đồ án tổng hợp hệ điện cơ_thiết kế hệ truyền động cho xe con cầu trục tải 10 tấn

§å ¸n tæng hîp hÖ ®iÖn c¬

§å ¸n m«n häc Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬

(§Ò sè 5)

Tªn ®Ò tµi :

“ThiÕt kÕ hÖ truyÒn ®éng cho xe con cÇu trôc “

Víi c¸c thèng sè kÜ thuËt:

- Träng lîng xe con 5 TÊn

-T¶i träng ®Þnh møc 10 TÊn

-Tèc ®é di chuyÓn 0.05÷0.5 m/s

- Lùc c¶n chuyÓn ®éng khi t¶i ®Þnh møc 4000 N

- Lùc c¶n chuyÓn ®éng khi kh«ng t¶i 2000 N

- HiÖu suÊt c¬ cÊu(η) 0.82

- TØ sè truyÒn (i) 31

- §êng kÝnh b¸nh xe cÇu (Db) 0.35 m

Yªu cÇu c¸c néi dung:

• Nªu c¸c yªu cÇu vÒ c«ng nghÖ vµ truyÒn ®éng

• Chän ph¬ng ¸n truyÒn ®éng. TÝnh chän c«ng suÊt ®éng c¬ vµ m¹ch lùc.

• X©y dùng cÊu tróc ®iÒu khiÓn tæng hîp hÖ.

• ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn.

• M« pháng (Simulink).

Ph¬ng ¸n thiÕt kÕ:

 1. HÖ truyÒn ®éng ®éng c¬ xoay chiÒu dïng ph¬ng ph¸p ®iÒu

chØnh tÇn sè.

 2. HÖ truyÒn ®éng ®éng c¬ mét chiÒu dïng ph¬ng ph¸p chØnh lu

hoÆc b¨m xung ®iÖu ¸p.

 3. HÖ truyÒn ®éng ®éng c¬ mét chiÒu dïng ph¬ng ph¸p xung

®iÖn trë Roto.

Tµi liÖu tham kh¶o: Trang bÞ m¸y c«ng nghiÖp dïng chung.

Danh s¸ch sinh viªn thùc hiÖn ®Ò tµi

Sè thø tù Nhãm sinh viªn Gi¸o viªn híng dÉn

1 NguyÔn §¨ng Phó PGS.TS Bïi quèc kh¸nh

2 Ph¹m Thµnh §ång

3 NguyÔn §×nh Th¾ng

4 Phïng V¨n §øc

5 Bïi Anh Tó

c Lêi nãi ®Çu

hóng ta biÕt r»ng sù ph¸t triÓn kinh tÕ cña mçi quèc gia phô thuéc rÊt nhiÒu vµo møc

®é c¬ giíi ho¸ vµ tù ®éng ho¸ c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt . Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ,m¸y

n©ng - vËn chuyÓn ®ãng vai trß quan träng .CÇu trôc lµ mét trong nhiÒu c¬ cÊu nh

vËy. Nã lµ cÇu nèi gi÷a c¸c h¹ng môc s¶n xuÊt, gi÷a c¸c ph©n xëng trong nhµ m¸y,

gi÷a c¸c m¸y c«ng t¸c trong mét d©y chuyÒn s¶n xuÊt v.v... Víi vai trß lµ mòi nhän

cña kü thuËt hiÖn ®¹i, lÜnh vùc tù ®éng ho¸ ®ang ph¸t triÓn víi tèc ®é ngµy cµng cao.

Nh÷ng thµnh tùu cña lý thuyÕt §iÒu khiÓn tù ®éng, Tin häc c«ng nghiÖp, §iÖn tö

Sinh viªn: NguyÔn §¨ng Phó 1 Tù §éng Ho¸ 3_K44

§å ¸n tæng hîp hÖ ®iÖn c¬

c«ng suÊt, Kü thuËt ®o lêng.... ®· vµ ®ang ®îc triÓn khai trªn quy m« réng lín, t¹o

nªn nh÷ng thiÕt bÞ vµ d©y chuyÒn c«ng nghiÖp s¶n xuÊt tù ®éng víi n¨ng suÊt cao vµ

chÊt lîng tèt .

TruyÒn ®éng ®iÖn cã nhiÖm vô thùc hiÖn c¸c c«ng ®o¹n cuèi cïng cña mét c«ng

nghÖ s¶n xuÊt. §Æc biÖt trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt tù ®éng hiÖn ®¹i, truyÒn ®ång

®iÖn ®ãng gãp vai trß quan träng trong viÖc n©ng cao n¨ng suÊt vµ chÊt lîng s¶n

phÈm. V× vËy, c¸c hÖ truyÒn ®éng ®iÖn lu«n lu«n ®îc quan t©m nghiªn cøu n©ng cao

chÊt lîng ®Ó ®¸p øng c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ míi víi møc ®é tù ®éng ho¸ cao.

ViÖc t¨ng n¨ng suÊt m¸y s¶n xuÊt vµ gi¶m gi¸ thµnh thiÕt bÞ ®iÖn cña m¸y lµ hai

yªu cÇu cÇn chñ yÕu ®èi víi hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn vµ tù ®éng ho¸ s¶n xuÊt song

chóng thêng m©u thuÉn nhau. Mét bªn ®ßi hái sö dông c¸c hÖ thèng phøc t¹p, mét

bªn l¹i yªu cÇu h¹n chÕ sè lîng thiÕt bÞ chung trªn m¸y vµ sè thiÕt bÞ cao cÊp. VËy

viÖc lùa chän mét hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn vµ tù ®éng ho¸ thÝch hîp cho c¬ cÊu

s¶n xuÊt lµ kh«ng ®¬n gi¶n.

Víi viÖc øng dông réng r·i c¸c tiÕn bé kü thuËt trong lÜnh vùc ®iÖn tö - tin häc,

c¸c hÖ truyÒn ®éng ®iÖn ®îc ph¸t triÓn vµ cã thay ®æi ®¸ng kÓ. §Æc biÖt, do c«ng

nghÖ s¶n xuÊt c¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö c«ng suÊt ngµy cµng hoµn thiÖn nªn c¸c bé biÕn

®æi ®iÖn tö c«ng suÊt trong hÖ truyÒn ®éng ®iÖn kh«ng nh÷ng ®¸p øng ®îc yªu cÇu

t¸c ®éng nhanh, ®é chÝnh x¸c cao mµ cßn gãp phÇn lµm gi¶m kÝch thíc vµ h¹ gi¸

thµnh cña hÖ thèng.

ViÖc nghiªn cøu vµ häc tËp mét c¸ch nghiªm tóc vµ s©u s¾c m«n häc Tæng hîp

hÖ ®iÖn c¬ lµ mét trong nh÷ng ®ßi hái quan träng ®èi víi sinh viªn ngµnh Tù ®éng

ho¸ XNCN. Nã phï hîp víi yªu cÇu ph¸t triÓn ngµy cµng cao vµ phong phó cña nÒn

c«ng nghiÖp níc ta còng nh sù ph¸t triÓn nh vò b·o cña c¸c thµnh tùu c«ng nghÖ hiÖn

®¹i trªn thÕ giíi.

Còng ®Ó ®¸p øng nhu cÇu häc tËp m«n häc " Tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ " viÖc lµm ®å

¸n m«n häc lµ rÊt phï hîp vµ cÇn thiÕt . B¶n ®å ¸n nµy thùc hiÖn viÖc "ThiÕt kÕ hÖ

truyÒn ®éng cho cÇu trôc". Tuy nhiªn ®Ó tæng hîp ®îc mét hÖ truyÒn ®éng cho cÇu

trôc mét c¸ch hoµn chØnh kh«ng ph¶i ®¬n gi¶n. Trong ph¹m vi vµ yªu cÇu cña m«n

häc nµy ta chØ nghiªn cøu tæng hîp hÖ thèng truyÒn ®éng cho ®éng c¬ di chuyÓn

xe cÇu. ë ®©y ngoµi viÖc tÝnh to¸n c¸c th«ng sè vµ gi¸ trÞ cÇn thiÕt cho m¹ch ®éng

lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn, thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn... ,cßn cã sù quan t©m ®Õn viÖc x©y

dùng cÊu tróc ®iÒu khiÓn tæng hîp hÖ truyÒn ®éng T-§, thiÕt kÕ c¸c bé ®iÒu chØnh

cho m¹ch vßng ph¶n håi nèi cÊp, thùc hiÖn m« pháng c¸c ®Æc tÝnh hÖ thèng b»ng ch-

¬ng tr×nh Simulink cña phÇn mÒm MATLAB.

Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn, víi sù gióp ®ì cña c¸c thÇy gi¸o, c« gi¸o trong Bé m«n

Tù ®éng ho¸ XNCN ®Æc biÖt lµ sù gióp ®ì cña thÇy gi¸o –PGS.TS Bïi Quèc

Kh¸nh cïng c¸c sinh viªn kh¸c céng víi sù nç lùc cña b¶n th©n, b¶n ®å ®· ®îc hoµn

thµnh. Tuy nhiªn, do thêi gian t¬ng ®èi ng¾n vµ tr×nh ®é chuyªn m«n cßn h¹n chÕ

nªn b¶n ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt . Em mong nhËn ®îc sù gãp ý cña

c¸c thÇy c« gi¸o vµ c¸c b¹n ®Ó b¶n ®å ¸n nµy ®îc hoµn thiÖn h¬n.

Hµ néi , Ngµy 15/05/2003

Sinh viªn: NguyÔn §¨ng Phó 2 Tù §éng Ho¸ 3_K44

§å ¸n tæng hîp hÖ ®iÖn c¬

Sinh viªn : NguyÔn §¨ng Phó

Ch¬ng I: M« t¶ c«ng nghÖ vµ yªu cÇu hÖ

truyÒn ®éng

1.1. M« t¶ c«ng nghÖ

CÇu trôc lµ mét lo¹i m¸y n©ng - vËn chuyÓn ®îc sö dông phæ biÕn trong nhiÒu

ngµnh kinh tÕ kh¸c nhau nh trong nhµ m¸y c¬ khÝ, xÝ nghiÖp luyÖn kim, c«ng trêng

x©y dùng, hÇm má, h¶i c¶ng...

Sinh viªn: NguyÔn §¨ng Phó 3 Tù §éng Ho¸ 3_K44

3

2

1

§å ¸n tæng hîp hÖ ®iÖn c¬

Th«ng thêng cÇu trôc ®îc ®iÒu khiÓn nhê ngêi l¸i ngåi ®iÒu khiÓn trong cabin,

theo yªu cÇu cña n¬i s¶n xuÊt, bé ®iÒu khiÓn cã thÓ ®Æt ngoµi cÇu trôc, tõ mét tñ ®iÒu

khiÓn ®Æt ë nÒn ph©n xëng.

Ph©n lo¹i cÇu trôc :

+ Theo ®Æc ®iÓm cÊu t¹o :

• CÇu trôc kiÓu cÇu (cÇu trôc)

• CÇu trôc h×nh cæng

• CÇu trôc c¸p.

+ Theo träng t¶i :

• Lo¹i nhÑ < 5 ÷ 10 tÊn

• Lo¹i trung b×nh 10 ÷ 15 tÊn

• Lo¹i nÆng > 15 tÊn

+ Theo chÕ ®é lµm viÖc :

• Lo¹i nhÑ : hÖ sè tiÕp ®iÖn T§% = 10 ÷ 15 %, sè lÇn ®ãng m¸y trong mét

giê lµ 60.

• Lo¹i trung b×nh : T§% =15 ÷ 25%, sè lÇn ®ãng m¸y trong mét giê lµ 120.

• Lo¹i nÆng : T§% = 25 ÷ 40%, sè lÇn ®ãng m¸y trong mét giê lµ 240.

• Lo¹i rÊt nÆng : T§% = 40 ÷ 60%,sè lÇn ®ãng m¸y trong mét giê > 240.

+ Theo chøc n¨ng :

• CÇu trôc vËn chuyÓn : sö dông réng r·i, yªu cÇu chÝnh x¸c kh«ng cao.

• CÇu trôc l¾p r¸p : phÇn lín dïng trong c¸c nhµ m¸y, xÝ nghiÖp nhÊt lµ

trong c¸c nhµ m¸y c¬ khÝ. Nã dïng ®Ó l¾p ghÐp c¸c chi tiÕt m¸y mãc, yªu

cÇu cã ®é chÝnh x¸c cao.

1.1.1 CÊu t¹o c¬ b¶n cña cÇu trôc

CÇu trôc hai dÇm hiÖn nay ®îc sö dông réng r·i trong c¸c nhµ m¸y, xÝ nghiÖp,

dïng ®Ó cÈu c¸c cÊu kiÖn s¾t thÐp, c¸c ph«i s¶n phÈm, l¾p r¸p c¸c thiÕt bÞ m¸y

mãc ...

Tuú theo t¶i träng, theo chÕ ®é lµm viÖc hoÆc theo cÊu t¹o cña c¬ cÊu di

chuyÓn, cÇu trôc hai dÇm còng ®îc chia thµnh nhiÒu lo¹i. Nhng dï cã cÊu t¹o ®¬n

gi¶n hay phøc t¹p th× cÊu t¹o c¬ b¶n cña cÇu trôc gåm ba phÇn : xe cÇu, xe con vµ c¬

cÊu n©ng h¹.

1 - Xe cÇu:

Xe cÇu cã hai dÇm chÝnh hoÆc khung dµn chÝnh ®îc chÕ t¹o b¨ng kÐp cã ®é

cøng kh«ng gian ®Æt c¸ch nhau mét kho¶ng t¬ng øng víi kho¶ng c¸ch b¸nh xe cña

xe con. Hai ®Çu cÇu ®îc liªn kÕt c¬ khÝ víi hai dÇm ngang t¹o thµnh khung h×nh ch÷

nhËt trong mÆt ph¼ng ngang.

C¸c b¸nh xe cña cÇu trôc ®îc thiÕt kÕ trªn c¸c dÇm ngang cña khung h×nh ch÷

nhËt, t¹o ®iÒu kiÖn cho cÇu trôc ch¹y däc suèt ph©n xëng. T¶i träng sÏ do träng lîng

Sinh viªn: NguyÔn §¨ng Phó 4 Tù §éng Ho¸ 3_K44