Đề tài Thiết kế nâng cấp hệ truyền động điện cơ cấu nâng hạ gầu của máy xúc ЭKΓ4,6

Ch­¬ng1 §Æc ®iÓm c«ng nghÖ vµ trang bÞ ®iÖn m¸y xóc M¸y xóc ®­îc sö dông réng r·i trªn c¸c c«ng tr­êng x©y dùng,trªn c¸c c«ng tr×nh thuû lîi, x©y dùng cÇu ®­êng ®Ó san g¹t mÆt b»ng.§Æc biÖt trong ngµnh c«ng nghiÖp khai th¸c má theo ph­¬ng ph¸p lé thiªn nhÊt lµ khai th¸c than. M¸y xóc ®ãng vai trß cùc kú quan träng kh«ng thÓ thiÕu 1.1.Ph©n loaÞ : M¸y xóc rÊt ®a d¹ng nh­ng cã thÓ ph©n lo¹i theo c¸c chØ tiªu sau: 1.1.1:Ph©n lo¹i theo ®Æc tÝnh sö dông + M¸y xóc x©y dùng ch¹y b¸nh lèp, b¸nh xÝch dïng trong nghµnh x©y dùng cã thÓ tÝch gÇu xóc V= 0.252m3 +M¸y xóc ch¹y b»ng b¸nh xÝch dïng trong c«ng nghiÖp khai th¸c má lé thiªn (m¸y xóc ЗКГ) cã thÓ tÝch gÇu xóc V= 4.6 8m3 + M¸y xóc bèc ®Êt ®¸ cã thÓ tÝch gÇu xóc V= 435m 3 + M¸y xóc gÇu ngo¹m dïng ®Ó xóc nh÷ng vËt liÖu thÓ h¹t cã thÓ tÝch gÇu xóc V= 480m 3 1.1.2 : Ph©n lo¹i theo c¬ cÊu bèc xóc + M¸y xóc cã c¬ cÊu bèc xóc lµ gÇu thuËn : GÇu xóc di chuyÓn vµo ®Êt ®¸ theo h­íng tõ m¸y xóc ra phÝa tr­íc d­íi t¸c dông cña hai lùc kÕt hîp cña c¬ cÊu n©ng vµ c¬ cÊu ®Èy tay gÇu + M¸y xóc cã c¬ cÊu bèc xóc kiÓu gÇu cµo di chuyÓn theo h­íng tõ tay gÇu vµo m¸y xóc theo mÆt ph¼ng n»m ngang. + M¸y xóc cã c¬ cÊu bèc xóc kiÓu gÇu treo trªn d©y : GÇu di chuyÓn theo h­íng tõ phÝa ngoµi vµo m¸y xóc d­íi t¸c dông cña lùc kÕt hîp hai c¬ cÊu: c¬ cÊu keo vµ c¬ cÊu n©ng + M¸y xóc cã c¬ cÊu bèc xóc kiÓu gÇu ngo¹m : qu¸ tr×nh bèc xóc ®Êt ®¸ ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch khÐp kÝn dÇn hai nöa thµnh gÇu ngo¹m d­íi t¸c dông lùc kÐo cña c¬ cÊu kÐo : + M¸y xóc cã c¬ cÊu bèc xóc kiÓu gÇu quay : GÇu quay lµ mét b¸nh xe ,gÇu xóc ®­îc g¸ lªn b¸nh xe theo chu vi. + M¸y xóc cã c¬ cÊu bèc xóc kiÓu m¸ng cµo nhiÒu gÇu xóc. 1.1.3. Ph©n lo¹ theo thÓ tÝch gÇu xóc. + M¸y xóc c«ng suÊt nhá cã thÓ tÝch gÇu xóc V= 0.25 2m 3 + M¸y xóc c«ng suÊt trung b×nh cã thÓ tÝch gÇu xóc V= 2 6m 3 . + M¸y xóc c«ng suÊt lín cã thÓ tÝch gÇu xóc V= 6 80m 3. 1.1.4. Ph©n lo¹i theo c¬ cÊu truúªn lùc. + M¸y xóc cã c¬ cÊu truyÒn lùc lµ ®éng c¬ ®èt trong (§iªzen) + M¸y xóc cã c¬ cÊu truyÒn lùc lµ ®éng c¬ ®iÖn. 1.1.5. Ph©n lo¹i theo cÊu t¹o cña c¬ cÊu di chuyÓn. + M¸y xóc di chuyÓn b»ng b¸nh lèp. + M¸y xóc di chuyÓn b»ng xÝch. + M¸y xóc di chuyÓn b»ng b¸nh s¾t ch¹y trªn ray. ¬ 1.2. C¸c yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi hÖ truyÒn ®éng ®iÖn c¸c c¬ cÊu cña m¸y xóc. Tõ nh÷ng ®Æc ®iÓm cña m¸y xóc c¸c yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi hÖ truyÒn ®éng ®iÖn, truyÒn ®éng c¸c c¬ cÊu chÝnh cña m¸y xóc bao gåm. 1.2.1.§­êng §Æc tÝnh c¬ . HÖ truyÒn ®éng ®iÖn cña c¸c c¬ cÊu chÝnh cña m¸y xóc (C¬ cÊu n©ng- h¹ ; ra - vµo cña tay gÇu vµ quay m¸y ) ph¶i ®­îc b¶o vÖ mét c¸ch tin cËy khi qu¸ t¶i,cã nghÜa lµ hÖ truyÒn ®éng ph¶i t¹o ra ((®Æc tÝnh m¸y xóc)) . §­êng ®Æc tÝnh c¬ hÖ truyÒn ®éng ph¶i ®¶m b¶o hai yªu cÇu sau Trong ph¹m vi : +0 < I < Ing Ing=(2.252.5)I®m Th× ®é sôt tèc ®é §Ó ®¶m b¶o n¨ng xuÊt cña m¸y xócvµ sù lµm viÖc æn ®Þnh cña ®éng c¬ Khi dßng ®iÖn ®éng c¬ I > Ing . Tèc ®é ®éng c¬ gi¶m nhanh vÒ 0 , ®Ó ®¶m b¶o ®éng c¬ kh«ng bÞ qu¸ t¶i cã nghÜa lµ hÖ truyÒn ®éng ph¶i t¹o ra ®Æc tÝnh c¬ ®Æc tr­ng cã tªn gäi ((®Æc tÝnh m¸y xóc )) (H×nh 1-1) 0 A 1 2 Mng C (Md ) H×nh 1.1: §Æc tÝnh m¸y xóc M B D Trong ®ã ®­êng ®Æc tÝnh c¬ 1 lµ ®­êng ®Æc tÝnh c¬ lý t­ëng = 0 TrÞ sè m«men ng¾t b»ng m« men dõng. Trong thùc tÕ kh«ng sö dông ®­êng ®Æc tÝnh c¬ lý t­ëng nh­ ®­êng 1 mµ th­êng sö dông ®­êng ®Æc tÝnh c¬ mÒm h¬n (®­êng 2 ). §é cøng cña ®­êng ®Æc tÝnh c¬ ë vïng phô t¶i ®Þnh møc gi¶m xuèng 85÷90 %. NÕu ®é cøng ®­êng ®Æc tÝnh c¬ qu¸ lín ng­êi vËn hµnh m¸y xóc khã c¶m nhËn ®­îc khi c¬ cÊu bÞ qu¸ t¶i, kh«ng kÞp gi¶m líp c¾t dÉn ®Õn c¬ cÊu dõng lµm gi¶m n¨ng xuÊt cña m¸y xóc. Vµ ®Æc biÖt dÉn ®Õn tuæi thä ®éng c¬ bÞ gi¶m nhanh. Trªn thùc tÕ ng­êi ta dïng ®­êng ®Æc tÝnh c¬ thùc 0 Mng< Md §Ó ®¸nh gi¸ n¨ng xuÊt cña mét m¸y xóc ng­êi ta ®­a ra mét hÖ sè ®Æc tr­ng ®­îc gäi lµ hÖ sè lÊp ®Çy K K ==<1 (1.1) Trong ®ã : S=SAD CO . diÖn tÝch hîp thµnh bëi hÖ trôc täa ®é vµ ®­êng ®Æc tÝnh c¬ lý t­ëng SAB CO lµ diÖn tÝch t¹o bëi hÖ trôc täa ®é vµ ®­êng ®Æc tÝnh c¬ lý t­ëng - tèc ®é kh«ng t¶i lý t­ëng cña ®éng c¬ Md -m« men dõng m - hÖ sè tû lÖ vÒ diÖn tÝch §èi víi hÖ truyÒn ®éng hÖ sè lÊp ®Çy cña m¸y xóc cã thÓ ®¹t tíi 0.8 ÷ 0.9 1.2.2. §éng c¬ truyÒn ®éng. C¸c c¬ cÊu m¸y xóc ph¶i ch¾c ch¾n , kh¶ n¨ng chÞu qu¸ t¶i lín . §é c¸ch ®iÖn cña ®éng c¬ ph¶i ®¶m b¶o chÞu qu¸ nhiÖt , ®é Èm cao, ®éng c¬ ph¶i ®¶m b¶o chÞu tÇn sè ®ãng c¾t lín (400÷600) lÇn / h 1.2.3. §éng c¬ truyÒn ®éng c¸c c¬ cÊu chÝnh cña m¸y xóc ph¶i cã m« men qu¸n tÝnh ®ñ nhá ®Ó gi¶m thêi gian qu¸ ®é khi më m¸y vµ h·m. Nªn chän ®éng c¬ cã phÇn øng dµi, ®­êng kÝnh nhá. 1.2.4. C¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn dïng trong m¸y xóc ph¶i ®¶m b¶o lµm viÖc tin cËy trong ®iÒu kiÖn nÆng nÒ nhÊt (§é rung ®éng , chao l¾c lín , phô t¶i ®ét biÕn vµ tÇn sè ®ãng c¾t lín ) 1.2.5. HÖ thèng ®iÒu khiÓn hÖ truyÒn ®éng. + C¸c c¬ cÊu cña m¸y xóc ph¶i ®¬n gi¶n, ch¾c ch¾n, møc ®é tù ®éng hãa cao + C¸c c¬ cÊu truyÒn ®éng m¸y xóc trong qu¸ tr×nh lµm viÖc th­êng bÞ qóa t¶i cho nªn viÖc h¹n chÕ m« men nhá h¬n trÞ sè cho phÐp ë chÕ ®é tÜnh vµ ®éng lµ yªu cÇu quan träng bËc nhÊt. ®Ó m¸y xóc cã n¨ng xuÊt cao nhÊt ®ång thêi b¶o vÖ ®­îc c¸c thiÕt bÞ kh«ng bÞ háng hãc khi qu¸ t¶i cÇn thùc hiÖn hai yªu cÇu O 50 100 150 200 250 100 25 50 75 M% 4 % 2 3 1 H×nh 1.2. §Æc tÝnh c¬ cña c¸c hÖ truyÒn ®éng [[ Trªn (h×nh 1.2) biÓu diÔn c¸c ®­êng ®Æc tÝnh c¬ cña c¸c hÖ truyÒn ®éng kh¸c nhau dïng trong m¸y xóc. Hä ®Æc tÝnh c¬ cña c¸c hÖ ®ã cho phÐp ®¸nh gi¸ vµ tÝnh chän hÖ truyÒn ®éng mét c¸ch hîp lý ®èi víi tõng lo¹i m¸y xóc cô thÓ. HÖ truyÒn ®éng xoay chiÒu dïng ®éng c¬ kh«ng ®ång bé ba pha (®­êng 1) ®­îc sö dông réng r·i cho c¸c lo¹i m¸y xóc cã thÓ tÝch gÇu tíi 1m3. NÕu dïng ®éng c¬ truyÒn ®éng lµ ®éng c¬ xoay chiÒu cã hÖ sè tr­ît lín cho phÐp h¹n chÕ dßng ®iÖn trong ph¹m vi cÇn thiÕt ®Ó gi¶m ®é cøng cña ®­êng ®Æc tÝnh c¬ trong vïng m«men phô t¶i b»ng m«men ®Þnh møc cña ®éng c¬, cã thÓ thùc hiÖn ®­îc b»ng c¸ch ®Êu thªm ®iÖn trë phô vµo m¹ch r«to cña ®éng c¬: Rf = (10 ÷15)% R (R lµ ®iÖn trë cña d©y quÊn r«to ®éng c¬) NÕu trong m¹ch r«to cña ®éng c¬ cã ®Êu cuén kh¸ng b·o hßa hoÆc khuyÕch ®¹i tõ, ta sÏ nhËn ®­îc ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tèi ­u víi hÖ truyÒn ®éng xoay chiÒu. HÖ truyÒn ®éng m¸y ph¸t - ®éng c¬ víi ®­êng ®Æc tÝnh c¬ 3 ®­îc ¸p dông réng r·i cho c¸c lo¹i m¸y xóc tõ 2 ÷5m3. HÖ nµy cã ®­êng ®Æc tÝnh c¬ gÇn víi ®­êng ®Æc tÝnh c¬ tèi ­u cho phÐp ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ truyÒn ®éng trong mét ph¹m vi kh¸ réng. ¬ HÖ truyÒn ®éng m¸y ph¸t - ®éng c¬ cã khuyÕch ®¹i trung gian (khuyÕch ®¹i m¸y ®iÖn K§M§, khuyÕch ®¹i tõ K§T, khuyÕch ®¹i b¸n dÉn K§BD) sÏ t¹o ra ®­êng ®Æc tÝnh c¬ 4, ®¸p øng hoµn toµn víi yªu cÇu cña m¸y xóc. HÖ nµy ®­îc sö dông réng r·i trong c¸c lo¹i m¸y xóc cã c«ng suÊt lín cã thÓ tÝch gÇu tõ 10 ÷ 80m3.