi .
Để đảm bảo cho người và thiết bị vận hành trong sơ đồ khống chế phải có
công tác hành trình để hạn chế truyền động của cơ cấu khi chúng phải di
lên vị trí giớ hạn ( đối vơi cơ cấu nâng hạ chế hành trình nâng mà khồng
hạn chế hành trình hạ ).
Gia tốc của trục là thông số hết sức quan trọng. hầu hết cẩu trục có hạn chế
gia tốc. Ở bộ phận nâng hạ phần cẩu trục có yêu cầu hạn chế gia tốc . Ở bộ
phận nâng hạ cẩu trục gia tốc cho phép thường đươc quy định theo khả
năng chịu đựng tải động cơ của cơ cấu .
vd : đối với câu cấu nâng hạ cẩu trục gia tốc phải nhỏ hơn 0.2 m/s
2
để
không bị giật đứt dây cáp
2.1.2. yêu cầu làm việc của cầu trục
- Chế độ làm việc của các cơ cấu cầu trục được xác định từ các yêu cầu
của quá trình công nghệ, chức năng của cầu trục trong dây truyền sản xuất.
Cấu tạo và kết cấu của cầu trục rất đa dạng. Khi thiết kế và chế tạo hệ
thống điều khiển và hệ truyền động điện phải phù hợp với từng loại cụ thể.
- Cầu trục trong phân xưởng luyện thép lò mác tanh, trong các phân
xưởng nhiệt luyện phải đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật trong chế độ quá độ.
Cầu trục trong các phân xưởng lắp ráp phải đảm bảo quá trình mở máy êm,
dải điều chỉnh tốc độ rộng, dừng chính xác nơi lấy hàng và hạ hàng,…
- Sau đây là các đặc điểm chung của cầu trục – cần trục:
Tải thay đổi trong phạm vi rộng từ không tải đến tải định mức.
Khởi động phải đầy tải.
Mômen trên trục động cơ phụ thuộc vào tải.

nâng hạ cũng như tải dịch chuyển ngang.
14
14
Các mạch điện và các động cơ phải được bảo vệ ngắn mạch và quá tải.
Có mạch điện bảo vệ không để bảo vệ động cơ không tự khởi động lại khi
có sự cố mất điện. Các thiết bị điện trong hệ thống phải làm việc an toàn,
hiệu quả, hệ thống điện đơn giản để dễ kiểm tra và sửa chữa.
Có hạn chế dòng và tải.
Có công tắc hành trình hạn chế hành trình tiến, lùi cho xe cầu, xe con,
hạn chế hành trình lên cho cơ cấu nâng hạ.
Đảm bảo hạ hàng ở tốc độ thấp.
Tự động cắt nguồn cấp khi có người làm việc trên xe cầu.
Phải có độ tin cậy và tuổi thọ cao.
Yêu cầu về phụ tải:
Đối với cơ cấu nâng hạ: Mômen không tải khi nâng móc cẩu M
c0
= (15
20%) M
đm
. Còn khi gầu ngoạm M
c0
cỡ 50% M
đm
. Khi hạ tải, do tác động
của lực ma sát nên phụ tải biến đổi từ -20% +80% M
đm
15
15
Hình 1-12: Đặc tính phụ tải cơ cấu nâng hạ
Đối với cơ cấu dịch chuyển, do mômen cản tĩnh và tải trọng nên

gầu ngoạm đạt tới 50%M
đm
, đối với cơ cấu di chuyển xe con bằng
(30 50%)M
đm
, đối với cơ cấu di chuyển xe cầu (50 55%)M
đm
.
Trong các hệ truyền động các cơ cấu nâng hạ của cầu trục yêu cầu quá
trình tăng tốc diễn ra phải êm, đặc biệt là đối với cầu trục thiết kế cho nâng
chuyển container và bốc xếp hàng hóa, lắp ráp thiết bị máy móc. Bởi vậy
mômen động trong quá trình quá độ phải được hạn chế theo yêu cầu kỹ
thuật an toàn.
Năng suất của cầu trục được quyết định bởi hai yếu tố: Tải trọng của
thiết bị và số chu kỳ bốc xếp trong 1h. Thường số lượng hàng hóa bốc xếp
trong 1chu kỳ không như nhau và nhỏ hơn trọng tải định mức. Cho nên phụ
tải của động cơ chỉ đạt (60 70%) công suất định mức của động cơ.
CHƯƠNG II :
PHÂN TÍCH MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU
KHIỂN
2.1 Mạch động lực
18
18
A sơ đồ :
Hình 2.2 sơ đồ tổng thể cấp nguồn cho các phủ tải cẩu trục sử
dụng động cơ không đồng bộ rotor có day quấn
B Chức năng của mạch :
tổng thể cấp nguồn cho các phụ tải cẩu trục của phương án được trình bày
trong hình 2.2
Nguồn điện cấp cẩu trục được lấy từ điện ba pha và được điề khiển bằng

dụng còn nhiều nên độ tin cậy hoạt động chưa cao , hay có sự đánh lừa làm
giảm tuổi thọ thiết bị .
Kích thước thiết hị điều khiển và hoạt động còn cồng kềnh , chiêm
nhiều diện tích sản xuất . Mặt khác vật tư thiết bị cho phương án này gặp
nhiều khó khăn trên thị trường sản xuất khồng phổ biến .
Khả năng tự động hóa thấp , khó kết nối điều khiển nối mạng trong nhà
máy . gây nhiều khó khăn trong việc quản lý thiết bị.
Cẩu trục có hai dầm chính 40 tấn gồm 06 động cơ chính li các cơ cấu
truyền động và 02 động cơ quạt gió làm mát động cơ nâng hạ hàng , các
phanh điện từ và các phần tử khác :
20
20
Động cơ M61 và M62 là động cơ di chuyện cầu , di chuyển dọc phần
xưởng
Động cơ 1M21 và 2M32 la hai động cơ nâng hạ hàng được đặt
chung vào hộ số . hai quạt gió M11 gắn trực tiếp ỏ duôi động cơ 1M21 và
2M21 đẻ làm mát.
Động cơ M41 và M42 là động cơ du chuyển xe con các động cơ này
sử dụng phương pháp hám dừng phanh diện từ
Mạch điện bao gồm các động cơ , phanh diện từ day dẫn , cầu đấu
dây , hộp điều khiển , các khí cụ điện cần thiết như cầu dao aptomat hay
công tác tơ , cầu chì….
2. Chức năng các phần tử cơ bản và nguyên lý làm việc của cơ
cấu di chuyển xe cầu.
* Mạch động lực .
Sơ đồ mạch động lực của cơ cấu duy chuyển cầu được thể hiện trên bản vẽ
Mạch động lực được lấy từ lưới điện trực tiếp từ nguồn điện chính cua cẩu
trục bao gồm các thiết bị sau :
T61 , T62 là cảm kháng nguồn .
Z62 bộ lọc chính

cho toàn bộ hệ thống
Khi di chuyển theo chiều tiến về phía trước ( có sự tham gia của tay trang
điều khiển S61) :
Đưa tay điều khiển S61 tới vị trí 1 ,làm đóng tiếp điểm S61 ( 13-14) đưa
điện qua chân số 5 của khối chỉnh lưu U62 và đư tới X2(13 ,8,9 ) của biên
tần U61 để thực hiện điều khiển di chuyển cơ cấu xe cầu tiến về phía trước
với tốc độ chậm
22
22
Nếu muốn với tốc độ nhanh thì ta chuyển tay trang S61 sang vị trí 2,khi đó
S62 (13 – 14 ) vấn đóng nhưng có thêm s61 (33- 34 ) dống đưa điện vào
chan số 3 của U61 , sau đó vào U61 và đưa ra tín hiệu điều khiển cầu duy
chuyển với tốc độ nhanh hơn .
Trong quá trình duy chuyển về phía trước nhưng lúc này thay S61 bằng
S62 và công tắc hành trình S71.3 bị tác động thì cầu sẽ dừng tác động thì
cầu sẽ dừng duy chuyển.
Nếu muốn dừng trong quá trình duy chuyển bình thường thì ta chỉ cần
chuyển tay trang theo chiều ngược lại về vị tri 0
+ Các mạch bảo vệ
Bảo vệ quá tải động cơ truyền động : bằn điện trở nhiệt đặt trong statao
động cơ.
Bảo vệ vượt hành trình duy chuyển : được thực hiện bởi các công tắc giớ
hạn hành trình S7.1.1,2,3,4.
Bảo vệ ngắn mạch động cơ : được thực hiện bằng cầu chì F60
Bảo vệ dừng khẩn cấp bằng nút ấn dừng khẩn cấp S1 ( chug cho toàn bộ hệ
thống ).
3. Chức năng các phần tử và nguyên lý hoạt động của cơ duy
chuyển xe con
Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển của cơ cấu duy chuyển xe con
được biể diễn bản vẽ 6A và 8A

động thì K41mất điện , làm mất điện cấp cho động cơ và phanh điện từ làm
cho cơ ngừng nữa.

Quá trình chuyện động sang trái ( theo chiều ngược lại) và động cơ được
hám dần , sau đó ngưng quay làm cơ cấu ngừng di chuyển.
+ Các bảo vệ
24
24
Bảo vệ quá tải và ngắn hạn và ngắn mạch động cơ truyền động : được thực
hiện bở cầu dao tự động Q41( có phần tử nhiệt bảo vệ quá nhiệt ,bảo vệ
quá mạch ) .
Bảo vệ giới hạn hành trình duy chuyển xe con : là nhiệm vụ của các công
tắc hành trình S5.1,2,3,4.
4. Chức năng các phần tử cơ bản và nguyên lý làm việc của cơ cấu nâng hạ
hàng
Sơ đồ mạch động lực và mạch điều khiển được thể hiện trên bản vẽ 5A và
7A
+ Chứa năng các phần tử :
Nguồn cấp cho mạch động lực được lấy nguồn điện chính qua tiếp điềm
chính công tắc tơ K1
T32 làm máy biến dong làm thay đổi dòng điện khi thay đổi về dòng điện
trong mạch .
K21 ,K22,K23: là các cặp tiếp điểm của các contactor K21. K22,k23,
không chế chiều quay và tốc độ 1V21, 2V21 : các đầu điôt có tác dụng nắn
điện áp xoáy chiều thành 1 chiều cấp cho phanh điện từ dể dừng động cơ
khi cần thiết .
T11: biến áp hạ áp , hạ điện áp từ 400V xuống 230V cấp điện cho 2 động
cơ quạt gió làm mát động cơ chính ( phía sơ cấp được bảo vệ câu chì F15
và F16 .phía thưc cấp được bảo vệ bởi F1).
Y1 phanh điện từ