Cấu tạo cầu trục: Các bộ phận, nguyên lý hoạt động và chức năng chi tiết
Cầu trục là thiết bị nâng hạ được sử dụng phổ biến trong nhà xưởng, kho hàng, nhà máy cơ khí, xưởng sản xuất thép, bến cảng và các công trình công nghiệp. Thiết bị có khả năng nâng vật theo phương thẳng đứng, đồng thời di chuyển vật theo phương ngang và dọc trong phạm vi làm việc.
Hiểu rõ cấu tạo cầu trục giúp doanh nghiệp lựa chọn thiết bị phù hợp với tải trọng, diện tích nhà xưởng và nhu cầu sản xuất. Đây cũng là kiến thức quan trọng để vận hành, kiểm tra, bảo trì và phòng ngừa tai nạn trong quá trình sử dụng thiết bị nâng.
=> Xem thêm: Dịch vụ kiểm định Cầu Trục của Vinesh.
Cấu tạo cầu trục gồm những bộ phận nào?
Tùy vào tải trọng, khẩu độ, chiều cao nâng và mục đích sử dụng, cấu tạo của từng loại cầu trục có thể khác nhau. Tuy nhiên, một hệ thống cầu trục hoàn chỉnh thường gồm dầm chính, dầm biên, pa lăng, cơ cấu di chuyển, đường ray, hệ thống điện và các thiết bị an toàn.
Dầm chính cầu trục
Dầm chính là kết cấu chịu lực quan trọng nhất của cầu trục. Bộ phận này được bố trí theo chiều ngang của nhà xưởng và có nhiệm vụ chịu tải trọng của pa lăng, xe con và vật nâng.
Dầm chính thường được chế tạo từ thép hình hoặc thép tấm tổ hợp. Tùy vào tải trọng và khẩu độ, cầu trục có thể sử dụng một dầm chính hoặc hai dầm chính.
Đối với cầu trục một dầm, pa lăng thường di chuyển bên dưới cánh dầm. Với cầu trục hai dầm, xe con và cơ cấu nâng thường di chuyển trên hệ thống ray đặt phía trên hai dầm chính.
Dầm chính phải bảo đảm độ cứng, khả năng chịu uốn và độ võng nằm trong giới hạn cho phép. Các mối hàn, liên kết bu lông và bề mặt kết cấu cần được kiểm tra kỹ trong quá trình chế tạo và sử dụng.
Dầm biên cầu trục
Dầm biên được lắp ở hai đầu dầm chính, tạo thành khung cầu hoàn chỉnh. Trên dầm biên có bố trí bánh xe giúp toàn bộ cầu trục di chuyển dọc theo chiều dài nhà xưởng.
Dầm biên thường gồm:
- Khung dầm chịu lực.
- Bánh xe di chuyển.
- Động cơ điện.
- Hộp giảm tốc.
- Phanh.
- Bộ truyền động.
- Cữ chặn hành trình.
Hai dầm biên phải được lắp đặt song song và cân bằng để cầu trục di chuyển ổn định, hạn chế tình trạng lệch cầu, kẹt bánh xe hoặc mài mòn đường ray.
=> Xem thêm: Dịch vụ kiểm định Palang điện.
Pa lăng hoặc cơ cấu nâng
Pa lăng là bộ phận trực tiếp thực hiện quá trình nâng và hạ vật. Cầu trục có thể sử dụng pa lăng cáp điện hoặc pa lăng xích điện.
Pa lăng thường gồm động cơ nâng, hộp giảm tốc, tang cuốn cáp, cáp thép, móc cẩu, puly, phanh và thiết bị giới hạn hành trình.
Đối với cầu trục tải trọng nhỏ, pa lăng điện thường được treo trực tiếp dưới dầm chính. Với cầu trục tải trọng lớn, cơ cấu nâng được lắp trên xe con và di chuyển trên hai dầm chính.
Cơ cấu nâng cần được lựa chọn dựa trên tải trọng định mức, chiều cao nâng, tốc độ nâng và chế độ làm việc thực tế.
Xe con cầu trục
Xe con là bộ phận mang cơ cấu nâng và thực hiện chuyển động ngang theo chiều rộng của nhà xưởng.
Ở cầu trục hai dầm, xe con thường di chuyển trên ray được bố trí phía trên dầm chính. Xe con giúp móc cẩu tiếp cận nhiều vị trí khác nhau trong phạm vi khẩu độ cầu trục.
Cấu tạo xe con thường gồm khung xe, bánh xe, động cơ, hộp giảm tốc, phanh và cơ cấu nâng. Khi xe con di chuyển kết hợp với chuyển động của cầu trục, vật nâng có thể được đưa đến hầu hết các vị trí trong khu vực làm việc.
Bánh xe cầu trục
Bánh xe có nhiệm vụ đỡ tải và giúp cầu trục hoặc xe con di chuyển trên đường ray.
Bánh xe thường được chế tạo từ thép có độ cứng cao, khả năng chịu tải và chống mài mòn tốt. Bề mặt bánh xe cần tiếp xúc đều với ray để hạn chế rung lắc, trượt bánh hoặc phát sinh tải trọng không đồng đều.
Trong quá trình sử dụng, bánh xe có thể bị mòn vành, nứt, lệch tâm hoặc biến dạng. Vì vậy, bộ phận này cần được kiểm tra định kỳ và thay thế khi không còn bảo đảm yêu cầu kỹ thuật.
Đường ray cầu trục
Đường ray được lắp trên dầm đỡ ray hoặc kết cấu nhà xưởng, tạo thành đường di chuyển cho toàn bộ cầu trục.
Hai đường ray phải được lắp song song, cùng cao độ và bảo đảm khoảng cách theo thiết kế. Nếu ray bị lệch, lún hoặc biến dạng, cầu trục có thể di chuyển không ổn định, gây mài mòn bánh xe và ảnh hưởng đến kết cấu thiết bị.
Cuối đường ray thường có cữ chặn và giảm chấn để hạn chế cầu trục di chuyển vượt quá phạm vi cho phép.
Hệ thống dẫn điện
Hệ thống dẫn điện cung cấp nguồn điện cho cơ cấu nâng, xe con và cơ cấu di chuyển cầu trục.
Nguồn điện có thể được truyền bằng thanh dẫn điện an toàn, cáp mềm, hệ thống máng cáp hoặc tang cuốn cáp. Đối với pa lăng và xe con, cáp điện thường được treo trên con lăn hoặc hệ thống ray C để di chuyển theo thiết bị.
Hệ thống điện cần có khả năng cách điện, chống bụi, chống va đập và phù hợp với điều kiện môi trường của nhà xưởng.
Tủ điện điều khiển
Tủ điện điều khiển được xem là trung tâm xử lý của cầu trục. Bộ phận này tiếp nhận lệnh từ người vận hành và điều khiển các động cơ nâng hạ, di chuyển xe con và di chuyển cầu.
Tủ điện thường gồm:
- Aptomat bảo vệ.
- Khởi động từ.
- Rơ-le nhiệt.
- Bộ điều khiển.
- Biến tần.
- Rơ-le trung gian.
- Thiết bị bảo vệ mất pha và quá tải.
Biến tần giúp động cơ khởi động và dừng êm, hạn chế rung lắc vật nâng, đồng thời cải thiện độ chính xác khi đưa hàng đến vị trí yêu cầu.
Thiết bị điều khiển cầu trục
Cầu trục có thể được điều khiển bằng tay bấm có dây, điều khiển từ xa hoặc cabin điều khiển.
Tay bấm có dây thường được sử dụng với cầu trục tải trọng nhỏ và phạm vi làm việc hạn chế. Điều khiển từ xa giúp người vận hành đứng ở vị trí quan sát thuận lợi và giữ khoảng cách an toàn với vật nâng.
Cabin điều khiển thường được trang bị cho cầu trục tải trọng lớn, hoạt động liên tục hoặc làm việc trong môi trường có yêu cầu đặc biệt.
Móc cẩu và phụ kiện nâng
Móc cẩu là bộ phận kết nối cầu trục với vật nâng thông qua dây cáp, xích, ma ní, dầm nâng hoặc các phụ kiện chuyên dụng.
Móc cẩu cần có chốt an toàn để hạn chế dây treo bị tuột trong quá trình nâng. Tùy loại hàng hóa, cầu trục có thể sử dụng gầu ngoạm, nam châm điện, kẹp tôn, kẹp cuộn thép hoặc dầm nâng chuyên dụng.
Phụ kiện nâng phải phù hợp với tải trọng, hình dạng và đặc điểm của vật cần nâng.
Nguyên lý hoạt động của cầu trục
Cầu trục vận chuyển vật bằng cách kết hợp ba chuyển động cơ bản gồm nâng hạ vật, di chuyển xe con và di chuyển toàn bộ cầu.
Chuyển động nâng và hạ vật
Khi người vận hành nhấn nút nâng, động cơ nâng hoạt động và truyền mô-men qua hộp giảm tốc đến tang cuốn cáp.
Tang cuốn làm cáp thép thu lại, kéo móc cẩu và vật nâng di chuyển lên trên. Khi thực hiện lệnh hạ, động cơ quay theo chiều ngược lại, cáp được nhả ra và vật hạ xuống.
Phanh điện từ giữ cơ cấu nâng đứng yên khi động cơ dừng, hạn chế vật nâng tự trôi hoặc rơi xuống.
Chuyển động ngang của xe con
Động cơ di chuyển xe con truyền lực đến bánh xe thông qua hộp giảm tốc. Xe con di chuyển theo phương ngang trên dầm chính, giúp thay đổi vị trí của vật nâng trong phạm vi khẩu độ cầu trục.
Chuyển động dọc của cầu trục
Hai cơ cấu truyền động trên dầm biên làm bánh xe quay và đưa toàn bộ cầu trục di chuyển dọc theo đường ray nhà xưởng.
Sự kết hợp giữa ba chuyển động giúp vật nâng có thể được đưa đến nhiều vị trí khác nhau trong khu vực làm việc.
Phân loại cầu trục phổ biến hiện nay
Cầu trục một dầm
Cầu trục một dầm sử dụng một dầm chính và thường kết hợp với pa lăng điện. Loại này có kết cấu gọn, trọng lượng nhẹ, chi phí đầu tư hợp lý và phù hợp với tải trọng vừa hoặc nhỏ.
Cầu trục hai dầm
Cầu trục hai dầm có khả năng chịu tải lớn, khẩu độ rộng và chiều cao nâng tốt. Xe con thường di chuyển phía trên hai dầm chính, tạo độ ổn định cao trong quá trình vận hành.
Cầu trục dầm treo
Cầu trục dầm treo được lắp bên dưới hệ thống dầm hoặc mái nhà xưởng. Thiết bị phù hợp với công trình không thể bố trí cột đỡ ray riêng.
Cầu trục quay
Cầu trục quay có cần nâng xoay quanh một trụ hoặc điểm cố định. Loại này thường được sử dụng tại trạm làm việc, dây chuyền sản xuất hoặc khu vực có phạm vi nâng hạ nhỏ.
Cầu trục chuyên dụng
Cầu trục chuyên dụng được thiết kế theo điều kiện làm việc cụ thể như cầu trục luyện kim, cầu trục chống cháy nổ, cầu trục gầu ngoạm, cầu trục nam châm điện hoặc cầu trục dùng trong môi trường ăn mòn.
Chức năng của cầu trục
Chức năng chính của cầu trục là nâng, hạ và vận chuyển vật có khối lượng lớn trong phạm vi nhà xưởng hoặc khu vực sản xuất.
Thiết bị giúp:
- Giảm sức lao động thủ công.
- Rút ngắn thời gian bốc xếp.
- Tăng hiệu suất sản xuất.
- Vận chuyển vật nặng đến đúng vị trí.
- Hạn chế hư hỏng hàng hóa.
- Nâng cao mức độ cơ giới hóa trong nhà máy.
Cầu trục đặc biệt hữu ích khi vận chuyển máy móc, khuôn mẫu, thép cuộn, kết cấu thép, nguyên vật liệu và các sản phẩm có khối lượng lớn.
Các thiết bị an toàn trong cấu tạo cầu trục
Một hệ thống cầu trục hoàn chỉnh cần có các thiết bị bảo vệ như:
- Phanh cơ cấu nâng.
- Công tắc giới hạn nâng và hạ.
- Thiết bị giới hạn tải trọng.
- Công tắc giới hạn di chuyển cầu.
- Công tắc giới hạn xe con.
- Còi và đèn cảnh báo.
- Nút dừng khẩn cấp.
- Cữ chặn và giảm chấn cuối ray.
- Chốt an toàn móc cẩu.
- Thiết bị bảo vệ quá dòng, quá tải và mất pha.
Các thiết bị an toàn cần được kiểm tra trước khi vận hành và trong quá trình bảo trì định kỳ.
Lưu ý khi vận hành và sử dụng cầu trục
Người vận hành phải được huấn luyện về kỹ thuật vận hành và an toàn thiết bị nâng. Trước mỗi ca làm việc cần kiểm tra móc cẩu, cáp thép, phanh, tay điều khiển, còi cảnh báo và giới hạn hành trình.
Không được nâng vật vượt quá tải trọng định mức, kéo xiên vật, nâng người bằng móc cẩu hoặc để người đứng bên dưới tải đang treo.
Khi phát hiện tiếng động bất thường, rung lắc, phanh không giữ tải hoặc cáp bị hư hỏng, cần dừng thiết bị và báo cho bộ phận kỹ thuật kiểm tra.
Cầu trục thuộc nhóm thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn lao động. Vì vậy, thiết bị cần được kiểm định, bảo trì và quản lý hồ sơ kỹ thuật đầy đủ trước và trong quá trình sử dụng.
Kết luận
Cấu tạo cầu trục là sự kết hợp giữa kết cấu thép, cơ cấu nâng, hệ thống di chuyển, thiết bị điện và các bộ phận bảo vệ an toàn. Trong đó, dầm chính, dầm biên, pa lăng, xe con, bánh xe, đường ray và tủ điện giữ vai trò quan trọng đối với khả năng vận hành của thiết bị.
Việc hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động giúp doanh nghiệp lựa chọn đúng loại cầu trục, tổ chức vận hành an toàn, phát hiện sớm hư hỏng và xây dựng kế hoạch bảo trì phù hợp. Qua đó, thiết bị có thể hoạt động ổn định, nâng cao năng suất và hạn chế nguy cơ tai nạn trong quá trình sản xuất.
