Các bộ phận cấu trúc và chức năng của cần cẩu gầu múc trên cao

Cần cẩu trên cao dùng để vận chuyển gáo múc kim loại nóng chảy là thiết bị quan trọng trong các nhà máy luyện thép, được thiết kế để xử lý và vận chuyển kim loại nóng chảy một cách an toàn trong điều kiện vận hành khắc nghiệt. Thiết kế kết cấu và hệ thống an toàn của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy khi nâng hạ và an toàn vận hành. Bài viết này giải thích các thành phần chính của cần cẩu trên cao dùng để vận chuyển gáo múc kim loại nóng chảy và chức năng của từng bộ phận.

Cấu tạo của cần cẩu gắp gáo trên cao

MỘT cần cẩu trên cao Cấu tạo chủ yếu gồm bốn phần chính: cầu trục, xe đẩy (bao gồm cả bộ phận nâng hạ), cơ cấu di chuyển của cần cẩu và thiết bị điện. Các kiểu kết cấu khác nhau được áp dụng tùy theo yêu cầu vận hành khác nhau.

Cầu thường là kết cấu dầm đôi hoặc dầm bốn, bao gồm các dầm chính dạng hộp và các toa xe đầu cuối. Đường ray được đặt trên các tấm mặt bích trên cùng của các dầm chính để xe điện di chuyển trên đó. Khi sử dụng các dầm chính có tiết diện hẹp, thiết bị điều khiển điện được đặt trên lối đi bên cạnh các dầm chính; khi sử dụng các dầm chính có tiết diện rộng, thiết bị điều khiển điện thường được bố trí bên trong các dầm chính.

Xe đẩy là bộ phận cốt lõi của cần cẩu. Cầu trục mang một xe đẩy hoặc một xe đẩy chính và một xe đẩy phụ, và các xe đẩy di chuyển độc lập. Xe đẩy được trang bị cơ cấu nâng hạ và cơ cấu di chuyển, với bộ phận phân phối tải nằm bên dưới cơ cấu nâng hạ. Cơ cấu di chuyển của xe đẩy sử dụng truyền động tập trung hoặc truyền động riêng lẻ.

Các cơ cấu di chuyển của cần cẩu đều sử dụng hệ thống truyền động riêng lẻ, một số có truyền động hai góc và một số có truyền động bốn góc.

Hình 2-1 đến 2-3 bên dưới là ví dụ về một số mô hình cần cẩu trục gắp vật liệu dạng ống, từ đó có thể hiểu được đặc điểm cấu tạo của cần cẩu trục gắp vật liệu dạng ống.

Xe cẩu

Xe đẩy hàng chủ yếu bao gồm ba bộ phận chính: cơ cấu nâng hạ, cơ cấu di chuyển xe đẩy và khung xe đẩy. Tùy theo yêu cầu vận hành khác nhau của cần cẩu, xe đẩy hàng có các bố trí khác nhau; xem các ví dụ trong Hình 2-1 đến 2-3.

Cơ cấu nâng hạ

Cơ cấu nâng hạ thường bao gồm thiết bị truyền động, hệ thống luồn dây cáp, thiết bị xử lý tải và các thiết bị bảo vệ an toàn. Một số loại còn sử dụng tời điện làm cơ cấu nâng hạ phụ trợ.

Thiết bị truyền động bao gồm động cơ, khớp nối, trục bù, phanh, bộ giảm tốc và các bộ phận khác. Khi thiết bị truyền động sử dụng điều khiển thông thường hoặc điều khiển tốc độ bằng điện áp stato, động cơ là loại rôto quấn dây; khi sử dụng điều khiển tốc độ bằng biến tần, đó là động cơ biến tần. Đối với cơ cấu nâng chính có hai bộ thiết bị truyền động, khi một động cơ hoặc một bộ thiết bị điều khiển điện bị hỏng, bộ thiết bị truyền động còn lại phải có khả năng hoàn thành một chu kỳ làm việc trong khi nâng tải trọng định mức.

Hệ thống luồn cáp thép bao gồm cáp thép, cụm tang cuốn, cụm ròng rọc cố định và bộ cân bằng cáp thép, và cụm ròng rọc di động. Khi cơ cấu nâng chính có hai điểm nâng, người ta sử dụng hệ thống luồn bốn dây; khi chỉ có một điểm nâng, người ta sử dụng hệ thống luồn hai dây.

Thiết bị nâng hạ bao gồm móc, bộ phận phân phối tải không thể tháo rời (bao gồm nhiều loại dầm nâng cố định và móc giàn cố định), và bộ phận phân phối tải có thể tháo rời (bao gồm nhiều loại dầm nâng có thể tháo rời và móc giàn có thể tháo rời).

Để đảm bảo an toàn, cơ cấu nâng hạ được trang bị bộ giới hạn quá tải, bộ giới hạn chiều cao nâng và công tắc quá tốc độ. Vị trí giới hạn trên của bộ giới hạn chiều cao là thiết bị bảo vệ kép với nhiều hình thức khác nhau; giai đoạn đầu thường là bộ giới hạn chiều cao nâng ở đầu tang trống, và giai đoạn thứ hai là công tắc giới hạn trọng lượng (búa). Phanh an toàn cũng có thể được trang bị thêm nếu cần.

Trong cơ cấu nâng hạ, động cơ được nối với hộp giảm tốc thông qua khớp nối; trục tốc độ thấp của hộp giảm tốc dẫn động tang trống, từ đó dẫn động thiết bị nâng hạ thông qua hệ thống luồn dây cáp. Chỉ cần điều khiển được hướng quay thuận và nghịch của động cơ, thiết bị nâng hạ có thể được nâng lên và hạ xuống.

Tùy thuộc vào yêu cầu vận hành khác nhau, cấu tạo của cơ cấu nâng hạ sẽ thay đổi. Hình 2-4 đến 2-6 là một số ví dụ.

Cơ cấu nâng hạ thể hiện trong Hình 2-5 có hai điểm nâng, sử dụng hệ thống luồn bốn dây cáp và hai bộ truyền động. Hai bộ giảm tốc được nối với nhau ở đầu tốc độ cao bằng một khớp nối, và một phanh an toàn được lắp đặt trên tang cuốn.

Hình 2-6 cũng có hai điểm nâng, nhưng cách bố trí hệ thống luồn dây bốn dây khác với hình 2-5. Nó có một bộ truyền động và một phanh an toàn được lắp đặt trên tang cuốn.

Cơ chế di chuyển xe đẩy

Cơ cấu di chuyển của xe đẩy chủ yếu bao gồm thiết bị truyền động và giá đỡ. Thiết bị truyền động chủ yếu bao gồm động cơ, bộ giảm tốc, phanh và các bộ phận khác. Giá đỡ chủ yếu bao gồm bánh xe và các thanh cân bằng bánh xe.

Cơ cấu di chuyển của xe đẩy cần cẩu sử dụng hệ thống truyền động tập trung hoặc truyền động riêng lẻ. Một số xe đẩy cần cẩu tải trọng lớn sử dụng thanh cân bằng bánh xe để giảm tải trọng lên bánh xe.

Cơ cấu truyền động của hệ thống di chuyển xe đẩy thường sử dụng động cơ để dẫn động hộp giảm tốc thẳng đứng, trục giảm tốc của hộp giảm tốc dẫn động các bánh xe chủ động. Khi cơ cấu truyền động sử dụng điều khiển thông thường hoặc điều khiển tốc độ bằng điện áp stato, động cơ là loại rôto quấn dây; khi sử dụng điều khiển tốc độ bằng biến tần, đó là động cơ biến tần.

Để đảm bảo an toàn cho xe đẩy, xe đẩy được trang bị công tắc giới hạn hành trình và bộ giảm chấn. Khi xe đẩy di chuyển gần vị trí giới hạn, công tắc giới hạn sẽ hoạt động và nguồn điện cấp cho cơ cấu di chuyển bị ngắt; bộ giảm chấn sau đó sẽ hấp thụ năng lượng còn lại, và cơ cấu di chuyển chỉ có thể hoạt động theo chiều ngược lại.

Tùy thuộc vào từng trường hợp, cơ cấu di chuyển xe đẩy có các thiết kế tương ứng. Hình 2-7 là một bố cục cơ cấu di chuyển xe đẩy thường được sử dụng trong cần cẩu trên cao bốn dầm, bốn ray dùng để vận chuyển gáo múc kim loại, sử dụng truyền động riêng lẻ. Ngoài ra còn có các bố cục khác tùy thuộc vào tình huống. Hình 2-8 sử dụng truyền động tập trung, và Hình 2-9 là một thiết kế khác với truyền động riêng lẻ. Đối với xe đẩy có tải trọng nâng lớn, có thể bổ sung thêm bánh xe bằng cách sử dụng cấu trúc dầm cân bằng bánh xe; Hình 2-10 là một dạng của cấu trúc dầm cân bằng bánh xe.

Cơ cấu di chuyển cần cẩu

Cơ cấu di chuyển của cần cẩu chủ yếu bao gồm thiết bị truyền động và giá đỡ di chuyển. Thiết bị truyền động chủ yếu bao gồm động cơ, bộ giảm tốc, phanh và các bộ phận khác. Giá đỡ di chuyển chủ yếu bao gồm bánh xe và dầm cân bằng bánh xe. Cơ cấu di chuyển của cần cẩu thường sử dụng truyền động độc lập, thường có hai hoặc bốn bộ truyền động. Khi dầm chính là kết cấu dầm hẹp, cơ cấu di chuyển thường được lắp đặt trên lối đi bộ của cầu, trong khi đối với kết cấu dầm rộng, cơ cấu di chuyển thường được lắp đặt ở hai đầu bên trong dầm chính.

Khi sử dụng điều khiển thông thường hoặc điều khiển tốc độ bằng cách điều chỉnh điện áp stato, động cơ là loại rôto quấn dây; khi sử dụng điều khiển tốc độ bằng biến tần, nó là động cơ biến tần.

Cần cẩu được trang bị công tắc giới hạn và bộ giảm chấn để ngăn cần cẩu di chuyển đến vị trí giới hạn của nhà máy hoặc va chạm với các cần cẩu liền kề, nhằm giảm thiểu hư hỏng cho cần cẩu và giảm sự khó chịu do va chạm gây ra cho người điều khiển. Khi cần cẩu di chuyển gần vị trí giới hạn của nhà máy hoặc gần cần cẩu liền kề, công tắc giới hạn sẽ hoạt động và nguồn điện cấp cho cơ cấu di chuyển bị ngắt; bộ giảm chấn sau đó sẽ hấp thụ năng lượng còn lại. Tại thời điểm này, cơ cấu di chuyển chỉ có thể di chuyển theo hướng ngược lại. Bộ giảm chấn thường sử dụng lò xo hoặc bộ giảm chấn thủy lực.

Đối với cơ cấu di chuyển cần cẩu có bốn bộ thiết bị truyền động, một số người dùng yêu cầu rằng khi các thiết bị truyền động ở một bên bị hỏng, các thiết bị truyền động ở phía còn lại phải có khả năng hoàn thành một chu kỳ làm việc trong khi nâng tải trọng định mức thông qua việc chuyển mạch điện.

Đối với cần cẩu tải trọng lớn, hệ thống hỗ trợ di chuyển sử dụng các thanh cân bằng bánh xe để giảm tải trọng lên bánh xe. Ngoài ra, các bánh xe nằm ngang có thể được bổ sung theo yêu cầu của hợp đồng.

Hình 2-11 là sơ đồ bố trí cơ cấu di chuyển cần cẩu thường dùng, ví dụ sử dụng bộ giảm tốc trục song song nằm ngang với hệ thống đỡ di chuyển là các thanh cân bằng bánh xe. Hình 2-12 là ví dụ sử dụng bộ giảm tốc trục song song thẳng đứng với hệ thống đỡ di chuyển là các thanh cân bằng bánh xe. Cần cẩu tải trọng nhỏ sử dụng loại như trong Hình 2-13, với hệ thống đỡ di chuyển là một nhóm bánh xe đơn.

Đối với cần cẩu tải trọng nhỏ, mỗi đầu toa xe có hai nhóm bánh xe, hoặc giá đỡ bánh xe (Hình 2-14) được lắp đặt bên dưới đầu toa xe. Đối với cần cẩu tải trọng lớn, người ta lựa chọn các dầm cân bằng bánh xe khác nhau hoặc các tổ hợp từ Hình 2-15 đến 2-17 để hỗ trợ các tải trọng khác nhau.

Khung cầu

Cầu trục là kết cấu chính và là bệ đỡ cho xe đẩy, cơ cấu di chuyển cần cẩu và thiết bị điện. Cầu trục chủ yếu bao gồm các dầm chính, toa xe đầu cuối, lối đi bộ, giá đỡ cáp xe đẩy, đường ray xe đẩy, sàn bảo dưỡng và thang, bệ, lan can và các bộ phận khác.

Cầu trục là một bộ phận chịu lực quan trọng của cần cẩu, có đủ độ bền, độ cứng và độ ổn định tổng thể, đáp ứng các tiêu chuẩn quốc gia và yêu cầu hợp đồng, đảm bảo hoạt động bình thường của cần cẩu. Cầu trục của cần cẩu gắp gáo được chia thành loại dầm đôi (xem Hình 2-2 và 2-3) và loại dầm bốn (xem Hình 2-1). Tấm chắn nhiệt được bố trí bên dưới tấm mặt bích đáy của các dầm chính. Sau khi thử nghiệm toàn bộ máy, khi xe đẩy không tải ở vị trí giới hạn, độ cong của các dầm chính không được nhỏ hơn 0,7S/1000 (trong đó S là nhịp cần cẩu), và giá trị độ cong tối đa được kiểm soát trong phạm vi S/10 ở giữa nhịp.

Tùy theo yêu cầu hoặc tình huống khác nhau, dầm chính có thể được thiết kế là dầm hộp hẹp có ray giữa, dầm hộp hẹp bán lệch ray, dầm hộp hẹp lệch ray hoặc dầm hộp rộng lệch ray. Tấm che phía trên của dầm chính được trang bị ray để xe đẩy di chuyển. Ray có thể được cố định bằng các tấm kẹp hàn hoặc bằng các kẹp ray kết hợp có thể điều chỉnh (theo yêu cầu hợp đồng). Khi dầm chính là kết cấu dầm hẹp, thiết bị điện được lắp đặt trên lối đi; khi nhiệt độ môi trường không đáp ứng được yêu cầu làm việc bình thường của thiết bị điện, sẽ bố trí một phòng điện có hệ thống làm mát, và phòng điện này được trang bị lớp cách nhiệt. Khi dầm chính là kết cấu dầm rộng, thiết bị điện thường được lắp đặt trong phòng điện bên trong dầm chính; khi nhiệt độ môi trường không đáp ứng được yêu cầu làm việc bình thường của thiết bị điện, phòng điện này được trang bị điều hòa không khí và lớp cách nhiệt.

Cả hai bên cầu trục đều được trang bị bộ giảm chấn, hoạt động cùng với các công tắc giới hạn hành trình của cần cẩu, giúp cần cẩu có chức năng ngắt điện và giảm tốc trước khi dừng hẳn. Lan can được trang bị cửa lan can có thiết bị bảo vệ khóa liên động điện. Khi bất kỳ cửa lan can khóa liên động nào được mở ra, các cơ cấu liên quan của cần cẩu sẽ tự động bị ngắt điện; các cơ cấu liên quan chỉ có thể hoạt động bình thường khi cửa lan can được đóng lại. Phía ray dẫn điện của cần cẩu được trang bị tấm chắn ray dẫn điện và lồng (hoặc bệ). Tấm chắn ray dẫn điện ngăn không cho móc hoặc dây cáp chạm vào ray dẫn điện, và lồng (hoặc bệ) được sử dụng để lắp đặt và bảo dưỡng các bộ thu dòng điện. Bệ bảo dưỡng xe đẩy giúp việc bảo dưỡng xe đẩy dễ dàng hơn.

Cabin điều khiển

Cabin điều khiển là nơi làm việc của người vận hành điều khiển cần cẩu. Được treo bên dưới các dầm chính, đây là một cấu trúc kín, có điều hòa, cách nhiệt, tầm nhìn toàn cảnh, cách nhiệt tốt với cửa sổ quan sát trong suốt ở phía dưới. Cửa và cửa sổ sử dụng khung hợp kim nhôm với kính cường lực an toàn. Cabin được trang bị ghế ngồi mềm mại, thoải mái có thể điều chỉnh (lên/xuống và tiến/lùi). Cabin chứa thiết bị điều khiển điện với hệ thống dây điện được giấu kín, và các thiết bị điều khiển dễ vận hành. Các kết nối trong và ngoài được thực hiện thông qua hộp đấu nối để dễ bảo trì. Sàn được trải thảm cao su cách điện, chống cháy, không dẫn điện và chống trơn trượt. Cabin được trang bị chuông báo động, chuông điện, bình chữa cháy, quạt điện, máy điều hòa không khí chuyên dụng để sưởi/làm mát và các thiết bị an toàn khác, cũng như nhiều loại dụng cụ và hệ thống chiếu sáng. Người lái có thể quan sát trạng thái hoạt động của từng cơ cấu bất cứ lúc nào để đảm bảo vận hành cần cẩu an toàn. Thảm cao su cách điện được trải trong cabin lái.

Phòng điện

Phòng điện được bố trí bên trong các dầm chính (phòng điện được sử dụng cho các kết cấu dầm hẹp và được đặt trên lối đi của dầm chính). Các bức tường bên trong xung quanh phòng điện dầm chính được trang bị một lớp vật liệu cách nhiệt dạng sandwich; cửa kín được lắp đặt ở cả hai đầu; phần trên của cửa được trang bị cửa sổ kính quan sát; cửa được trang bị khóa và tay nắm, và cửa mở ra ngoài.

Phòng điện có chức năng cách nhiệt, chống bụi và làm mát bằng điều hòa không khí, ngăn ngừa sự truyền nhiệt và bụi xâm nhập vào phòng. Để nhân viên bảo trì có thể bảo dưỡng thiết bị điện một cách bình thường, lối đi trong phòng điện được chừa rộng hơn 600 mm và chiều cao thông thoáng không dưới 2,2 m. Thảm cao su cách điện được trải trên bề mặt lối đi. Lan can bảo vệ cách điện được bố trí phía trước giá đỡ bảng điện, với khoảng không gian bảo dưỡng hợp lý giữa lan can và giá đỡ bảng điện. Một quạt làm mát chuyên dụng công nghiệp được lắp đặt trong phòng điện dầm chính, để các linh kiện điện không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ bên ngoài và luôn hoạt động an toàn và đáng tin cậy.

Thông qua phân tích và giải thích đơn giản về cần cẩu gắp gáo trên cao nêu trên, bài viết này trình bày các hình thức và chức năng của các cấu trúc khác nhau của cần cẩu gắp gáo, giúp người đọc có được sự hiểu biết nhất định và thiết kế theo tiêu chuẩn trong tương lai, tránh được một số sai sót và rắc rối không cần thiết.

Cindy

WhatsApp: +86 191 3738 6654

E-mail: cindywang@hndfcrane.com

Tôi là Cindy, với 10 năm kinh nghiệm làm việc trong ngành cần cẩu và tích lũy được nhiều kiến thức chuyên môn. Tôi đã lựa chọn những chiếc cần cẩu thỏa mãn cho hơn 500 khách hàng. Nếu bạn có bất kỳ nhu cầu hoặc câu hỏi nào về cần cẩu, vui lòng liên hệ với tôi, tôi sẽ sử dụng chuyên môn và kinh nghiệm thực tế của mình để giúp bạn giải quyết vấn đề!