Điện công nghiệp - Chương 10

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

117
lượt xem 23
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo giáo trình Điện công nghiệp - Chương 10 Trang bị điện máy xúc

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Điện công nghiệp - Chương 10

156 Ch ng 10 TRANG B I N MÁY XÚC 10-1 Khái ni m chung và phân lo i Máy xúc c s d ng r ng rãi trong ngành khai thác m l thiên, trên công tr ng xây d ng công nhi p và dân d ng, trên các công trình thu l i, xây d ng c u ng và nhi u h ng m c công trình khác nhau, nh ng n i mà yêu c u b c xúc t á v i kh i l ng l n. Máy xúc có nhi u lo i, nh ng có th phân lo i theo các ch tiêu sau: 1.Phân lo i theo tính n ng s d ng a) Máy xúc dùng trong ngành xây d ng ch y b ng bánh xích, bánh l p có th tích g u xúc t 0,25 ÷ 2m3. b) Máy xúc dùng trong ngành khai thác m l thiên có th tích gàu xúc t 4 ÷ 8m3. c) Máy xúc dùng b c xúc t á có th tích g u xúc t 4 ÷ 35m3. d) Máy xúc b c gàu ngo m có th tích gàu xúc t 4 ÷ 80m3. 2. Phân lo i theo c c u b c xúc a) Máy xúc có c c u bôc xúc là gàu thu n, gàu xúc di chuy n vào t á theo h ng t máy xúc i ra phía tr c d i tác d ng c a hai l c k t h p: c c u nâng - h gàu và c c u tay gàu (h.10-1a). b) Máy xúc có c c u b c xúc là gàu ng c, gàu di chuy n vào t á theo h ng t ngoài vào trong d i tác d ng c a hai l c k t h p: c c u nâng h gàu và c c u y tay gàu (h.10-1b). c) Máy xúc có c c u b c xúc ki u gàu cào. Gàu cào di chuy n theo m t ph ng ngang t ngoài vào trong trên c n gàu d n h ng (h.10-1c). d) Máy xúc có c c u b c xúc là gàu treo trên dây, gàu di chuy n theo h ng t ngoài vào trong máy xúc d i tác d ng c a hai l c k t h p: c c u kéo cáp và c c u nâng cáp (h.10-1d). e) Máy xúc có c c u b c xúc ki u gàu ngo m, quá trình b c xúc t á c th c hi n b ng cách kéo khép kín d n hai n a thành gàu d i tác d ng c a c c u kéo cáp và c c u nâng cáp (h.10-1e). C c u b c xúc ki u gàu ngo m có th thay th b ng c c u móc g i là máy xúc - c n c u. g) Máy xúc rôto, có c c u b c xúc gàu quay. Gàu quay g m m t bánh xe, có nhi u gàu xúc nh gá l p trên bánh xe theo chu vi c a bánh xe (h.10-1g). h) Máy xúc nhi u gàu xúc, g m nhi u gàu nh n i ti p theo b ng xích di chuy n liên t c (gi ng nh b ng chuy n) (h.10-1h). Trong các lo i máy xúc k trên, máy xúc gàu thu n (h.10-1a) có m c ng th p h n so v i m c g ng lò (m c t á c n b c xúc). Máy xúc gàu cào có m c ng c a máy xúc ngang v i m c c a g ng lò, còn t t c các máy xúc còn l i có m c ng c a máy xúc cao h n m c c a g ng lò.
157 Hình 10-1 .Các lo i máy xúc a) máy xúc gàu thu n; b) máy xúc gàu ng c; c) máy xúc gàu cào; d) máy xúc gàu treo; e) máy xúc roto; h) máy xúc nhi u gàu xúc
158 3. Phân lo i theo th tích gàu xúc (ho c theo công su t) a) Máy xúc công su t nh dùng trong ngành xây d ng có th tích g u xúc t 0,25 ÷ 2m3. b) Máy xúc công su t trung bình dùng trong ngành khai thác m l thiên có th tích gàu xúc t 2 ÷ 8m3. c) Máy xúc công su t l n có nhi u gàu xúc v i t ng th tích c a các gàu xúc t 6 ÷ 80m3. 3) Phân lo i theo c c u ng l c (c c u sinh công) a) Máy xúc có c c u sinh công là ng c i n. b) Máy xúc có c c u sinh công là ng c t trong. 4. Phân lo i theo c c u di chuy n a) Máy xúc ch y b ng bánh xích. b) Máy xúc ch y b ng bánh l p. c) Máy xúc ch y theo ng ray. d) Máy xúc ch y theo b c (h.10-1h). 10-2 K t c u và c u t o c a máy xúc K t c u và c u t o c a các lo i máy xúc r t a d ng. Ta ch nghiên c u hai lo i máy xúc c tr ng là máy xúc g u thu n và máy xúc gàu treo trên dây. 1. Máy xúc gàu thu n Hình 10-2 Máy xúc m t gàu – gàu thu n
159 C c u quay (bàn quay) 1 c l p trên c c u di chuy n b ng bánh xích 2. C n gàu 6 và tay gàu 5 cùng c l p trên bàn quay 1. Tay gàu 5 cùng v i gàu xúc 7 di chuy n theo g ng lò do c c u y tay gàu 4 và cáp kéo 9 c a c c u nâng - h gàu. Quá trình b c xúc c th c hi n k t h p gi a hai c c u: c c u y tay gàu t o ra b dày l p c t, c c u nâng - h gàu t o ra l p c t là ng di chuy n c a gàu theo g ng lò. t i t gàu xúc sang các ph ng ti n khác c th c hi n nh c c u m áy gàu 3 l p trên thành thùng xe c a máy xúc. Máy xúc có ba chuy n ng c b n: nâng - h gàu, ra - vào tay gàu và quay, ngoài ra còn có m t s chuy n ng ph khác nh : nâng c n gàu, di chuy n máy xúc, óng - m áy gàu v.v… Chu trình làm vi c c a máy xúc bao g m các công o n sau: ào, nâng gàu ng th i quay gàu v v trí t i, quay gàu v v trí ào và h gàu xu ng g ng lò. Th i gian c a m t chu trình làm vi c kho ng t 20 ÷ 60s. C c u nâng h gàu và c c u tay gàu c a máy xúc th ng xuyên làm vi c quá t i (g i là quá t i làm vi c) do gàu b c xúc ph i t á c ng ho c l p c t quá sâu. Các c c u chính c a máy xúc làm vi c ch ng n h n l p l i v i h s ti p i m t ng i T % = (25 ÷ 75)% 2. Máy xúc gàu treo trên dây. Hình 10-3. Máy xúc gàu treo trên dây T t c thi t b i n và thi t b c khí c a máy xúc c l p t trên bàn quay 1. Có th quay v i góc quay t i h n trên b 2. Di chuy n máy xúc th c hi n b ng c c u t o b c ti n 3 và hai kích thu l c 4. Máy xúc di chuy n c nh t m tr t 5 l p hai bên thành c a bàn quay 1. C n gàu 6 l p c nh trên bàn quay b ng h th ng thanh gi ng 9. Gàu xúc 8 c treo trên
160 dây cáp nâng 10. Quá trình b c xúc t á c th c hi n nh cáp kéo 7, kéo gàu theo h ng t ngoài vào trong máy xúc. Các c c u c a máy xúc làm vi c trong i u ki n môi tr ng kh c nghi t v i ch làm vi c n ng n , chao l c m nh, nhi u b i, nhi t môi tr ng thay i trong ph m vi r ng. M t s y u t khác c ng gây nh h ng n ch làm vi c c a các c c u c a máy xúc nh : nghiêng, chênh d c tr c c a máy xúc, gia t c l n khi m máy và hãm v.v…Do ch làm vi c c a máy xúc n ng n nh v y, nên các thi t b c a máy xúc ph i c ch t o ch c c h n , b n c h c cao và tin c y làm vi c cao. 10-3. Các yêu c u c b n i v i h truy n ng các c c u c a máy xúc Ch làm vi c c a m t máy xúc ph thu c vào c u t o, k t c u c a nó và các c i m c tr ng c a quá trình ào ho c b c xúc t á. B i v y, các yêu c u i v i h truy n ng các c c u c a máy xúc có m t gàu xúc và máy xúc có nhi u gàu xúc có nhi u i m khác bi t nhau. 1. i v i máy xúc có m t gàu xúc i v i máy xúc có m t gàu xúc, các yêu c u chính i v i h truy n ng các c c u bao g m: a) c tính c c a h truy n ng i n truy n ng các c c u chính c a máy xúc (c c u nâng - h gàu, c c u quay và c c u y tay gàu) ph i m b o hai yêu c u chính sau: - Trong ph m vi t i thay i t 0 n dòng nh h n dòng i n ng t (Ing = 2,25 ÷ 2,5I m), sttc không áng k m b o n ng su t c a máy xúc. - Khi ng c b quá t i (I Ing), t c c a ng c truy n ng ph i gi m nhanh v không không gây h ng hóc i v i ng c . áp ng hai yêu c u trên, h truy n ng ph i t o ra ng c tính c c tr ng g i là c tính “máy xúc” Hình 10- 4 c tính c c a các ( ng 1 hình 10-4a). ng h truy n ng c c u máy xúc Trong th c t không s d ng ng 1 vì a)Dùng xác nh h s l p y c tính c lý t ng nh ng i v n hành máy xúc không c m b) c tính c c a m t s h c th i i m quá t i truy n ng tiêu bi u nh n c nh n
161 c a ng c gi m t c h n ch momen c a ng c nh h n tr s l n nh t cho phép d n n làm cho ng c d b cháy, mà th ng dùng c tính m mh n( ng 2 hình 10-4a) N ng su t c a máy xúc c ánh giá b ng di n tích c a t giác h p thành gi a h tr c to và ng c tính c c a h truy n ng (hình 10-4a) SADCO. ánh giá n ng su t c a máy xúc, ta có h s l p y k. H s l p yk c tính theo bi u th c sau: S ADCO S .m k S ABCO 0M d v i: SADCO - di n tích t giác h p thành gi a h tr c to và ng c tính c cu h truy n ng; SABCO - di n tích t giác h p thành gi a h tr c to và ng c tính c lý t ng; 0-t c không t i c a ng c . m -h s t l . H s l p y c a các h truy n ng hi n i có th t n k = 0,8 ÷ 0,9. Trên hình 10-4b bi u di n các ng c tính c c a m t s h truy n ng các c c u c a máy xúc. H c tính c c a các h ó cho phép ánh giá và tính ch n h truy n ng m t cách h p lý i v i t ng lo i máy xúc c th . H truy n ng xoay chi u v i ng c không ng b ba pha ( ng 1) c s d ng r ng rãi cho các lo i máy xúc công su t bé v i th tích gàu xúc d i 1m3. c bi t là khi dùng ng c truy n ng là ng c không ng b có h s tr t l n cho phép h n ch dòng c a ng c trong gi i h n cho phép. H truy n ng xoay chi u v i ng c không ng b rôto dây qu n n u có u thêm m t i n tr ph trong m ch roto c a ng c Rf = (0,1 ÷ 0,15)R (R là i n tr c a dây qu n roto c a ng c ) và có cu n kháng b o hoà trong m ch stato c a ng c ( ng 2 hình 10-4b) ta s nh n c ng c tính c t i u i v i các c c u c a máy xúc công su t nh . H truy n ng máy phát m t chi u có ba cu n kích t - ng c i n m t chi u ( ng 3 hình 10-4b) th ng dùng i v i các lo i máy xúc công su t trung bình v i th tích gàu xúc t 2 n 5m3. H này có ng c tính c g nv i ng c tính c t i u, cho phép i u ch nh t c ng c truy n ng trong m t ph m vi khá r ng. H truy n ng máy phát - ng c (F- ) có khâu khu ch i trung gian th c hi n ch c n ng khu ch i và t ng h p các tín hi u i u khi n (khu ch i trung gian có th là máy i n khu ch i - M K , khu ch i t - K T, ho c khu ch i bán d n K BD) s t o ra ng c tính c 4 (trên hình 10-4b), áp ng hoàn toàn yêu c u v truy n ng các c c u c a máy xúc.
162 H này c s d ng r ng rãi trong các máy xúc công su t l n có th tích gàu xúc t 10 ÷ 80m3. b) ng c truy n ng các c c u c a c u tr c ph i có ch c ch n v k t c u và tin c y làm vi c cao, có kh n ng ch u quá t i l n. bn nhi t và b n ch ng m c a các l p cách i n trong ng c cao, ch i c t n s óng c t i n l n (400 ÷ 600) l n /h. c) ng c truy n ng các c c u chính c a máy xúc ph i có momen quán tính c a roto (ho c ph n ng) nh gi m th i gian quá c ah truy n ng khi t ng t c và hãm. Nên ch n lo i ng c có roto (ho c ph n ng) dài, ng kính nh . d) Các thi t b i u khi n dùng trong máy xúc ph i m b o làm vi c tin c y trong i u ki n n ng n nh t ( rung ng, chao l c l n, ph t i thay i t bi n và t n s óng - c t i n tr l n). e) H th ng i u khi n các h truy n ng các c c u c a máy xúc ph i có s c u trúc n gi n, tin c y làm vi c cao, t ng hoá quá trình i u khi n m c cao. 2. Máy xúc nhi u gàu xúc H truy n ng dùng trong máy xúc nhi u gàu xúc ph i áp ng các yêu c u chính sau: a) H truy n ng ph i m b o quá trình m máy x y ra êm, h n ch gia t c và mômen trong gi i h n cho phép không nh h ng n k t c u c khí c a nh ng gàu xúc con gá l p trên b ng xích. b) ng c truy n ng ph i có momen m máy l n kh c ph c momen quán tính l n c a b ng xích có gá các gàu xúc con, l c ma sát trong thanh d n h ng và trong các . c) H th ng i u khi n truy n ng i n ph i m b o quá trình m máy x y ra êm và ph m vi i u ch nh t c ng c khá r ng (D= 10:1). d) H truy n ng ph i t o ra ng c tính c v i c ng phù h p có th gi m t c quay c a các gàu xúc khi ph t i thay i, và b o v quá t i cho b ng xích có gá các gàu xúc con m t cách ch c ch n. 10-4. Bi u ph t i c a các c c u chính c a máy xúc 1. Bi u ph i c a máy xúc m t gàu thu n Mu n xây d ng c bi u ph t i chính xác c a các h truy n ng chính c a máy xúc c n có các thông s sau: - Thông s k thu t c a ng c truy n ng. - Các tham s c a m ch i u khi n. - Mômen quán tính c a c c u quy i v tr c ng c trong các ch làm vi c khác nhau c a h truy n ng. - Mômen c n t nh c a các c c u trong các ch làm vi c khác nhau c a h truy n ng.
163 tính ch n s b công su t ng c truy n ng ch c n d a trên bi u ph t i t i gi n c a h truy n ng trong ó ch tính n mômen c n t nh c a c c u, không tính n mômen ng c a c c u trong ch quá . Vi c tính toán chính xác các y u t c tr ng cho ch làm vi c c a các c c u c a máy xúc là m t v n p h c t p. B i v y, ti n hành tính ch n công su t ng c truy n ng các c c u c a máy xúc có th s d ng bi u ph t i g n gi ng v i bi u ph t i th c c a các c c u chính c a máy xúc bi u di n trên hình 10-5. Chu trình làm vi c c a c c u nâng - h gàu c a máy xúc (h.10-5a) bao g m giai o n chính sau: • t1: th i gian t ng t c cho quá trình b t u ào b c t á • t2: th i gian nâng tay g u trong giai o n b c xúc t á • t3: th i gian d ng g u sau lúc b c xúc xong • t4: th i gian gi tay g u cân b ng khi quay g u v v trí ti • t5: th i gian t i, momen c u ng c gi m trong trình ti • t6: th i gian t ng t c khi h g u không xu ng g ng lò • t7: th i gian h g u v i t c không i • t8: th i gian hãm g u tr c khi h g u xu ng g ng lò T bi u ph t i, ta rút ra k t lu n sau: - ng c truy n ng c c u nâng - h gàu làm vi c dài h n v i h s ti p i n t ng i T % = 100%. - Tr s c a mômen ng c truy n ng xác nh b ng mômen c n t nh c a ph t i, mômen c n t nh c a c c u nâng - h có tính th n ng. Bi u ph t i c a ng c truy n ng c c u y tay gàu c bi u di n trên hình 10-5b. Chu k làm vi c c a c c u y tay gàu g m các giai o n sau: • t1: th i gian t ng t c a tay gàu vào t k t h p v i c c u nâng • t2: th i gian gàu i lên xúc t á • t3: th i gian o chi u lùi tay g u • t4: th i gian tay gàu di chuy n v i t c không i theo h ng i lên • t5: th i gian hãm tay gàu • t6: th i gian ngh khi máy quay tay gàu v v trí ti • t7: th i gian t ng t c y tay gàu ra k.cách xa nh t ti • t8: th i gian t ng t c y tay gàu di chuy n v i t c không i • t9: th i gian hãm khi di chuy n tay gàu • t10: th i gian ngh khi ti • t11: th i gian t ng t c kéo tay gàu vào • t12: th i gian kéo tay gàu vào v i t c không i • t13: th i gian hãm tay gàu tr c khi h tay gàu xu ng t
164 H.10-5. Bi u ph t i c a các c c u chính c a máy xúc m t gàu - gàu thu n
165 Bi u ph t i c a ng c truy n ng c c u truy n ng c c u quay bi u di n trên hình 10-5c • t1: th i gian ngh khi gàu di chuy n vào t á • t2: th i gian t ng t c khi gàu y t i • t3: th i gian quay tay gàu y t i v i t c không i • t4: th i gian hãm • t5: th i gian ngh khi ti • t6: th i gian t ng t c quay gàu không v v trí b c xúc • t7: th i gian quay gàu không v i t c không i • t8: th i gian hãm c a c c u quay Trong m t s tr ng h p, n gi n trong vi c tính toán, bi u ph t i không tính n ch ng c a h truy n ng. Ví d nh iv ic c u y tay gàu có th gi thi t r ng: M1 = M2 ; M3 = M4 ; M4 = M5 ; M6 = M7 ; M8 = M9 và M10 = M11 . C ng t ng t nh v y có th xây d ng bi u ph t i t i gi n cho ng c truy n ng c c u nâng - h gàu. 2. Bi u ph t i c a máy xúc gàu treo dây. (hình 10-6) Bi u ph t i c a c c u kéo cáp g m các giai o n sau (h.10-6a): t1 - th i gian t ng t c ca ng c truy n ng a gàu xúc xu ng g ng lò. t2 - th i gian b c xúc. t3 - th i gian k t thúc quá trình b c - xúc. Bi u ph t i c a ng c truy n ng c c u nâng - h gàu (h.10-6b) t1 - th i gian ngh , trong khi c c u kéo gàu i th c hi n quá trình b c xúc; t2 - th i gian t ng t c c a c c u nâng gàu khi gàu xúc b t u r i kh i g ng lò; t3 - th i gian nâng gàu H.10-6. Bi u ph t i c a các c c u chính c a máy xúc gàu treo trên dây vitc kh ng i, a) C c u kéo; b) C c u nâng - h
166 ng th i quay gàu v v trí t i; t4 - th i gian t i; t5 - th i gian hãm c a c c u ng th i ng c truy n ng c c u o chi u h gàu xu ng g ng lò; t6 - th i gian h gàu xu ng g ng lò v i t c không i, ng th i quay gàu theo h ng ng c l i. t7 - th i gian hãm c a c c u a gàu vào g ng lò. Bi u ph t i c a c c u quay c a máy xúc gàu treo trên dây t ng t nh c a máy xúc m t gàu - gàu thu n. 10-5. Tính ch n công su t ng c truy n ng các c c u chính c a máy xúc. tính ch n c công su t ng c truy n ng các c c u c a máy xúc c n ph i có các d ki n ban u sau ây: -S n g h c c a c c u. - Ch làm vi c c a máy xúc. -T c di chuy n c a c c u. - Th i gian c a m t chu trình làm vi c c a c c u. - Lo i t á ho c qu ng và m t s d ki n khác v.v… T t c các thông s trên có th nh n c t kích th c k t c u c a máy xúc v i n ng su t (th tích gàu xúc) xác nh. Ch ng c a c c u trong quá trình làm vi c nh t ng t c, hãm, thay i t c nh h ng r t áng k n n ng su t c a máy xúc. Mômen quán tính c a c c u truy n l c trung gian có th tính toán c d a trên s ng h c c a c c u, còn mômen quán tính c a ng c ch tính c sau khi ã ch n s b công su t ng c . B i v y tính ch n chính xác công su t ng c , ph i ti n hành theo các b c sau: - Xây d ng bi u ph t i t i gi n d a trên các công th c (s trình bày sau) và xác nh công su t c n t nh c a ng c . - Ti n hành tính ch n s b công su t ng c truy n ng (trong s tay tra c u) và xây d ng ng c tính c t nhiên c a ng c truy n ng. - Xây d ng bi u ph t i chính xác c a ng c truy n ng c c u cho m t chu trình làm vi c có tính n ch ng c a h truy n ng. - Ki m tra ng c ã ch n theo i u ki n phát nóng b ng ph ng pháp dòng i n ho c mômen ng tr . - Ki m tra ng c theo kh n ng quá t i. Công su t c a ng c ã ch n ph i qui i h s ti p i n (T %) phù h p v i h sô ti p i n quy chu n. 1. ng c truy n ng c c u nâng - h gàu c a máy xúc gàu thu n xây d ng bi u ph t i c c u - h gàu (hình 10-7) c n ph i tính mômen ng c sinh ra khi th c hi n b c xúc, nâng gàu y t i, t i, h
167 gàu v.v… Mômen c a ng c khi th c hi n b c xúc tá c tính theo bi u th c sau: (G g G 0,5Gtg G C ) Rt .g [N.m] (10-1) M2 i Trong ó: Gg - kh i l ng c a gàu, kg; G - kh i l ng t á trong gàu, kg; Gtg- kh i l ng c a tay gàu, kg; Rt - bán kính c a tay nâng, m; i - t s truy n t ng c n c c u b c xúc; - hi u su t c a c c u truy n l c; g - gia t c tr ng tr ng, m/s2; Gc- kh i l ng t ng ng v i s tác ng c a l c c t Fc, kg. Fc [kg] (10-2) Gc g Kh i l ng t á trong gàu tính theo bi u th c: G = V1 [kg] (10-3) 3 Trong ó V1 - th tích t á chi m ch trong gàu, m - kh i l ng riêng c a t á, kg/m3 [m3] V1 = S.h.b (10-4) Trong ó S - ti t di n c t ngang c a m t l p c t, m2; h - chi u dài c a m t ng c t, m; b - h s t i, x p c a t á (0,6 ÷ 0,8). L cc t c tính theo bi u th c sau: V1 .b 4 [N] (10-5) Fc f .10 h Trong ó: f - su t l c c n c t c a t á, N/cm2 Tr s c a f ph thu c vào tính ch t c a t á, qu ng và c c u b c xúc c a t ng lo i máy xúc. Tc nâng c a gàu c ch n theo kinh nghi m và ph thu c vào n ng su t c a máy xúc. i v i máy xúc có th tích gàu xúc d i 2m3, vg = (0,4 ÷ 0,5)m/s; th tích gàu xúc (2 ÷ 3)m3, vg = (0,5 ÷ 0,9)m/s và th tích gàu xúc t (3 ÷ 6)m3, vg = (0,9 ÷ 1,6) m/s. Mômen c a ng c khi gàu r i kh i g ng lò ho c khi gi gàu y t i trên không c tính theo bi u th c: (G g G 0,5Gtg ).Rt .g [N.m] (10-6) M4 i Mômen ng c khi h gàu không t i b ng: (G g 0,5G tg ) Rt . .g [N.m] (10-7) M7 i
168 T t c các tr s mômen ng c khi xây d ng bi u p h t i t i gi n c ó th l y b ng: t ng t c khi ào M1 = 1,5M2; hãm sau khi gàu r i kh i g ng lò M3 = 0,8M2; t ng t c khi h gàu M6 = M2; hãm tr c khi b t u quá trình ào, b c xúc M8 = 1,5M2. D a vào bi u ph t i c a h truy n ng c c u nâng - h gàu, có th xác nh c mômen ng tr c a ng c : M 12 t1 M2t2 2 M 32 t 3 M 4 t 4 2 M 52 t 5 M 62 t 2 M 72 t 7 M 82 t 2 [N.m](10-8) M dt t1 t 2 t 3 t 4 t5 t6 tt t8 tính c th i gian quá (t1, t3, t6 và t8), tr c h t ph i tính th i gian làm vi c c a ng c ch xác l p. Th i gian ào, b c xúc t2 ph thu c vào dài c a ng c t h (chi u cao c a g ng lò) và t c nâng c a gàu vg. Th i gian gi gàu trên không khi quay v hai h ng t4 và t7 ph thu c vào t c quay c a c c u quay c a máy xúc. Th i gian t i t5 ph thu c vào th tích c a gàu xúc. Th i gian t ng c a m t chu trình làm vi c c a c c u nâng - h gàu có th c tính b ng: tck = t = (1,15 ÷ 1,2)(t2 + t4 + t5 + t7) [s] (10-9) Công su t c a ng c c ch n d a trên hai i l ng: mômen ng tr M t và t c nâng gàu vg. 2. ng c truy n ng c c u y tay gàu c a máy xúc m t gàu - gàu thu n. Công su t ng c truy n ng c c u y tay gàu c a máy xúc gàu thu n c xác nh b i các tr s ngo i l c tác d ng lên tay gàu c a máy xúc. Các l c ó thay i ph thu c vào v trí c a tay gàu so v i c n gàu c a máy xúc, ph thu c vào ch làm vi c c a c c u y tay gàu t o ra chuy n ng tinh ti n ho c gi tay gàu t i ch . tay gàu di chuy n t nh ti n c ra phía tr c, c c u y tay gàu ph i t o ra l c y song song v i tr c tay gàu theo h ng t u tay gàu ra n gàu xúc. Trong ó thành ph n l c y h u ích t o ra kh c ph c thành ph n pháp tuy n c a l c c n khi c t t á và thành ph n l c Fn (hình 10-7) gàu có h ng song song v i tr c c a tay gàu. Các v trí tính toán c a tay gàu: b, c, d và e, các b n v véc t l c tác d ng lên tay gàu. Thành ph n l c ch o y tay gàu là l c nâng Fn, l c nâng Fn t l ngh ch v i góc c h p thành gi a hai tr c: tr c c a tay gàu và tr c c a dây cáp kéo c a c c u nâng. Giá tr c a l c nâng Fn l n h n nhi u l n so v i l c c n c t c a t á Fc. Khi gi tay gàu trên không, c c u y tay gàu ch i m t l c y F do kh i l ng c a tay gàu, gàu v i t á trong gàu và l c nâng tác d ng lên tay gàu. tính ch n c công su t ng c truy n ng c c u y tay gàu, c n ph i tính toán thành ph n pháp tuy n và ti p tuy n c a l c y tay gàu t i
169 i m A (hình 10-7a). th c h i n c i u ó ph i ti n hành t ng h p các thành ph n l c tác d ng lên tay gàu t i các v trí khác nhau c a tay gàu (hình 10-7b,c và d), các thành ph n l c tác d ng bao g m: l c c t Fc, l c nâng Fn = Gn/g, Gtg và Gg. T ó có th xác nh c tr s và h ng tác d ng c a l c Fa t i i m A. Thành ph n l c c n c t c a t á có th tính c theo bi u th c sau: 1 [N] (10-10) Fc (G n r1 Gtg .r2 G g .r3 ).g r Trong ó: r1, r2, r3 - cánh tay òn c a các l c t ng ng: l c c t, l c nâng, kh i l ng tay gàu và kh i l ng gàu xúc so v i tr c c a c n gàu. Hình 10-7 Bi u l c dùng tính ch n công su t ng c truy n ng c c u y tay gàu c a máy xúc gàu thu n.
170 Sau khi ti n hành phân tích l c FA thành hai thành ph n: l c F’d vuông góc v i tr c c a tay gàu và l c F song song v i tr c c a tay gàu (hình 10-7E) ng v i v trí I c a tay gàu (hình 10-7A). Lúc ó góc nghiêng c a c u gàu có tr s l n nh t v i = 600. tính toán s thay i thay i c a mômen ph thu c vào góc nâng c a tay gàu ( ) c n ph i xây d ng bi u l c tác d ng lên tay gàu ng v i (8 ÷ 10) v trí c a tay gàu. Sau ó xác nh c tr s mômen trung bình M2 (hình 10-7B). Th i gian t2 c tính b ng th i gian ào - b c xúc (hình 10- 7A). Tr s mômen c a ng c c u khi thu tay gàu vào cho m t l n b c xúc m i và v n tay g u ra xa nh t t i c ng c ti n hành theo các b c nh trên. Tc di chuy n c a c c u y tay gàu c ch n t i u ki n khi y tay gàu ra xa nh t trong quá trình ào - b c xúc. I tg max [m/s] (10-11) vd td Trong ó: Itg.max - hành trình di chuy n xa nh t c a tay gàu, m; t - th i gian ào - b c xúc (t = t2). Tc lùi tay gàu th c hi n m t chu trình b c xúc m i th ng l y b ng (1,5 ÷ 2)v . T c trung bình c a c c u y tay gàu th ng c ch n b ng: v tb = (0,45 ÷ 0,72)vg [m/s] [10-12] Các tr s c a mômen còn l i c tính theo kinh nghi m: M4 = 0,8M2; M7 = 0,6M2; M10 = 0,4M2; M1 = M5 = M6 = 1,5M2; M3 =1,2M2; M8 = 0,9M2 và M11 = M2 . Các b c tính toán ti p theo c th c hi n theo 4 b c nh tính ch n công su t ng c truy n ng c c u nâng - h gàu. 3. ng c truy n ng c c u quay c a máy xúc m t gàu - gàu thu n. Công su t ng c truy n ng c c u quay c a máy xúc m t gàu - gàu thu n c tính toán d a trên: - Tr s mômen quán tính c a các ph n quay c a máy xúc J. - Mômen c n t nh Mc. -T c quay c c i max - Tr s góc quay Theo kinh nghi m v n hành và thi t k h truy n ng c c u quay c a máy xúc rút ra k t lu n r ng tr s mômen c n t nh và mômen ng c a ng c truy n ng c c u quay liên quan v i nhau v i m t t l nh t nh. B i v y, ch c n ti n hành tính toán tr s mômen c n t nh Mc, sau ó mômen ng c a ng c (M g) có th tính ch n theo tr s c a Mc. Mômen c n t nh
171 c a ng c truy n ng Mc và t c quay c c i c tính toán theo max các b c sau: a) Ch n th i gian c a m t chu trình làm vi c c a máy xúc tck theo các ng cong trên hình 10- 8 Khi máy xúc b c t á r i không k t dính, th i gian c a m t chu trình làm vi c c u máy xúc t ng lên: (5 ÷ 10)% i v i máy xúc gàu thu n và gàu treo trên dây, 10% i v i máy xúc gàu ng c, 15% i v i máy xúc gàu ngo m. Khi máy xúc b c xúc t á m m, th i gian c a m t chu trình gi m i hai l n. Hình 10-8 S ph thu c c a th i b) Xác inh th i gian ào - b c xúc (t ). gian chu trình làm vi c c a máy xúc Khi tính th i gian ào, gi thi t r ng t c vào th tích gàu xúc.1. Máy xúc xây trung bình khi nâng gàu b ng t c trung d ng; 2. Máy xúc b c t á; 3. Máy xúc gàu treo trên dây bình c a ng c khi làm vi c v i ph t i n h m c. H [s] (10-13) td vg Trong ó: H - chi u dài qu o khi ào t á (m t cách g n úng là chi u cao c a g ng lò), m; vg - t c di chuy n c a gàu, m/s. Chi u dai qu o khi ào có th tính c d a trên các kích th c c b n c a máy xúc. T c di chuy n c a gàu ph thu c vào tính ch t c a t á có th tính ch n t 0,5 ÷ 3,5m/s. c) Tính th i gian t i (t t). Th i gian t i ph thu c vào các y u t sau: - c i m, công ngh khi t i vào ph ng ti n v n chuy n (ô tô, toa tàu ho c bãi th i). - Lo i t á. - Chi u cao và t m v n xa c a gàu khi t i. Th i gian t i bao g m: th i gian quay gàu v úng v trí t i, th i gian kh i ng c c u t i (c c u óng m áy gàu) và th i gian t i. Th i gian kh i ng c a h truy n ng c c u t i th ng c ch n trong ph m vi (0,4 ÷ 3)s. Th i gian t i trong ph m vi (0,25 ÷ 2)s khi t i ra bãi tha ma, (0,5 ÷ 6)s khi t i vào các ph ng ti n v n t i khác nh tàu ho ho c ôtô.
172 d) Tính th i gian quay gàu (tq) t ck td t dt [s] (10-14) tq J0 1 3 J Trong ó J0 - mômen quán tính c a các ph n quay c a máy xúc khi quay gàu không, kgm2; J - mômen quán tính c a các ph n quay c a máy xúc khi quay gàu y t i, kgm2. Tr s c a mômen quán tính có th tính m t cách g n úng theo công th c th c nghi m. Th i gian quay có th l y b ng tq = (0,8 ÷ 0,85)tck. e) Tính công su t c c i c a ng c truy n ng c c u quay. 2 2 J (1,37 ) [kW] (10-15) Pmax 3 0,736at q Trong ó: - hi u su t c c u truy n l c c a c c u quay; - góc quay c a máy xúc, rad; a - h s tính n d ng ca ng c tính c c a h truy n ng. Khi tính toán có th l y = (0,85 ÷ 0,9), góc quay = (90 ÷ 110)0 i v i máy xúc gàu thu n, = (120 ÷ 150)0 i v i máy xúc gàu treo trên dây. Hsa c tính ch n theo d ng Hình 10-9 D ng c tính c c a h truy n ng máy xúc xác nh các h s a và c c tính c trên hình 10-9 ng I, a = 26,5; ng II, a = 41,5; ng III, a = 40,7 và ng IV, a = 65,5. f) T c quay c c i 0,736cPmax [rad] (10-16) max J (1,37 2) Trong ó: c - h s có tính n d ng c tính co c a h truy n n g. ng I, c = 87,5; ng II, c=167; ng III, c = 137 và ng IV, c= 220,5. Theo k t qu Pmax, max tính ch n công su t ng c truy n ng c c u quay trong các s tay tra c u.
173 10-6. Các h truy n ng th ng dùng trong máy xúc H truy n ng c c u c a máy xúc ph i áp ng các yêu c u công ngh c a máy xúc, nh ph m vi i u ch nh t c , d ng c tính c , ch ng c a c c u, m b o làm vi c v i tin c y cao trong i u ki n làm vi c kh c nghi t và ch ô làm vi c n ng n . B i v y vi c ch n h truy n ng truy n ng các c c u c a máy xúc ch gi i h n trong m t s h truy n ông ch t l ng cao. Các h truy n ng thông d ng dùng trong máy xúc bao g m: - H truy n ng xoay chi u v i ng c không ng b rôto dây qu n. - H truy n ng F- có khu ch i trung gian là ngu n c p cho cu n kích t c a máy phát m t chi u. - H truy n ng v i ng c i n m t chi u, c c p ngu n t b bi n i t nh (b ch nh l u có i u khi n dùng Thyristor h T- ). Trong các máy xúc n ng su t th p (d i 150m3/h), th ng dùng h truy n ng nhóm. ng c truy n l c có th là ng c t trong ( ng c iezen) ho c ng c không ng b . truy n ng các c c u chính c a máy xúc c th c hi n t tr c chính thông qua các c c u truy n l c nh tr c cam, kh p ly h p ma sát v.v… Trong các máy xúc n ng su t trung bình (d i 400m3/h) th ng dùng h truy n ng riêng r : h máy phát i n m t chi u có ba cu n kích t - ng c i n m t chi u. Trong các máy xúc n ng su t l n (d i 1500m3/h), th ng dung trong h F- có khu ch i trung gian làm ngu n c p cho cu n kích t c a máy phát nh : máy i n khu ch i, khu ch i t , ho c khu ch i bán d n. H i u khi n truy n ng là h kín v i nhi u m ch vòng ph n h i v dòng i n, i n áp và t c nâng cao ch t l ng t nh và ch t l ng ng c a h truy n ng. Các h truy n ng ph khác c a máy xúc (nh óng -m áy gàu, máy b m, qu t gió, máy nén khí v.v..) th ng dùng ng c không ng b rôto l ng sóc. 10-7 M t s s kh ng ch máy xúc i n hình 1. Máy xúc -4 (EKG-4) Máy xúc EKG - 4 là lo i máy xúc m t gàu - gàu thu n th ng cs d ng trên công tr ng xây d ng, công trình thu i n, trên các công tr ng khai thác m theo ph ng pháp l thiên. a) Thông s k thu t + Th tích gàu xúc: 4m3. Trên máy xúc c trang b các lo i máy i n sau: + T h p bi n i bao g m các máy i n nh hình 10-10.
174 Hình 10-10 T h p bi n i c a máy xúc EKG-4 - ng c s c p kéo các máy phát i n m t chi u dùng lo i ng c không ng b l ng sóc cao áp 3 pha v i i n áp nh m c 6kV, P m = 259kW. - Máy phát i n m t chi u 2 làm ngu n c p cho ng c truy n ng c c u nâng - h gàu v i U m = 451V; P m = 192kW. - Máy phát i n m t chi u 4 làm ngu n c p cho ng c truy n ng c c u quay v i U m= 395V; P m= 54kW. - Máy phát i n m t chi u 1làm ngu n c p cho các ng c truy n ng c c u y tay gàu và c c u di chuy n v i U m = 395V; P m = 54kV. - Máy phát i n m t chi u 5, làm ngu n c p cho các cu n kích t c a t t c các máy phát và ng c m t chi u truy n ông các c c u chính c a máy xúc và ng c óng - m áy gàu v i U m = 115V; P m =12kW. + Các ng c truy n ng c a c c u chính - ng c i n m t chi u kích t c l p N (h.10-10) v i P m = 175kW; U m = 460V; n m = 755vg/ph, truy n ng c c u nâng - h gàu. - ng c i n m t chi u kích t clâp v i P m = 40kW; U m = 360V n m= 1110vg/ph, truy n ng c c u y tay gàu. - Hai ông c i n m t chi u Q1, Q2 v i P m = 50kW; U m = 306V; n m = 910vg/ph, truy n ng c c u quay bàn (m t ng c quay theo chi u thu n, ng c còn l i quay theo chi u ng c) v i m c ích gi m mômen quán tính c a h truy n ng. - ng c i n m t chi u C, v i P m = 40kW; U m = 360V; n m = 1110vg/ph, truy n ng c c u di chuy n máy xúc. - ng c i n m t chi u G, v i P m = 1,1kW; U m =11v; n m = 1450vg/ph, truy n ng c c u óng m gàu.
175 b) S cung c p i n cho máy xúc EKG-4 S cung c p i n t l i i n qu c gia n máy xúc c th hi n trên hình 10-11. Hình Hình 10-11. S nguyên lý m ch l c c a máy xúc EKG-4 Ngu n i n cao áp (3 ho c 6kV) c l y t l i i n qu c gia c p i n n t phân ph i 4 b ng ng cáp m m ba pha cao áp 5. Ngu n t t phân ph i 4 c p i n n máy xúc b ng ng cáp m m 5 n máy xúc - n h p n i u vào trên 3 giá s cao áp 7 và b ti p i n 8 l p trên b c a máy xúc. Ngu n t b ti p i n c p vào t phân ph i t trong máy xúc. Trong t phân ph i g m các thi t b cao áp nh : c u dao cách ly CD1 (hình 10-11), máy c t d u MC, bi n áp t dùng BA1 v i S = 20kVAr, U1/U2 = 6kV/0,22kV và m t s thi t b h áp khác. Bi n áp t dùng BA1 (hình 10-11) dùng làm ngu n c p cho các thi t b i u khi n h áp, ngu n chi u sáng làm vi c và các ng c truy n ng ph là ng c không ng b rôto l ng sóc (truy n ng b m n c, b m d u, qu t làm mát, v.v..)