Nghiên cứu cấu trúc thang máy

Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định đối với các toà nhà cao trên 6 tầng trở lên phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện,tiết kiệm thời gian và tăng năng

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC THANG MÁY

1.1 Giới thiệu thang máy:

Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở người và hàng hoá theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150 so với phương thẳng

đứng theo một tuyến đã định sẵn Thang máy và máy nâng được sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất của nền kinh tế quốc dân như trong ngành khai

thác hầm mỏ,trong ngành xây dựng, luyện kim,công nghiệp nhẹ ở những nơi

đó thang máy và máy nâng được sử dụng để vận chuyển hàng hoá, sản

phẩm,đưa công nhân tới nơi làm việc có độ cao khác nhau Nó đã thay thế cho sức lực của con người và mang lại năng suất cao

Trong sinh hoạt dân dụng, thang máy được lắp đặt và sử dụng rộng rãi trong các toà nhà cao tầng, trong các khách sạn, siêu thị, công sở và trong các bệnh viện Hệ thống thang máy đã giúp con người tiết kiệm được nhiều thời

gian và sức lực Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định đối với các toà nhà

cao trên 6 tầng trở lên phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện,tiết kiệm thời gian và tăng năng suất lao động Giá thành của

thang máy trang bị cho công trình so với tổng giá thành công trình chiếm

khoảng 6% đến 7% là hợp lý

Phụ tải của thang máy thay đổi trong một phạm vi rất rộng, nó phụ thuộc vào lượng hành khác đi lại trong một ngày đêm và hướng vận chuyển

hành khách Như thang máy lắp đặt trong nhà hành chính, buổi sáng đầu giờ làm việc hành khách đi nhiều theo chiều lên Còn buổi chiều, cuối giờ làm

việc, hành khách sẽ đi theo chiều xuống nhiều Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, nó liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người, vì vậy yêu cầu chung đối với hệ thống thang máy khi

thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chữa là phải tuân thủ một

cách nghiêm ngặt các yêu cầu kỹ thuật an toàn được quy định trong các tiêu

chuẩn, quy trình, quy phạm

Thang máy chỉ có cabin đẹp, sang trọng,thông thoáng, êm dịu thì chưa

đủ điều kiện để đưa vào sử dụng mà còn phải đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy như: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện, điện thoại nội

bộ(interphone), chuông báo, bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin(đối trọng), công

tắc an toàn của cửa cabin, khoá an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất nguồn

điện

Đối với nhà sử dụng nhiều thang, bên cạnh việc chọn tính năng kỹ thuật còn phải bố trí chúng thành nhóm sao cho hợp lý để tận dụng năng suất tối ưu của thang cũng như tạo thuận lợi cho khách

Đối với các toà nhà cao tầng có lượng hành khách cần vận chuyển lớn người ta thường chi thang máy ra làm các nhóm riêng phục vụ các thành phần khác nhau theo chiều cao của toà nhà Các thang máy ở các nhóm khác nhau

có thể có tính năng kỹ thuật khác nhau, thường các thang phục vụ cho các tầng cao có tải và tốc độ định mức lớn hơn các thang phục vụ phần thấp hơn

1.2 Phân loại thang máy:

Tuỳ thuộc vào tính chất, chức năng của thang máy Thang máy có thể phân loại thành rất nhiều loại tuỳ thuộc vào các tính chất Ví dụ như phân loại theo hệ dẫn động cabin, theo vị trí đặt bộ kéo tời, theo hệ thống vận hành,theo công dụng, dưới đây là một số phân loại:

1.2.1 Phân loại theo chức năng:

 Thang máy chở người: Gia tốc cho phép được quy định theo cảm giác của hành khách (Gia tốc tối ưu là a< 2m/s2)

 Thang máy dùng trong các toà nhà cao tầng : loại này có tốc độ trung bình hoặc lớn, đòi hỏi vận hành êm, an toàn và có tính mỹ thuật

 Thang máy dùng trong bệnh viện: Phải đảm bảo rất an toàn,sự tối ưu về độ

êm khi dịch chuyển, thời gian dịch chuyển, tính ưu tiên đúng theo các yêu cầu của bệnh viện…

 Thang máy dùng trong các hầm mỏ, xí nghiệp: Đáp ứng được các điều

được các điều kiện làm việc nặng nề trong công nghiệp như tác động của

môi trường làm việc: độ ẩm, nhiệt độ, thời gian làm việc, sự ăn mòn

 Thang máy chở hàng: Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, trong kinh doanh…Nó đòi hỏi cao về việc dừng chính xác buồng thang máy đảm bảo cho việc vận chuyển hàng hoá lên xuống thang máy được dễ dàng thuận

tiện…

1.2.2 Phân loại theo tốc độ dịch chuyển:

 Thang máy tốc độ rất cao(Siêu tốc) : v = 5m/s Thường dùng trong các toà tháp cao tầng

 Thang máy tốc độ thấp : v < 1 m/s

 Thang máy tốc độ cao:v =2,5  4 m/s Thường dùng cho các nhà có số

tầng mt >16 tầng

 Thang máy tốc độ trung bình: v= 1  2,5 m/s Thường dùng cho các

nhà có số tầng từ 6 12 tầng

1.2.3 Phân loại theo tải trọng:

 Thang máy loại nhỏ :Q < 500 Kg Hay dùng trong thư viện, trong các nhà hàng ăn uống để vận chuyển sách hoặc thực phẩm

 Thang máy loại trung bình : Q = 500  1000 Kg

 Thang máy loại lớn : Q = 1000  1600 kg

 Thang máy loại rất lớn Q > 1600 Kg

1.2.4 Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời:

 Đối với thang máy điện:

+ Thang máy có bộ kéo tời đặt phía trên giếng thang

+ Thang máy có bộ tời kéo đặt dưới giếng thang

 Đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răng thì

bộ tời dẫn động đặt ngay trên nóc cabin

 Đối với thang máy thuỷ lực: Buồng đặt tại tâng trệt

1.2.5 Theo hệ thống vận hành:

 Theo mức dò tự động:

+ Loại nửa tự động

+ Loại tự động

 Theo tổ hợp điều khiển:

+ Điều khiển đơn

+ Điều khiển kép

+ ĐiỊu khiĨn theo nhãm

 Theo vÞ trÝ ®iỊu khiĨn:

+ ĐiỊu khiĨn trong cabin

+ ĐiỊu khiĨn ngoµi cabin

+ ĐiỊu khiĨn c¶ trong vµ ngoµi cabin

1.3 Ph©n lo¹i thang m¸y:

1.3.1 Cấu tạo chung:

1.3.1.1 Bộ phận treo cabin và đối trọng:

Phổ biến nhất là cáp thép, thỉnh thoảng có loại dùng xích Trong thang máy số lượng cáp tối thiểu dùng trong thang máy và đối trọng tuỳ

thuộc vào tiêu chuẩn của từng quốc gia

 Theo BS 5655: số lượng cáp tối thiểu của thang 3

 Trong khi đó tại Mỹ số lượng cáp tối thiểu của thang 3

 Tại Việt Nam số lượng cáp tối thiểu của thang 3

1.3.1.2 Bộ phận kéo thang máy:

 • Động cơ điện

 • Bộ truyền cơ khí nhằm giảm tốc

 • Phanh kéo máy.Ròng rọc, răng hay bánh xích

 • Gối trục, trục, lót trục và võng trục

 • Khung gầm của máy kéo

1.3.1.3 Cabin thang máy:

Dùng để chở người hay hàng hoá Bao gồm khung sắt tạo nên khung xương cho cabin, sàn cabin, ngoài ra còn có:

 •Bộ phận cân bằng lực treo đặt trên nóc cabin

 •Bộ guốc dẫn hướng

 Bộ cửa cabin và bộ phận dẫn động cửa cabin

 •Bộ đệm gắn ở dầm dưới của khung cabin

1.3.1.4 Đối trọng:

Để cân bằng toàn bộ khối lượng cabin và phần tử tải

1.3.1.5 Giếng thang:

Là khoảng không gian cho cabin và đối trọng di chuyển trong quá trình hoạt động, và nó được giới hạn bởi: Các vách xung quanh, đấy hố và trần giếng thang (bao lấy cabin và đối trọng) Bên trong hố giếng còn có ray

dẫn hướng cho cabin và đối trọng, đáy giếng còn có lò xo hay đệm dầu để giảm chấn cho cabin và đối trọng trong trường hợp có sự cố: Quá hành

trình, rơi thang do đứt cáp, hỏng ray…

1.3.1.6 Bộ phanh an toàn:

Là bộ phận cơ khí để dừng và giữ cabin hay đối trọng trên ray khi có sự cố quá tốc xảy ra vì bất kì lí do tăác động bộ phanh này thường được bố trí trên phòng máy

1.3.1.7 Bộ đệm:

Bộ đệm được lắp đặt dưới đáy hố thang để dừng nhằm đỡ cabin và đối trọng trong trường hợp cabin hoặc đối trọng chuyển động xuống vượt quá vị trí đặt công tắc hạn chế hành trình dưới cùng Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn để khi cabin hoặc đối trọng tỳ lên nó để có đủ khoảng trống cần thiết phía dưới phù hợp với TCVN6395-1998 và TCVN6396-1998 cho người có trách nhiệm thực hiện việc kiểm tra, điều chỉnh sưả chữa

1.3.2 Giếng thang:

1.3.2.1 Cấu tạo của giếng thang:

Giếng thang là khoảng không gian được giới hạn bởi đáy hố giếng,

vách bao quanh và trần giếng thang mà trong đó cabin của thang, đối trọng (nếu có) chuyển động theo phương thẳng đứng, đồng thời cũng là không

gian để lắp đặt các thiết bị phục vụ riêng cho các hoạt động của thang như

giảm chấn, ray dẫn hướng, hệ thống dây dẫn,… Giếng thang bao gồm phần hố giếng, phần giếng chính và và đỉnh giếng Hố giếng hay còn gọi là hố

thang là phần giếng thang nằm phía dưới mặt sàn tầng dừng thấp nhất

Phần giếng chính là khoảng không gian giới hạn bởi sàn dừng thấp nhất và sàn dừng cao nhất Đỉnh giếng là phần giếng thang trên cùng tính từ mặt

1.3.2.2 Các yêu cầu về giếng thang:

1 Nếu giếng thang được yêu cầu phải phòng tránh sự cháy lan sang

toà nhà thì nó phải được bao bọc bởi bốn vách, đáy và trần bằng bê tông

2 Đảm bảo độ chính xác về kích thước hình học

3 Không dùng vật liệu dễ cháy

4 Lối vào duy nhất để vào được trong hố giếng là các cửa tầng, ngoài

ra để thông và thoát khói trong trường hợp hỏa hoạn thì phía trên của hố

giếng còn có các hông hay lưới che chắn

5 Trong trường hợp toà nhà có cấu trúc bị che chắn nhiều khiến cho

việc giải nhiệt và thông gió tự nhiên không thỏa yêu cầu thì cho phép dùng quạt để thông gió và giải nhiệt cưỡng bức

6 Các thiết bị phục vụ cho thang máy mới được lắp đặt trong hố giếng không cho phép sử dụng hố giếng vào mục đích khác

7 Trong hố giếng phải có hệ thống đèn chiếu sáng phục cho công tác sửa chửa, bảo trì cho thang máy Với thế hệ thang hiện đại, trong hố giếng còn có các cảm biến nhiệt, các thiết bị báo hỏa hoạn, ẩm ướt…

1.3.2.3 Kích thước hình học cơ bản của giếng thang:

Các kích thước cơ bản của giếng thang bao gồm:

 •Chiều cao đỉnh giếng Sh

 Chiều sau giếng thang Wd

 •Chiều rộng giếng thang Ww

 •Chiều cao cửa tầng Eh

 •Chiều rộng cửa tầng Ew

 •Chiều cao thiết kế cửa tầng Oh

 • Chiều rộng thiết kế cửa tầng Ow

 • Chiều cao sàn tầng Tv

 • Chiều sâu hố thang Ph

Các kích thước hình học chủ yếu của buồng máy bao gồm:

 • Diện tích buồng máy Ra

 • Chiều rộng buồng máy Rw

 • Chiều sau buồng máy Rd

 • Chiều cao buồng máy R

Ngoại trừ kích thước chiều cao sàn tầng Tv phụ thuộc toà nhà, các kích thước còn lại phụ thuộc vào đặc tính kỹ thuật của thang Các kích thước này

ở các nước phát triển được qui định trong các tiêu chuẩn kỹ thuật

Kích thước phụ thuộc cho việc lắp đặt thang máy có chế độ làm việc nhẹ Phạm vi ứng dụng: Khách sạn, nhà cơ quan nhỏ, nhà riêng,…

Cửa vào: C O, S

Tốc độ:

• Một tốc độ: V = 0.5 (m/s)

• Hai tốcđộ: V = 0.6 và 1.0 (m/s)

• Nhiều tốc độ: V = 1.0 và 1.6 (m/s)

1.3.2.4 Cấu trúc giếng thang:

Vách giếng có thể làm bằng bê tông cốt thép, gạch hay thép Tuy

nhiên bằng bê tông cốt thép là phổ biến nhất Các vách hố giếng, trần và

đỉnh hố giếng phải đủ bền để cố định ray lên nó và giữ ray cố định trong

mọi trường hợp: Chất tải, tháo tải ra khỏi cabin, tải trên sàn cabin bất đối

xứng, khi bộ phanh an toàn quá tốc hoạt động…ngoài ra chúng không được

sinh bụi bẩn trong suốt quá trình làm việc Trên thành giếng có gắng ray

dẫn hướng cho cabin và đối trọng qua trung gian miếng chận Với các loại giếng thang mà vách bằng bê tông hay gạch thì miếng chận ray phải có kết cấu sao cho ray có thể dịch chuyển theo phươngthẳng đứng một đoạn nhỏ

trong trường hợp này bị giãn dài do nhiệt độ và có sự dao động của tòa nhà

1.3.2.5 Không gian trên nóc cabin:

a) Đối với thang máy dùng ròng rọc kéo:

Khi đối trọng đã tì hoàn toàn lên bộ đệm, ba điều sau phải thỏa:

Đoạn dây dẫn hướng phía trên tính từ mép của guốc dẫn hướng lên trên

phải lớn hơn giá trị sau: 0,1 + 0,035 V2(m)

Chiều cao từ nóc cacbin đến trần hố giếng phải lớn hơn hay bằng:

1 + 0,035 V 2 (m)

Khoảng không gian trống tính từ tầng hố giếng dến phần thấp nhất của

trần hố giếng đến phần cao nhất của các guốc dẫn hướng, của các đầu cáp và của bất kỳ bộ phận nào của bộ cửa trượt đứng (nếu có) ít nhất phải đạt

0,1 - 0,035 V2 Ngoài ra, giữa phần thấp nhất của trần hố giếng đến phần

cao nhất của bất kỳ cụm thiết bị nào trên nóc cabin ít nhất phải đạt 0,3 – 0,035 V2

b) Thang máy dẫn động bằng tay kéo cáp:

Khi cabin dừng ở tầng cao nhất rồi thì cabin vẫn phải có đủ không gian để đi lên thêm một đoạn ít nhất là 0,5m Sau giai đoạn này thì bộ đệm mới chạm đến dầm trên của khung cabin Khi bộ đệm phía trên của cabin đã

nén đến tận cùng thì các điều kiện sau phải thỏa :

• Độ cao còn lại của khoảng không gian phía trên nóc cabin ít nhất

phải là 1m

• Độ cao giữa phần thấp nhất của trần hố giếng và phần cao nhất của các guốc dẫn hướng hay mép trên của các tấm cửa lùa thẳng đứng

(nếu có) ít nhất phải là 0,1m Ngoài ra khoảng cách giữa phần thấp

nhất của trần hố giếng và phần cao nhất của các thiết bị gắn trên

nóc cabin ít nhất phải đạt 0,3m

1.3.2.6 Đáy giếng thang (hố thang):

Hố thang là phần không gian bên dưới giếng thang khi cabin đã dừng

ở tầng thấp nhất Các bộ phận đệm của cabin và đối trọng, gối đỡ các ray

dẫn hướng, ròng rọc căn cáp governor và ròng rọc căng cáp cân bằng đều

được bố trí ở đáy giếng thang Saukhi đã bố trí các thiết bị trên rối thì hố

thang cần được chống ẩm và ngập nước

Khi chiều sâu của hố thang đạt đến 2,5m và khi tổng thể chung của

tòa nhà cho phép thì cần bố trí một cửa ra vào ở hố thang Nếu không bố trí được cửa ra vào ở đây thì cần có một ngõ phụ từ tầng trệt và cửa này phải

đủ lớn để nhân viên bảo trì có thể vào được đáy hố thang để làm công tác

bảo trì

1.3.2.7 Phòng máy và phòng ròng rọc:

Phòng máy là nơi bố trí máy kéo của thang máy hay các cụm thiết bị

khác Phòng ròng rọc là nơi bố trí các ròng rọc của bộ tời quấn cáp hai lần, các ròng rọc căng và ròng rọc dẫn hướng, bộ an toàn quá tốc độ Gevernor

và các thiết bị đi kèm Phòng máy thường được bố trí trên giếng thang trong toà mhà hoặc trên nóc nhà Các ròng rọc căng và ròng rọc dẫn hướng có

thể được bố trí trong giếng thang, trong trưởng hợp này công tác kiểm tra

kiểm định được tiến hành bằng các quan sát từ nóc cabin hay từ bên ngoài

giếng thang

Cấu trúc của phòng máy hay phòng ròng rọc là phải chịu được tải và

các lực phát sinh trong khi thang máy làm việc và cả khi thang bị sự cố

Tường bao, che, sàn và nóc của các phòng này phải làm bằng vật liệu

chống cháy, không sinh bụi, chống ồn Sân phòng phải được làm bằng hay phủ một lớp vật liệu chống trượt Khi có nhu cầu đặc biệt chống ồn và

nhiễu, ví dụ: Trong tòa nhà phát thanh, truyền hình,…thì phòng máy phải

được thiết kế sao cho cách ly được dao động và tiếng ồn giữa phòng máy

và tòa nhà khi đang hoạt động Việc vào phòng máy và phòng ròng rọc bất cứ lúc nào cũng phải thuận

tiện và an toàn, lối vào phòng máy và phòng ròng rọc dành cho người làm

công tác bảo trì nên thiết kế sao cho có thể dùng chung với hệ thống thang

đi bộ của tòa nhà

Lối vào còn phải đủ lớn để vận chuyển các cụm thiết bị vào hố giếng trong công tác lắp đặt, sửa chữa và thay thế chúng Vì lý do này mà trần hố giếng thường có móc sắt để có thể dùng palăng hay palăng tay vận chuyển các thiết bị ấy vào hố giếng Phòng máy phải được thông gió và giải nhiệt tự nhiên hoặc cưỡng bức nhằm bảo đảm sự vận hành bình thường của thang máy Hệ thống máy quạt phải được thiết kế sao cho dòng không khí trước

khi được máy quạt hút vào phải được lọc khối, bụi bẩn và hơi nước nhằm

bảo vệ các cụm thiết bị Các công tắc chính của máy kéo phải được trang

bị trong phòng máy, công tắc này cho phép ta tác động đến máy kéo của

thang máy ngay cả khi thang đang hoạt động bình thường Nếu có nhiều

thang cùng hoạt động và máy kéo của chúng ở cùng một phòng máy thì các cụm công tắc của từng máy phải riêng biệt để dễå nhận ra và dễ tác động

Một công tắc cuối hành trình trên phải được trang bị trong phòng ròng rọc nhằm tránh việc cabin đi lố hành trình trên công tác lắp đặt, vận hành và

bảo dưỡng thang

1.3.3 Các thiết bị cố định bên trong:

1.3.3.1 Ray dẫn hướng:

 Ray dẫn hướng được đặt dọc theo giếng thang có chức năng sau:

• Dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động theo giếng thang