Đồ án Hệ thống điện trên máy xúc ЭКГ8И

Chương 1 khái quát về máy xúc Đặc điểm công nghệ máy xúc Máy xúc được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khai thác mỏ, khâi thác khoáng sản,trên các công trưòng xây dựng cầu cống ,nó được dùng để san gạt đất đá ,bốc xúc ,đào quặng trên các công trường xây dựng, trên các công trường thủy lợi, các khai trường . Cụ thể máy xúc thường được dùng trong các công việc sau: - Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp: đào hố móng, đào rãnh thoát nước, đào rãnh dùng để lắp đặt đường ống cấp thoát nước, đường điện ngầm, điện thoại, bốc xúc vật liệu ở các bãi, kho chứa vật liệu. Ngoài ra có lúc làm việc thay cần trục khi lắp các ống thoát nước hoặc thay các búa đóng cọc để thi công móng cọc, phục vụ thi công cọc nhồi… - Trong xây dựng thuỷ lợi: đào kênh,mương, nạo vét sông ngòi, bến cảng, ao,hồ…khai thác đất để đắp đập, đắp đê… - Trong xây dựng cầu đường: đào móng, khai thác đất cát để đắp đường, nạo bạt sườn đồi để tạo taluy khi thi công đường sát sừơn núi… - Trong khai thác mỏ: đây là loại thiết bị không thể thiếu trong ngành khai thác mỏ lộ thiên .nó luôn luôn là thiết bị của một đàu dây truyền sản xuất bốc xúc vận chuyển đất đá ra bãi thaỉ, than thì được đưa ra bến cảng ( than, đất sét, cao lanh, đá sau nổ mìn…) - Trong các lĩnh vực khác: nhào trộn vật liệu trong các nhà máy hoá chất (phân lân, cao su…). Khai thác đất cho các nhà máy gạch sứ…Tiếp liệu cho các trạm trộn bê tông…Bốc xếp vật liệu trong các ga tầu, bến cảng. Khai thác sỏi, cát ở lòng sông. -Ngoài ra máy xúc còn dược dùng trong nhiều công việc khác nữa... 1.2 Phân loại máy xúc 1.2.1 Theo tính năng sử dụng a - Máy xúc xây dựng chạy bánh xích, bánh lốp có thể tích gầu xúc từ 0,25 đến 2m3. b – Máy xúc dùng trong công nghiệp khai thác mỏ lộ thiên có thể tích gầu xúc từ 4,6 đến 8m3. c – Máy xúc bốc đất dá có thể tích gầu xúc từ 4 đến 35 d – Máy xúc gầu ngoạm có thể tích gầu xúc từ 4 đến 80 m3 1.2.2 Theo cơ cấu bốc xúc. Máy xúc có cơ cấu bốc xúc là gầu xúc thuận : là gầu xúc di chuyển vào đất đá theo hướng từ máy xúc ra phía trướcdưới tác dụng của hai lực kết hợp của cơ cấu nâng và cơ cấu đẩy tay gầu. Máy xúc có cơ cấu bốc xúc theo kiểu gầu cào (gầu ngược) di chuyển theo hướng từ tây gầu vào máy xúc . Máy xúc có cơ cấu bốc xúc theo kiểu gầu treo trên dây: gầu xúc di chuyển theo hướng từ phía ngoài vào máy xúc dưới tác dụng của lực kết hợp của hai cơ cấu kéo và nâng. Máy xúc có cơ cấu bốc xúc theo kiểu gầu ngoạm: tức là quá trình bốc xúc đất đá được thực hiện bằng cách khép kín dần hai nửa thành gầu ngoạm dưới tác dụng lực kéo của cơ cấu kéo. Máy xúc có cơ cấu bốc xúc theo kiểu gầu quay. nghiã là gầu xúc trông như một bánh xe ,và nhiều gầu được lắp trên bánh xe đó theo ch vi của đường tròn . Khi xúc hệ thống gầu này sẽ quay và liên tục đổ vật liệu vào một băng tải ở bên cạnh . Máy xúc có cơ cấu bốc xúc theo kiểu máng cào nhiều gầu xúc. 1.2.3. Theo thể tích gầu xúc. a – Máy xúc công suất nhỏ có thể tích gầu xúc từ 0,25 đến 2 m3 b - Máy xúc công suất trung bình có thể tích gầu xúc từ 2 đến 6 m3 c - Máy xúc công suất lớn có thể tích gầu xúc từ 6 đến 80 m3 1.2.4. Theo cơ cấu truyền lực. Máy xúc dùng cơ cấu truyền lực là động cơ thủy lực Máy xúc dùng cơ cấu truyền lực là động cơ điện. 1.2.5. Theo cấu tạo của cơ cấu di chuyển. Máy xúc chạy bánh xích Máy xúc chạy bánh lốp Máy xúc chạy trên đường ray Máy xúc bước Máy xúc trên phà 1.3 Yêu cầu cơ bản cuả hệ truyền động điện các cơ cấu máy xúc Để đạt được những dòi hỏi vè công ngệ cũng như điều kiện làm việc , thì máy xúc cần có những đặc tính đặc thù riêngmà không loại thiết bị nào có. 1.3.1 Đặc tính cơ Đặc tính cơ của hệ truyền động của các cơ cấu chính của máy xúc như cơ cấu nâng hạ, đẩy tay gầu và cơ cấu quay phải được bảo vệ một cách tin cậy khi quá tải. Nghĩa là hệ truyền động phải tạo ra đặc tính “máy xúc” ω A ω0 B D 1 2 M 0 C (Md) Hình1.1. Đặc tính “máy xúc” 1.3.2. Động cơ truyền động Động cơ truyền động các cơ cấu máy xúc phải chắc chắn. Khả năng chịu quá tải phải lớn. Độ cách điện của động cơ phải đảm bảo chịu quá nhiệt, độ ẩm cao. Động cơ phải chịu được tần số đóng cắt lớn (400 đến 600) lần/h đồng thời động cơ truyền đông các cơ cấu chính của máy xúc phải có mômen quán tính đủ nhỏ để giảm thời gian quá độ khi mở máy và hãm. Nên chọn động cơ có phần ứng dài, đường kính nhỏ. 1.3.3. Các thiết bị điều khiển Các thiết bị điều khiển dùng trong máy xuúc phải đảm bảo làm việc tin cậy trong điều kiện nặng nề nhất ( độ rung động, chao lắc lớn, phụ tải đột biến và tần số đóng cắt lớn). 1.3.4. Hệ thống điều khiển . Hệ thống điều khiển truyền động các cơ cấu của máy xúc phải đơn giản, chắc chắn, mức độ tự động hóa cao . Các cơ cấu truyền động máy xúc trong quá trình làm việc thường xuyên bị quá tải, nên việc hạn chế mômen nhỏ hơn trị số cho phép ở chế độ tĩnh và động là yếu tố quan trọng bậc nhất. Để máy xúc có năng suất cao nhất đồng thời bảo vệ được các thiết bị không bị hỏng hóc khi bị quá tải cần thực hiện hai yêu cầu: Hạn chế mômen dưới trị số cho phép và đảm bảo độ cứng của đường đặc tính cơ trong phạm vi mômen phụ tải bằng mômen định mức của động cơ (như đường đặc tính số 1 trên hình vẽ 1.1) Trong thực tế không sử dụng đường đặc tính cơ lý tưởng như đường 1 mà thường dùng đặc tính cơ mềm hơn như đường 2. Độ cứng của đường đặc tính cơ ở vùng phụ tải định mức giảm xuống từ 85 đến 90%. Nếu độ cứng của đặc tính quá lớn thì người vận hành máy khó cảm nhận được cơ cấu bị quá tải, và không kịp giảm lớp cắt dẫn đến cơ cấu dừng và làm giảm năng suất của máy. Năng suất của máy xúc dược đặc trưng bởi diện tích tạo thành giữa các trục tọa độ và đường đặc tính cơ cấu của hệ truyền động . Để đánh giá năng suất của máy ta đưa ra hệ số lấp đầy (1.1) Trong đó: S = SADC0 Là diện tích hợp thành bởi hệ trục tọa độ và đường đặc tính cơ của hệ truyền động. SABCO Là diện tích hợp thành bởi hệ trục tọa độ và đường đặc tính cơ lý tưởng. ωo – Tốc độ không tải lý tưởng của động cơ. Md – Mômen dừng m – Hệ số tỷ lệ Đối với các hệ truyền động hệ này, hệ số lấp đầy của máy xúc có thể đạt tới 0,8 đến 0,9. Trên hình vẽ 2.2 biểu diễn các đường đặc tính cơ của các hệ truyền động khác nhau dùng trong máy xúc. Họ đặc tính cơ của các hệ đó cho phép đánh giá và tính chọn hệ truyền động một cách hợp lý đối với từng loại máy xúc cụ thể. Hệ truyền động xoay chiều dùng động cơ không đồng bộ ba pha (đường 1) nó được sử dụng rộng rãi cho các loại máy xúc có thể tích gầu tới 1m3. Nếu dùng động cơ truyền động là động cơ xoay chiều có hệ số trượt lớn, cho phép hạn chế dòng điện trong phạm vi cần thiết để giảm độ cứng của đường đặc tính cơ trong vùng mômen phụ tải bằng mômen định mức của động cơ, có thể thực hiện được bằng cách đấu thêm điện trở phụ vào mạch rôto của động cơ: Rf = (10 đến 15)% R (R là điện trở của day quấn rôto động cơ). ω% 100 4 75 1 50 2 25 3 0 50 100 150 200 250 M% Hình 1.2. Đặc tính cơ của các hệ truyền động Nếu trong mạch rôto của động cơ có đấu cuộn kháng bão hòa hoặc khuyếch đại từ, ta sẽ nhận được đường đặc tính cơ tối ưu với hệ truyền động xoay chiều. Hệ truyền động máy phát - động cơ với đường đặc tính cơ 3 được áp dụng rộng dãi cho các loại máy xúc từ 2 đến 5m3. Hệ này có đường đặc tính cơ gần với đường đặc tính cơ tối ưu cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ truyền động trong một phạm vi khá rộng. Hệ truyền động máy phát - động cơ có khuyếch đại trung gian (khuyếch đại máy điện KĐMĐ, khuyếch đại từ KĐT, khuyếch đại bán dẫn KĐBD) sẽ tạo ra đường đặc tính cơ 4, đáp ứng đáp ứng hoàn toàn với yêu cầu của máy xúc. Hệ này được sử dụng rộng rãi trong các loại máy xúc có công suất lớn có thể tích gầu từ 10 đến 80m3.