Nhập môn tự động hóa
Đề tài: Nghiên cứu hệ thống cầu trục lOMoAR cPSD| 35884202 Mục lục
I. Tổng quan .............................................................................................. 2
1. Cầu trục là gì ? .................................................................................... 2
2. Cấu tạo về cầu trục ............................................................................. 3
3. Phân loại cầu trục theo cấu tạo ........................................................... 4
4. Ứng dụng của cầu trục........................................................................ 6
II. Phân tích ............................................................................................... 6
1. Nguyên lý hoạt động .......................................................................... 6
2. Cấu tạo hệ thông điều khiển ............................................................... 7
3. Hệ thống điện của cẩu trục ................................................................. 8
– Hệ thống điện dọc cầu trục ............................................................... 8
– Hệ thống điện ngang ......................................................................... 9
– Tủ điện điều khiển cầu trục ............................................................ 10 I. Tổng quan
1. Cầu trục là gì ?
Cầu trục (hay còn gọi là cầu trục công nghiệp, cẩu trục), được sử dụng để di chuyển
vật nặng hoặc cồng kềnh phía trên nhà xưởng thay vì di chuyển theo lối đi trên sàn nhà
là thiết bị có khả năng nâng lên, hạ xuống và di chuyển vật nặng từ nơi này sang nơi
khác. Xem danh mục sản phẩm Cầu trục được điều khiển bằng điện, bằng sức người
hoặc bằng khí nén bởi người vận hành từ tay bấm điều khiển, cabin điều khiển, điều
khiển từ xa. Cầu trục được sử dụng phổ biến để di chuyển nguyên vật liệu phục vụ sản
xuất, lưu kho hàng hóa, bốc xếp hàng hóa trong nhà xưởng, phục vụ kho bãi ngoài trời,
phục vụ tại các ga tàu hoặc bến cảng.
2. Cấu tạo về cầu trục
Cấu tạo cầu trục bao gồm 1 hoặc nhiều Pa lăng, gắn trên một khung xe con di
chuyển trái phải, dọc theo dầm chính cầu trục dạng đơn hoặc đôi. Dầm chính cầu trục
được liên kết với dầm biên (cơ cấu di chuyển cầu trục) ở cả hai đầu dầm chính dạng
gối đỡ bằng bu lông. Dầm biên đóng vai trò giúp cả bộ cầu trục di chuyển trên đường
ray bố trí dọc chiều dài nhà xưởng. Chi tiết như sau: •
Palang (Hoist): là thiết bị chính, đóng vai trò nâng, hạ vật liệu và cơ cấu di chuyển
dọc theo dầm chính (trái - phải). Thiết bị palang đồng bộ thường được nhập khẩu
trực tiếp từ nhà sản xuất thiết bị uy tín, xuất xứ Trung Quốc, Hàn Quốc hoặc Nhật
Bản. Palang cầu trục có 2 loại phổ biến là palang xích và palang cáp điện. Palang
xích phù hợp với các loại cầu trục có sức nâng nhỏ từ 500kg đến 5 tấn. Palang
cáp điện có sức nâng từ 1 tấn trở lên với các loại tiêu chuẩn 1 tấn, 2 tấn, 3 tấn, 5
tấn, 7,5 tấn, 10 tấn, 15 tấn, 20 tấn, 30 tấn, 40 tấn, 50 tấn. Cả palang xích và palang
cáp điện đều có đầy đủ cơ cấu tủ điện điều khiển, cơ cấu tang cuốn, động cơ, tay
bấm điều khiển đi kèm. lOMoAR cPSD| 35884202 •
Dầm chính cầu trục (main girder): cấu tạo dạng chữ I. H hoặc dạng hộp, kiểu 1
dầm hoặc 2 dầm tùy vào loại cầu trục. Dầm chính cấu trục được thiết kế, chế tạo
phù hợp với kích thước nhà xưởng thực tế của khách hàng. Khi thiết kế dầm
chính, cần tuân thủ nghiệm ngặt tiêu chuẩn chế tạo, an toàn thiết bị nâng TCVN
4244-2005 và đảm bảo độ võng dầm chính không vượt quá dung sai cho phép. •
Dầm biên hay dầm đầu (End Carriage): Cấu tạo dạng hộp, được gia công chính
xác, gắn liền với bánh xe cầu trục và cơ cấu động cơ di chuyển cầu trục. •
Thiết bị điện cầu trục: Bao gồm hệ thống cấp điện cho palang, hệ thống cấp điện
cho cầu trục và bộ phận tủ điện điều khiển cầu trục. Thông thường các thiết bị
điện cho cầu trục được nhập khẩu 100% từ Đài Loan, Hàn Quốc và được tích
hợp lên cầu trục sau khi tất cả các thiết bị cơ khí, kết cấu đã được tổ hợp hoàn
chỉnh. Trên thị trường hiện nay có một số thương hiệu thiết bị điện thông dụng
như cáp điện Shentai, hệ máng C của Hardword và các linh kiện tủ điện của LS
- Hàn Quốc, biến tần LS, Schnieder v.v
3. Phân loại cầu trục theo cấu tạo •
Cầu trục dầm đơn: cấu tạo kiểu 1 dầm chính kết nối với dầm biên ở hai đầu. Cầu
trục dầm đơn được trang bị một pa lăng hoặc 1 cơ cấu nâng di chuyển phía dưới
dầm chính. Đôi khi người ta còn gọi cầu trục dầm đơn là cầu trục chạy dưới là vì vậy. •
Cầu trục dầm đôi: cấu tạo kiểu 2 dầm chính kết nối bên trên 2 bộ dầm biên ở hai
đầu. Cầu trục dầm đôi thường được trang bị một pa lăng dầm đôi di chuyển phía
trên dầm chính. Pa lăng dầm đôi có bộ khung pa lăng với bốn bánh xe độc lập. •
Cầu trục quay: là loại cầu trục mà thanh cần quay xung quanh một cột cố định
hoặc quay quanh trụ đứng gắn lên tường. •
Cầu trục dựa tường: là loại cầu trục mà một bên dầm chạy được gắn lên tường
nhà xưởng. Cầu trục dựa tường có khả năng di chuyển giống như cầu trục dầm đơn, dầm đôi. •
Cầu trục monorail: là cầu trục cố định hai đầu dầm. Pa lăng chỉ di chuyển trái,
phải theo chiều dài dầm chính. •
Cầu trục treo: là loại cầu trục mà cơ cấu di chuyển cầu trục (dầm biên) được treo
bên dưới dầm đỡ ray. Cầu trục treo thường dễ bị nhầm với cầu trục dầm đơn do
cấu tạo của chúng gần như là giống nhau. •
Cầu trục dầm hộp: cấu tạo dầm chính dạng hộp được ghép lại từ thép tấm. Dầm
chính dạng hộp giúp tăng cường khả năng chịu tải của cầu trục cũng như mở
rộng tim ray pa lăng (xe con). lOMoAR cPSD| 35884202 •
Cầu trục dạng giàn không gian: có cấu tạo dầm chỉnh kiểu giàn, được chế tạo từ
các loại thép hình, bố trí ngang, dọc theo dầm chính giúp nâng cao tải trọng cũng
như khẩu độ của cầu trục. •
Cầu trục dầm I: có dầm cầu trục cấu tạo bằng loại thép I đúc tiêu chuẩn và đôi khi là thép H tổ hợp. •
Cầu trục tháp: thường gọi là cần trục tháp – sử dụng để nâng hạ, di chuyển vật
nặng tại các công trường xây dựng. Đôi khi còn hoạt động tại các cảng biển, gha
tàu. Khi đó ta có thể gọi là cầu trục chân đế hoặc cầu trục cột. •
Cầu trục Stacker: là loại cầu trục mà thiết bị dùng để nâng hạ không phải là pa
lăng. Cầu trục được trang bị một cơ cấu nâng hạ đặc biệt, chuyên dụng.
4. Ứng dụng của cầu trục •
Lắp ráp, ghá ghép sản phẩm: Dùng để di chuyển các bộ phận, bán thành phẩm
trong dây chuyền sản xuất. •
Vận chuyển: Nâng hạ thành phẩm từ dây chuyền sản xuất lên phương tiện vận tải. •
Nâng giữ chi tiết: dùng để nâng giữ chi tiết đang sản xuất. •
Kho bãi: Vận chuyển hàng hóa nặng nhập và xuất kho II. Phân tích
1. Nguyên lý hoạt động
Cầu trục hoạt động dựa trên những nguyên lý cơ bản đảm bảo cho hệ thống cầu
trục luôn vận hành đảm bảo được năng suất làm việc một cách nhanh chóng cũng như tốt nhất.
Hai đầu của dầm trục sẽ kết hợp với dầm biên để có bao gồm động cơ và bánh xe
giúp cho người sử dụng có thể bấm điều khiển và đi theo palang di chuyển theo toàn
bộ cầu trục theo dọc dầm vận chuyển hàng hoá cũng như đảm bảo được tốc độ nâng
hạ một cách hiệu quả cao.
Palang sẽ vận hành nâng hạ hàng hóa được treo ở dưới dầm chính với các dầm đơn
hoặc là dầm đôi. Căn cứ vào yêu cầu của doanh nghiệp mà bạn có thể sử dụng dầm
cầu với những trọng tải sao cho phù hợp và với tốc độ tốt nhất.
Đối với hệ thống điện của cầu trục sẽ được sử dụng dòng điện 3 pha, đây chính là
đầu nguồn để cung cấp nhiên liệu để cầu trục có thể hoạt động. Dòng điện có vai trò
quan trọng giúp cầu trục hoạt động và có thể điều khiển một cách linh hoạt cũng như
dễ dàng hơn theo nhu cầu xử lý của người sử dụng
2. Cấu tạo hệ thông điều khiển – Hệ thống đầu vào
Gồm thiết bị điều khiển là bộ điều khiển cẩu trục
hình 1: bộ điều khiển cẩu trục – Hệ thống đầu ra
Gồm các thiết bị như là động cơ dùng để điều khiển bánh xe và ròng rọc trên cầu trục lOMoAR cPSD| 35884202
3. Hệ thống điện của cẩu trục
– Hệ thống điện dọc cầu trục
Hệ thống điện dọc cầu trục thường sử dụng ray điện an toàn 3P, 4P, 6P
50A, 75A, 100A, 150A. Tùy thuộc nhu cầu tần suất sử dụng cầu trục kỹ
sư thiết kế sẽ lựa chọn loại ray phù hợp. Hệ thống điện dọc còn có căng
kéo ray ở 2 đầu để căng ray điện, kết hợp thanh đỡ và kẹp ray.
Hệ thống điện dọc
Khi lựa chọn ray điện loại nào sẽ có tay lấy điện tương ứng như ray 3P
đi với tay lấy điện 3P, ray 4P, dao lấy điện 4P.
Cầu trục cần tốc độ chạy nhanh có thể dùng hệ thống cấp điện thanh V,
dao lấy điện quả sứ. Cầu trục dùng hệ thống cấp điện này có thể chạy đạt tốc độ 120m/min.
– Hệ thống điện ngang
Hệ thống cấp điện ngang: có thể sử dụng ray điện an toàn, hệ thống
máng C, cáp dẹt hoặc dạng sâu đo. Hệ điện ngang dùng máng C gồm có
cáp dẹt, cả dây động lực và dây điều khiển, máng C, con lăn treo cáp,
nối máng, con lăn dẫn hướng.
Hệ thống điện ngang
Để tiết kiệm chi phí có thể dùng cáp thép, puly treo cáp(ròng rọc, con
lăn) bằng nhựa hoặc thép, cáp dẹt hoặc tròn. Hệ thống ngang loại này có
nhược điểm dễ bị rối, kẹt rất dễ gây chập cháy dây điện. lOMoAR cPSD| 35884202
– Tủ điện điều khiển cầu trục
Tủ điện điều khiển gồm biến tần, contactor, aptomat, điện trở xả, bảo vệ
mất pha…. Tùy thuộc động cơ có thể sử dụng biến tần 0,4KW đến
22KW của các hãng LS, Schneider, Fuji,
Tủ điện điều khiển cầu trục
– Sơ đồ hệ thống điện