Tiểu luận Cơ khí: Tìm hiểu thang máy tải khách

Tiểu luận trình bày đến các bạn với các nội dung tổng quan về thang máy; bộ truyền động thang máy; mạch điều khiển thang máy; yêu cầu kỹ thuật. Mời các bạn cùng tham khảo tiểu luận để nắm chi tiết hơn nội dung nghiên cứu.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA



Thuyết minh:

TÌM HIỂU THANG MÁY TẢI KHÁCH

Giáo viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Văn Thạnh

Sinh viên thực hiện: PHẠM GIA HUY MSSV:1611319

Ngày 7 tháng 7 năm 2020

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY

Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở người và hàng hóa theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng 1 góc nhỏ hơn 15 độ so với phương thẳng đứng theo một chiều tuyến tính đã định sẵn

Thang máy và máy nâng được sử dụng rộng rãi trong nhiều hoàn cảnh làm việc khác nhau: Trong các tòa nhà cao tầng (công ty, bệnh viện, khách sạn, trung cư, đài quan sát); các công trường xây dựng, hầm mỏ, kho xưởng hàng hóa, siêu thị…

Sự ra đời của thang máy đã thay thế cho sức lực con người, giúp tiết kiệm thời gian và mang lại năng suất đáng kể trong công việc

Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định đối với các tòa nhà trên 6 tầng trở lên phải được trang bị thang máy để đảo bảo cho việc di chuyển được thuận lợi, tiết kiệm thời gian, công sức, tăng năng suất lao động Giá trị của thang máy trang bị cho công trình so với tổng giá thành công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý Đối với những công trihf đặc biệt như bệnh viện, nhà máy, khách sạn… tuy sô tầng có thể nhỏ hơn 6 nhưng vẫn phải được trang bị thang máy

Hiện nay, thang máy gia đình cũng là một sản phẩm giành được nhiều sự quan tâm đặc biệt đối với những người gặp khó khăn khi di chuyển, hay những gia đình có

cơ sở làm việc tại nhà, ở trên các tầng cao…

Thang máy, đặc biệt là thang máy chở người là 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 thang máy khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dung, sửa chữa phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an toàn được quy định trong các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm

Thế hệ Thang máy đầu tiên của thế giới

Thang máy đầu tiên được chế tạo dưới triều đại vua Louis XV, ở Versailles năm

1743 và chỉ để cho vua dùng Thang máy này được xây ở ngoài, trong sân nhà? để cho

vị quốc vương này có thể từ phòng ông ở tầng lầu 1 và lầu 2 để gặp người yêu là bà

DE Châteauroux Kỹ thuật này dựa trên sự đối trọng (contre-poids) nên việc sử dụng ít tốn sức lực

Thang máy hiện đại ngày nay

Cuối thế kỷ 19 trên thế giới mới chỉ có một vài hãng thang máy ra đời

như OTIS, SCHINDLER Chiếc thang máy đã được chế tạo và đưa vào sử dụng của hãng thang máy OTIS năm 1853 Đến năm 1874 hãng thang máy SCHINDLER cũng

đã chế tạo thành công những thang máy khác Lúc đầu bộ tời kéo chỉ có một tốc độ, cabin có kết cấu đơn giản, cửa tầng đóng bằng tay, tốc độ di chuyển của cabin thấp đầu thế kỷ 20 có nhiều hãng thang máy khác ra đời

như: KONE, MITSUBISHI, NIPPON ELEVATOR; THYSSEN, SABIEM đã chế tạo các loại thang máy có tốc độ cao, tiện nghi trong cabin tốt hơn và êm hơn

Sang thế kỉ 20 có nhiều hãng thang máy khác ra đời như Kone của Phần Lan; Nippon, Mitsubishi, Hitachi của Nhật

Bản; ThyssenKrupp của Đức, Sabiem của Italia; LG, Hyundai của Hàn Quốc… Các thang máy này đã được thiết kế, thử nghiệm nên hoạt động êm và dừng tầng chính xác hơn Cho tới những năm 1975 thang máy trên thế giới đã đạt tới tốc độ 400m/ phút, những thang máy lớn với tải trọng lên tới 25 tấn đã được chế tạo thành công.Thời gian này xuất hiện nhiều hãng thang máy nữa ra đời.Các sản phẩm phục vụ ngành thang máy cũng bắt đầu cải tiến, thang cuốn, băng chuyền lần lượt xuất hiện

Vào đầu những năm 1970 thang máy đã chế tạo đạt tới tốc độ 450 m/ph những thang máy chở hàng đã có tải trọng nâng tới 30 tấn đồng thời cũng trong khoảng thời gian này đã có những thang máy thuỷ lực ra đời Sau một khoảng thời gian rất ngắn với tiến bộ của các ngành khoa học khác tốc độ của thang máy đã đạt tới 600 m/ph Vào những năm 1980 đã xuất hiện hệ thống điều khiển động cơ bằng phương pháp biến đổi điện áp và tần số VVVF Thành tựu này cho phép thang máy hoạt động

êm dịu hơn, tiết kiệm được khoảng 40% công suất động cơ đồng thời cũng vào những năm này đã xuất hiện loại thang máy dùng động cơ điện cảm ứng tuyến tính đầu những năm 1990 trên thế giới đã chế tạo được những thang máy có tính năng kỹ thuật đặc biệt khác

(trích nguồn: Wikipedia.org _ thư viện bách khoa toàn thư mở)

1.3 PHÂN LOẠI THANG MÁY:

1.3.1 Phân loại theo chức năng:

- Hiện nay tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng, thang máy được phân làm 6 loại (TCVN 7628-1:2007)

- Loại 1 (class 1): thang máy được thiết kế để chở người

Thường thấy ở trong các khách sạn, công sở, nhà nghỉ, khu trung cư, trường học,…

- Loại 2 (class 2): thang máy được thiết kế để chở người có tính đến vận chuyển hàng hóa

Loại này thường dùng ở các siêu thị, mall, khu triễn lãm, bảo tàng…

- Loại 3 (class 3): thang máy được thiết kế cho mục đích chăm sóc sức khỏe, bao gồm: thang máy bệnh viện và thang máy trong khu điều dưỡng

Loại này chuyên dùng trong các bệnh viện, các khu điều dưỡng… Đặc điểm của

nó là kích thước thông thủy cabin phải đủ lớn để chứa cáng hoặc giường bệnh nhân cùng với bác sĩ, nhân viên, và các dụng cụ cấp cứu đi kèm HIện nay trên thế giới đã sản xuất theo cùng tiêu chuẩn kích thước và tải trọng cho loại thang máy này

- Loại 4 (class 4): thang máy được thiết kế chủ yếu cho vận chuyển hàng hóa có tính đến người đi kèm

Loại này thường dùng trong các nhà máy, công xưởng, kho… cũng có thể thấy trong một số khách sạn, hoặc khu mua sắm nhưng chủ yếu dùng để vận chuyển hàng hóa và nhân viên

- Loại 5 (class 5): thang máy phục vụ (Mỹ: thang máy chở thức ăn)

Chuyên dùng để chở vật liệu, thức ăn trong nhà hàng, khách sạn, nhà ăn tập thẻ… Đặc điểm của loại này là chỉ có điều khiển ở ngoài cabin và không dùng để vận chuyển con người

- Loại 6 (class 6): thang máy được thiết kế đặc biệt cho các lòa nhà có mật độ giao thông cao, có tốc độ từ 2,5 m/s trở lên

Một số loại như: thang máy trên xe cứu hỏa, thang máy ở các xưởng sửa chữa sản xuất ô tô…

1.3.2 Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin

a Thang máy dẫn động điện

Dẫn động cabin lên xuống bằng việc sử dụng động cơ điện truyền động tới puly

ma sát hoặc tang cuốn cáp

Nhờ cabin được treo bằng tang cuốn cáp mà hành trình lên xuống không bị hạn chế, và việc sử dụng động cơ dẫn động điện giúp cho thang máy có thể di chuyển được với tốc độ cao Nhờ đó, loại này thường được sử dụng ở các công trình cao tầng như: trường học, công ty, khách sạn, nhà hàng…

Tùy theo mục đích thiêt kế, mang máy dẫn động điện được chia làm hai loại nhỏ:

- Thang máy có bộ tời đặt phía dưới giếng thang

 Thang máy có bộ tời đặt phía trên giếng thang

Hình 1.1

Hình 1.2

Ngoài ra còn có loại thang truyền động cabin lên xuống nhờ bánh răng (chuyên dùng để chờ người phục vụ xây dựng các công trình cao tầng), loại này có bộ dẫn động đặt ngay trên nóc cabin

b Thang máy thủy lực

Đặc điểm của thang máy này là cabin thường được đẩy từ dưới lên nhờ hệ thống xylanh-piston thủy lực, vì thế hành trình của nó bị hạn chế, tốc độ của nó cũng chậm hơn so với thang máy dẫn động bằng motor điện Hiện nay hành trình tối đa của thang máy thủy lực chỉ khoảng 18m, nên không thể trang bị cho các công trình cao tầng, mặc

dù kết cấu đơn giản, tiết diện giếng thang nhỏ hơn khi có cùng tải trọng so với dẫn động cáp, giảm được chiều cao của công trình chỉ buồng mảy chỉ được lắp đặt ở tầng dưới cùng, chuyển động êm, an toàn, tải trọng nâng lớn

Loại thang máy này thường dùng để nâng chuyển hàng hóa, thường thấy ở các kho xưởng, garage ô tô…

1.3.3 Theo hệ thống vận hành

a Theo mức độ tự động:

Hình 1.3

- Loại tự động

- Loại bán tự động

b Theo tổ hợp điều khiển:

- Điều khiển đơn

- Điều khiển kép

- Điều khiển theo nhóm

c Theo vị trí điều khiển:

- Điều khiển trong cabin

- Điều khiển ngoài cabin

- Điều khiển cả trong và ngoài cabin

1.3.4 Theo các thông số cơ bản:

a Theo tốc độ di chuyển của cabin:

Tốc độ định mức của thang máy tính theo m/s:

0,4 - 0,63 - 1,0 - 1,6 - 2,0 - 2,5 - 3,0 - 3,5 - 4.0 - 5,0 - 6,0

Dải tốc độ từ 0,4 – 1 m/s áp dụng cho thang máy thủy lực

Dải tốc độ từ 0,63 – 6 m/s áp dụng cho thang máy điện

- Loại tốc độ thấp: v < 1 m/s

Sử dụng tốc độ này trong những công trình thấp tầng (nhỏ hơn 6 tầng), phạm vi

di chuyển nhỏ Thang máy có tốc độ này di chuyển chậm nhưng êm ái, có lực nâng lớn, thường dùng để nâng chuyển hàng hóa, xe hơi…

- Loại tốc độ trung bình: v =1 – 2,5 m/s

Loại tốc dộ này thường dùng trong các thang máy gia đình, trung cư, trường học, bệnh viện trong các công trình có số tầng trung bình hoặc tương đối cao (khoảng từ 6 – 15 tầng)

- Loại tốc độ cao: v = 2,5 – 4 m/s

Đây là tốc độ của các thang máy trong các khách sạn, trung cư, một số bệnh viện… trong các công trình có số tầng cao (khoảng từ 15 – 24 tầng)

- Loại tốc độ rất cao: v > 4 m/s

Cấp tốc độ chủ yếu được sử dụng trong các công trình rất cao, chọc

1.3.5 Theo kế cấu các cụm cơ bản

a Theo kết cấu của bộ tời kéo:

- Bộ tời kéo có hộp giảm tốc

- Bộ tời kéo không có hộp giảm tốc: thường dùng cho các thang máy có tốc độ cao

- Bộ tời kéo sử dụng động cơ một tốc độ, hai tốc độ, động cơ điều chỉnh vô cấp, động cơ cảm ứng tuyến tính

- Bộ tời kéo có puly ma sát hoặc tang cuốn cáp để dẫn động cho cabin lên xuống Loại có puly ma sát (hình 1.1 a và b): Khi puly quay kéo theo cáp chuyển động là nhờ ma sát sinh ra giữ rãnh ma sát của puly và cáp Loại này phải có đối trọng

Loại có tang cuốn cáp (1.2 c): khi thang cuốn cáp kéo hoặc nhả cáp kéo theo cabin lên hoặc xuống Loại này có thể có hoặc không có đối trọng

b Theo hệ thống cân bằng:

- Có đối trọng

- Không có đối trọng

- Có cáp hoặc xích cân bằng dùng cho những thang máy có hành trình lớn

- Không có cáp hoặc xích cân bằng

c Theo cách treo cabin và đối trọng:

- Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin (1.2 a)

- Có palang cáp (thông qua các puly trung gian) vào dầm trên của cabin (1.3 b)

d Theo hệ thống cửa cabin:

- Phương pháp đóng mở cửa cabin:

Đóng mở bằng tay: khi cabin dừng đúng tầng thì phải có người trong hoặc ngoài cửa tầng mở/đóng cửa cabin và cửa tầng

Đóng mở cửa bán tự đông: khi cabin dừng đúng tầng thì cửa cabin và cửa tầng

tự mở, khi đóng phải dùng tay hoặc ngược lại Cả hai loại này thường dùng cho thang máy chở hàng có người đi kèm, thang máy chở hàng không có người đi kèm hoặc thang máy dùng cho nhà riêng

- Theo kế cấu cửa:

Cánh cửa dạng xếp lùa về một phía (SO) hoặc hai phía (CO)

 Cánh cửa dạng tấm (panen) đóng, mở bản lề một cánh hoặc hai cánh Hai loại cửa này thường dùng cho thang máy chở hàng có người đi kèm hoặc không có người

đi, hoặc thang máy dùng cho nhà riêng

 Cánh cửa dạng tấm, hai cánh mở chính giữa lùa về hai phía Đối với thang máy

có tải trọng lớn, cabin rộng, cửa cabin có bốn cánh mở chính giữa lùa về hai phía (mỗi bên 2 cánh) (4CO) Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt sau cabin

 Cánh cửa dạng tấm, hai hoặc ba cánh cửa mở một bên, lùa về một phái Loại này thuongf dùng cho thang máy có đối trọng đặt bên cạnh cabin (thang máy chở bệnh nhân)

 Cánh cửa dạng tấm, hai cánh mở chính giữa lùa về hai phái trên và dưới (thang máy chở thức ăn…)

 Cánh cửa dạng tấm, hai hoặc ba cánh cửa mở dùa về một phái trên Loại này thường dùng cho thang máy chở oto và thang máy chở hàng…

- Theo số cửa cabin:

 Thang máy có một cửa

 Thang máy có hai cửa đối xứng nhau

 Thang máy có hai cửa vuông góc với nhau

e Theo loại bộ hãm bảo hiểm an toàn cabin:

- Hãm tức thời, loại này thường dùng cho thang amsy có tốc độ thấm đến 0,75 m/s

- Hãm êm, loại này thường dùng cho thang máy có tốc độ lớn hơn 0,75 m/s

1.3.6 Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang

a Đối trọng bố trí phía sau (hình 1.4 a)

b Đối trọng bố trí một bên (hình 1.4 b)

Trong một số trường hợp đối trọng có thể bố trí ở một vị trí khác mà không cần chung giếng thang

1.3.7 Theo quỹ đạo di chuyển của cabin

a Thang máy thẳng đứng: là loại thang máy có cabin di chuyển theo

phương thằng đướng (đây là loại phổ biến nhất)

b Thang máy nghiêng: là loại thang máy có cabin di chuển nghiêng một góc so với phương thẳng đứng

c Thang máy zigzag: là loại thang máy có cabin di chuyển theo đường

zigzag

Hình 1.4

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO – NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA THANG MÁY TẢI KHÁCH

- Mặc dù thang máy có kết cấu đa dạng nhưng trang thiết bị chính của thang máy hoặc máy nâng gồm có: buồng thang,puly và cáp treo buồng thang, đối trọng, động cơ truyền động, phanh hãm điện từ, hệ thống phanh an toàn

và các thiết bị điều khiển

- Tất cả các thiết bị của thang máy được bố trí trong:

 Giếng thang máy: Là không gian hoạt động của

thang máy, giếng thang được thiết kế theo chiều cao của

tòa nhà, xuyên suốt từ trên xuống dưới

Phòng máy: Là không gian được được thiết kế trên

đỉnh giếng thang để đặt thiết bị điều khiển,máy kéo (Đối

với động cơ có phòng máy)

 Hố PIT (hố buồng thang): Là không gian ở phía

cuối giếng thang để lắp đặt bộ phận giảm chấn, hệ thống

công tắc hành trình, thiết bị khác

- Bố trí các thiết bị của một thang máy được biểu

diễn trên hình 2.1

Các thiết bị thang máy gồm: 1 Motor kéo; 2 Puly;

3 Cáp treo; 4 Bộ phận hạn chế tốc độ; 5 Buồng thang; 6

Thanh dẫn hướng; 7 Hệ thống đối trọng; 8 Trụ cố định;

9 Puli dẫn hướng; 10 Cáp liên động; 11 Cáp cấp điện;

12 Động cơ đóng, mở cửa buồng thang

- Thường lắp ở phòng máy trên nóc giếng thang (đôi khi cũng lắp ở hố thang) Là khâu dẫn động hộp giảm tốc (nếu có) theo một vận tốc quy định, làm quay puli kéo cabin lên xuống Motor kéo1 được liên kết với cabin 5 và đối trọng 7 bằng các sợi cáp nâng thông qua hệ thống puli ma sát 2 của motor, các puli trên hệ thống treo của cabin

và đối trọng

- Motor là một phần tử quan trọng ảnh hưởng rất nhiều tới chất lượng hoạt động của thang máy, nó được điều chỉnh phù hợp với yêu cầu nhờ một hệ thống điều khiển điện tử ở tủ điều khiển (Control Panel)

- 2 loại motor chính hiện nay là:

Motor điện có hộp giảm tốc (h.2.2a): thường dùng cho các thang máy có tốc độ thấp

Motor điện không có hộp giảm tốc (h.2.2b) ) (thường được sử dụng trong các thang máy tốc độ cao)

- 2 phương án lựa chọn bộ phận kéo cáp cho thang máy là:

Sử dụng puli ma sát: phương án này không bị giới hạn bởi chiều cao nâng Có thể treo cabin và đối trọng bằng nhiều sợi cáp riêng biệt nên độ an toàn được đảm bảo

Sử dụng tang cuốn cáp: đây là phương án cũ nhưng vẫn được còn được ưa chuộng và sử dụng chủ yếu trong thang máy gia đình vì tính nhỏ gọn của hệ thống thang máy (không cần lắp đặt đối trọng thang máy)

a) Cơ cấu nâng có hộp tốc độ; b) Cơ cấu nâng không có hộp tốc độ

1 Động cơ truyền động; 2 Phanh hãm điện từ; 3 Hộp tốc độ; 4 Bộ phận kéo cáp

Hình: 2.2 máy kéo thang máy

2.2.2 Hệ thống puly:

Hệ thống puly gồm có puly dẫn động (drive sheave) và puly dẫn hướng

(deflection puly) giúp hỗ trợ về lực kéo cho motor kéo, và điều chỉnh tốc độ thang máy theo ỷ lệ mong muốn so với tốc độ máy kéo (thường là 1:1, 2:1, 4:1)

Puly máy kéo bằng gang hoặc nhựa với đường kính, số rãnh cáp, loại rãnh cáp xác đinh Để giảm sự mài mòn của vành thì độ cứng bề mặt làm việc nhỏ nhất 187HB Puly được gắn lên máy kéo dùng cho việc truyền động thang máy

Puly phụ là hệ thống puly được gắn tại bệ đặt máy kéo, khung cabin, và khung đối trọng tạo thành một hệ thống truyền động cáp gồm máy kéo, cabin, và đối trọng

Hệ thống Puly phụ giúp thay đổi tỷ số truyền và giảm bớt lực kéo cho motor

Khác với tang cuốn cáp, puly ma sát có các rãnh cáp riêng biệt, không theo hình xoắn ốc Mỗi sợi cáp riêng biệt được vắt qua một rãnh cáp trên puly Số rãnh cáp trên puly ma sát phải ít nhất 3 đối với thang máy có chở người

Ví dụ về hệ thống puly của hãng mitsubithi (refered: mitsubishielectric.com)

a 1:1 Half wrap (Single wrap) Mid-, low-speed elevators

b 1:1 Full wrap (Double wrap) High-speed elevators

d 1:1 Drum winding Small, low-speed elevators

e 2:1 Full wrap (Double wrap) High-speed elevators

f 2:1 Half wrap (Single wrap) Freight elevators

g 2:1 Half wrap (Single wrap) Machine-room-less elevators

h 3:1 Half wrap (Single wrap) Large freight elevators

i 4:1 Half wrap (Single wrap) Large freight elevators

2.2.3 Cáp treo:

Đối với loại thang máy sử dụng động cơ có puly dẫn cáp, đây là hệ thống cáp hai nhánh một đầu nối với buồng thang và đầu còn lại nối với đối trọng 7 cùng với puli dẫn hướng 9

Cáp treo thang máy được sử dụng để nâng cabin cùng với đối trọng giúp cabin vận hành lên xuống theo một quy luật định sẵn

Đề đảm bảo an toàn cho người thì cabin và đối trọng của thang máy có chở người được treo trên ít nhất 2 sợi cáp cùng làm việc song song (nhờ vậy không cần thiết phải

có thệ palang – đặc biệt ở các thang máy có động cơ với công suất nhỏ hơn yêu cầu)

Có 2 loại cáp chính:

- Cáp dẹt: đây là loại cáp mới nên được phát triển với công nghệ tiên tiến Cáp sử dụng carbon siêu nhẹ, độ bền cao, kiểm soát ma sát tốt, tuổi thọ cao Loại cáp này phù hợp với những công trình lớn, cao tâng, trọc trời tuy nhiên loại cáp này có thành rất cao

- Cáp thép tròn: được chia làm 2 loại:

 Cáp thép truyền thống: là loại cáp thép có lõi tẩm dầu, khi hoạt động sẽ tiết ra dầu bôi trơn để tránh bị hao mòn Cáp có thẻ đáp ứng được hành trình lớn Phi phí sửa chữa rẻ, tuy nhiên, loại dây cáp này tường gặp một số nhược điểm như dễ bị hao mòn bới nhiều nguyên nhân khác nhau,dễ bị bụi bám làm ảnh hưởng đến vận hành của máy Đây là loại cáp truyền thống được nhiều người sử dụng

 Cáp thép bọc nhựa: loại này được bọc một lớp nhựa bên ngoài cáp nên khi hoạt động sẽ linh hoạt hơn, khả năng kéo vượt trội hơn loại cáp truyền thống ở trên Lớp nhựa bên ngoài giúp hạn chế yếu tố mài mòn và bụi bám gây ảnh hưởng độ bền cáp, dây thép được bảo vệ tốt hơn, nhờ đó tiết kiệm chi phí và nâng cao an toàn cho thang máy Tuy nhiên sự giảm khả năng chịu lực của dây thép theo thời gian sử dụng vẫn

xảy ra, nhưng ta có thể biết trước được sự giảm tuổi thọ của cáp nhờ vào tính toán và

do nhà sản xuất cung cấp

2.2.4 Cabin:

Là thiết bị chính trong thang máy đưa người sử dụng di chuyển theo yêu cầu Là nơi cho phép người sử dụng đứng bên trong và điều khiển thang máy di chuyển theo ý muốn

Trong quá trình làm việc, buồng thang 5 (h.2.1.1) di chuyển trong giếng thang máy dọc theo các thanh dẫn hướng 6 Trên nóc buồng thang có lắp đặt thanh bảo hiểm, động cơ truyền động đóng - mở cửa buồng thang 12 Cung cấp điện cho buồng thang bằng dây cáp mềm 11

Người ta thường dùng xích cân bằng với các thang máy có vận tốc v < 1,4 m/s Với các thang máy có vận tốc cao hơn, cap cân bằng được lựa chọn kèm theo thiết bị kéo cáp cân bằng để cáp không bị xoắn Tại các thiết bị kéo cáp cân bằng phải có tiếp điểm điện ngắt mạch điều khiển của thang máy khi cap bị dứt do độ dãn quá lớn và khi

có sự cố với thiết bị kéo căng cáp câng bằng

Có 3 cách mắc cáp/xích câng bằng:

- Cáp hoặc xích câng bằng mắc với cabin và đối trọng (C – Đ): khi cabin đi lên, trọng lượng cap nâng chuyển dần từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng thì trọng lượng cap/xích cân bằng sẽ chuyển dần từ nhánh treo đối trọng sang nhánh treo cabin và ngược lại

- Cáp/xích cân bằng mắc với cabin và giếng thang (C – GT): Khi cabin chuyển động, trọng lượng cap/xích cân bằng chỉ bù trừ cho nhánh cáp nâng treo cabin

- Cáp/xích cân bằng mắc với đối trọng và giếng thang (Đ – GT):

Khi giải bài toán cân bằng, ta cần xác định ứng với mỗi sơ đồ của hệ thống cân bằng, sau khi đã tính trọng lượng cabin, đối trọng, cáp nâng và cáp điện của cabin, ta cần tính trọng lượng cần thiết mỗi mét cáp hoặc xích cân bằng để đảm bảo momen ổn định trên puly ma sát khi thang máy làm việc

2.3.3 Hệ thống treo cabin:

Hệ thống được sử dụng để đảm bảo các sợi cáp treo buồng thang và đối trọng có

độ căng đồng đều, từ đó đảm bảo các sợi cáp cũng như rãnh puly được mòn đều, tăng

CN: cáp nâng ; CĐ: cáp điện; X: xích cân bằng ; CB: cáp cân bằng

KC: thiết bị kéo căng cáp cân bằng

- Kiểu tay đòn: hệ thống này có khả năng điều chỉnh tự động và độ tin cậy cao Khi có một sợi cáp bị chùng, tay đòn sẽ nghiêng để điều chính lực căng của cáp Nếu sợi cáp quá chùng, tay đòn sẽ nghiêng chạm vào tiếp điểm an toàn để ngắt điện, dừng thang máy

- Kiểu lò xo: Cáp lò xo chịu nén và giãn ra khi cáp chùng để đảm bảo độ căng cần thiết, mặt khác là để giảm chấn Độ nén của mỗi lò xo có thể điều chỉnh được Khi cáp bị chùng quá giới hạn, đầu bulong 2 sẽ cạm vào tay đòn 3 để ngắt tiếp điểm 4

Hệ thống treo kiểu lò xo với 4 sợi cáp

và tải trọng trong cabin tựa lên ray dẫn hướng cùng với các thành phần tải trọng động khi bộ hãm bảo hiểm làm việc (trong trường hợp đứt cáp hoặc cabin đi xuống với tốc

độ lớn hơn giá trị cho phép)

2.4.2 Ngàm dẫn hướng:

có tác dụng dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc theo ray dẫn hướng và khống chế tốc độc dịch chuyển ngang của cabin và đối trọng trong giếng thang không vượt quá giá trị cho phép

Có hai loại ngàm dẫn hướng:

- Ngàm trượt: có má trượt để tựa lên trên bề mặt tiếp xúc với ray dẫn hướng Má trượt được làm bằng chất dẻo, có ưu điểm: không tiếng ồn, chịu mài mòn tương đối tốt

Ngàm trượt tự lựa:

a) loại có lò xo: 1 Má trượt ; 2 Vỏ ; 3 Lò xo ; 4 ống ; 5,6: đai ốc

b) loại không có lò xo: 1 Thân ngàm ; 2 Má trượt; 3 Tai giữ ; 4 Nắp ; 5

Vành cao su

và giảm nhẹ yêu cầu bôi trơn các bề mặt ma sát Loại này thường dùng cho các thang máy có tốc độ không lớn

- Ngàm con lăn: thường dùng cho các thang máy có tốc độ lớn, cho phép giảm

ma sát, giảm độ ồn và khả năng va đập khi cabin đi qua mối nối giữa các đoạn ray dẫn hướng

2.5.1 Bộ hạn chế tốc độ (governor):

Là bộ phận an toàn khi thang máy vượt quá vận tốc cho phép, bộ hạn chế tốc độ

4 sẽ bật cơ cấu khống chế cắt điều khiển motor và bộ hãm bảo hiểm (thắng cơ) sẽ kẹp chặt cabin thang máy vào ray dẫn hướng

Thiết bị này luôn quay đồng tốc với cabin, kèm theo bộ đếm xung luôn kiểm soát tốc độ cabin hoạt động trong định mức giới hạn cho phép Thông thường governor sẽ kích hoạt khi nhận thấy được tốc độ của thang máy vượt nhanh hơn 15% so với vận tốc định mức, tiêu chuẩn này được nâng lên thành 40% đối với thang có vận tốc 0,5 m/s – 1,4 m/s và 33% đối với loại thang có vận tốc là 1,4 m/s – 4,0 m/s, không vượt quá 25% đối với thang trên 4 m/s

Hầu hết các hệ thống hãm phanh được xây dựng xung quanh đĩa phanh hình bánh

xe có đường rãnh, được đặt trên cùng giếng thang (trong phòng máy) Cáp Govenor được quấn vòng quanh rãnh của đĩa phanh và một ròng xuống phía dưới cùng của giếng thang tạo thành một ròng rọc cân

Cáp phanh cũng được gắn vào cabin của thang máy, do đó nó cũng sẽ di chuyển theo khi cabin thang máy di chuyển lên xuống Sự di chuyển của cabin tác động lên cáp phanh làm quay đĩa phanh, khi cabin thang máy di chuyển quá tốc độ định mức,

nó sẽ làm cho thiết bị đếm xung sẽ báo tín hiệu phản hồi mất an toàn về bộ điều khiển

Ngàm con lăn 1,2 Con lăn ; 3 ổ bi ;

4 Trục ; 5 Đai ốc ;

6 Chổi ; 7 Đế ngàm

thang máy Tại đây, bộ điều khiển thang máy ngắt điện máy kéo, phanh điện từ sẽ đóng, đồng thời quả phanh li tâm sẽ tác động, nó khiến hệ thống phanh an toàn ở khung cabin làm việc và ép chặt cabin thang máy vào hệ thống Rail dẫn hướng Nhờ

đó, cabin thang máy dừng lại an toàn

Hình minh họa đơn giản của bộ hạn chế tốc độ

2.5.2 Hãm bảo hiểm (phanh cơ):

Có nhiệm vụ là hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang vượt quá giới hạn cho phép và giữ chặt buồng thang tại chỗ bằng cách ép vào hai thanh dẫn hướng trong

trường hợp bị đứt cáp treo

Theo cấu tạo:

- Hãm bảo hiểm có bộ phận công tác kiểu cam (chỉ dùng cho thang máy chở hàng loại nhỏ)

- Hãm bảo hiểm có bộ phận công tác kiểu nêm: thường dùng cho thang máy có tốc độ trên 1m/s, thang máy bệnh viện Bộ phận công tác là nêm hoặc má kẹp

Theo nguyên lý làm việc, có 2 loại hãm bảo hiểm:

- Hãm bảo hiểm tác động tức thời (instantaneous safety gear): dùng cho

thang máy có tốc độ dưới 0,71 m/s vd: phanh bảo hiểm kiểu nêm, kiểu lệch tâm…

 Nguyên lý làm việc của bộ hãm bảo hiểm tác động tức thời mắc bộ hạn chế

tốc độ

Bình thường, lò xo 8 kéo tay đòn 4 xuống để đảm bảo cho nêm 6 không tiếp xúc với ray dẫn hướng 7 Ụ tỳ 10 đảm bảo khe hở cần thiêt theo yêu cầu trong tiêu chuẩn giữ qua nêm và ray để cabin chuyển động bình thường Do đầu tay đòn 4 nối với cáp hạn chế tốc độ 3 mà khi cabin chuyển động, nó kéo theo cáp 3 chuyện động và làm quay bộ hạn chế tốc độ 9

Khi cabin hạ với tốc độ nhanh hơn mức cho phép, bộ hạn chế tốc độ cũng quay nhanh hơn kích hoạt cơ cấu dừng khẩn cấp của governor (ngàm bánh cóc) làm cáp 3 dùng theo Nhờ đó, qua đầu nối 2, cáp 3 tác động lên tay đòn 4, tay treo 5 và quảy nêm

6 làm cho chúng chuyển đông tương đối đi lên so với cabin (lúc này đang đi xuống) Nêm lấp khe hởi với ray dẫn hướng và tiếp xúc với bề mặt ray tạo lực ma sát (tăng dần dưới tác dụng của trọng lượng cabin) dừng cabin

Sơ đồ nguyên lý bộ hãm bảo hiểm mắc với bộ hạn chế tốc độ:

1 cabin ; 2 Đầu nối cáp và tay đòn ; 3 Cáp của bộ phận hạn chế tốc độ ;4 Tay đòn; 5 Tay treo quả nêm ; 6 Quả nêm ;

7 Ray dẫn hướng ; 8 Lò xo kéo ; 9 Bộ hạn chế tốc độ ; 10 ụ tỳ

- Hãm bảo hiểm tác động êm (progressive safety gear): dùng cho thang máy

có tốc độ cabin trên 1 m/s, có độ trượt lớn, êm Vd: phanh bảo hiểm kiểu kìm (h 2.1.3)

 Phanh bảo hiểm kiểu kìm dùng để hãm êm:

Phanh bảo hiểm lắp đặt trên nóc của buồng thang, hai gọng kìm 2 trượt dọc theo

hai thanh dẫn hướng 1 Nằm giữa hai cánh tay đầu của gọng kìm có nêm 5 gắn chặt với hệ truyền lực trục vít và tang - bánh vít 4 Hệ truyền lực bánh vít - trục vít có hai dạng ren: bên phải là ren phải, còn phần bên trái là ren trái

Khi tốc độ của buồng thang thấp hơn trị số giới hạn tối đa cho phép, nêm 5 ở hai đầu của trục vít ở vị trí xa nhất so với tang - bánh vít 4, làm cho hai gọng kìm 2 trượt bình thường dọc theo thanh dẫn hướng 1

Trong trường hợp tốc độ của buồng thang vượt quá giới hạn cho phép, tang - bánh vít 4 sẽ quay theo chiều để kéo dài hai đầu nêm 5 về phía mình, làm cho hai gọng kìm 2 ép chặt vào thanh dẫn hướng, kết quả sẽ hạn chế được tốc độ di chuyển của buồng thang và trong trường hợp bị đứt cáp treo, sẽ giữ chặt buồng thang vào hai thanh dẫn hướng

2.5.3 Phanh hãm điện từ (electromagnetic brakes):

Là khâu an toàn, nó thực hiện nhiệm vụ giữ cho cabin đứng im ở các vị trí dừng tầng hoặc khi có sự cố xảy ra

Hình: 2.1.3 Phanh bảo hiểm kìm

1 Thanh dẫn hướng; 2 Gọng kìm;

3 Dây cáp liên động cơ với bộ hạn chế tốc độ; 4 Tang- bánh vít; 5 Nêm

Đối với thang máy, người ta thường dùng loại phanh 2 má kẹp Phanh thường được đặt tại khớp nối trên trục đầu ra của động cơ (vì trục có momen xoắn lớn nhất) tang phanh được lắp đồng trục với trục động cơ

Đây là loại phanh thường đóng nhờ lò xo nén 11 tạo momen ép má phanh vào tang, tạo lực ma sát dừng chuyển động quay của động cơ Khi có tín hiệu điện, nam châm điện 8 bên trong phanh tạo lực từ, đẩy hai má phanh 14 ra xa tang để động cơ được quay tự do Khi dừng tầng, điện ở nam châm bị ngắt, lò xo nén 11 tạo lực đẩy ép

má phanh 14 vào tang, tạo lực ma sát dừng chuyển động quay của trục động cơ

Có thể điều chỉnh lực ép, cố định khe hở của phanh và tang bằng các đai ốc 2, 3

Vì đây là loại phanh thường đóng, khi đấu điện, dây tín động cơ và phanh được mắc song song

Hiện nay ở một số thang máy, người ta còn dùng loại phanh đĩa Trong đó đĩa phanh được lắp với trục động cơ bằng then Phanh được đóng nhờ lò xo và mở ra nhờ pitton và xi lanh thủy lực

Phanh hai má kiểu điện từ:

1 vít dẫn hướng ; 2,3 Các đai ốc ; 4 Tay đòn

5 ụ tỳ ; 6 Chi tiết truyền lực ấn tay đòn

7 phần ứng của nam châm ; 8 Cuộn dây nam châm

9 thanh đẩy ; 10 Chân phanh cố định

11 Lò xo chịu nén ;

12 Tay đòn tam giác; 13 Vít cấy;

4 Tay đòn phanh 15 Chốt

Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn để khi cabin hoặc đối trọng tỳ lên nó thì có đủ khoảng trống cần thiết phía dưới sao cho gia tốc dừng cabin hoặc đối trọng không vượt quá giá trị cho phép được uy định trong tiêu chuẩn; đồng thời đảm bảo được một

khoảng trống an toàn cho việc sửa chữa

Có hai loại giảm chấn:

Giảm chấn lò xo: được dùng thông dụng cho loại thang máy có tốc độ chậm (0,5 – 1 m/s)

Giảm chấn thủy lực: là loại thường được dùng cho thang máy có tốc độ lớn hơn 1 m/s

a giảm chấn lò xo

b giảm chấn thủy lực

Giảm chấn bằng đệm cao su

2.6 CÁC THIẾT BỊ CHUYÊN DÙNG KHÁC CỦA THANG MÁY

2.6.1 Cửa cabin và cửa tầng:

Được thiết kế mở ra đóng vào trơn tru nhất Ngoài ra còn được tích hợp hệ thống chống kẹt cửa Photocell để đảm bảo an toàn trong trường hợp có vật cản khi cửa thang hoặc cửa tầng đang đóng

Các thang máy ở khách sạn thường sử dụng loại của mở về 2 phía (CO) Vì khi

so sánh với cửa mở về một phía, vì nó đẹp, vận hành êm, tốc độ đóng mở cũng như bề rộng cửa cũng lớn hơn một chút

Động cơ mở cửa là động cơ một chiều hay xoay chiều tạo ra momen mở cửa cabin kết hợp với mở cửa tầng Khi cabin dừng đúng tầng, rơle thời gian sẽ đóng mạch điều khiển động cơ mở cửa, hoạt động theo một quy luật nhất định, đảm bảo quá trình đóng mở êm nhẹ không có va đập Nếu không may một vật gì đó hay người kẹp giữa cửa tầng đang đòng thì cửa sẽ tự động mở ra nhờ bộ phận đặc biệt ở gờ cửa có gắn phản hồi với động cơ qua hệ thống điều khiển (Control Panel)

Thang sẽ không hoạt động nếu một trong các tiếp điểm chưa đóng kín hẳn Hệ thống khoá liên động cũng đảm bảo đóng kín các cửa tầng và không mở được từ bên ngoài khi cabin không ở đúng vị trí cửa tầng Cửa tầng và cửa cabin được đóng mở đồng thời Tại các điểm trên cùng và dưới cùng có đặt các công tắc hạn chế hành trình cho cabin

2.6.2 Cảm biến vị trí

Trong giếng của thang máy còn lắp đặt các bộ cảm biến vị trí dùng để chuyển đổi tốc độ động cơ, dừng buồng thang ở mỗi tầng và hạn chế hành trình nâng - hạ của thang máy

Trong máy nâng và thang máy, các bộ cảm biến vị trí dùng để:

- Phát lệnh dừng buồng thang ở mỗi tầng

- Chuyển đổi tốc độ động cơ truyền động từ tốc độ cao sang tốc độ thấp khi buồng thang đến gần tầng cần dừng, để nâng cao độ dừng chính xác

- Xác đinh vị trí của buồng thang

Hiện nay, trong sơ đồ khống chế thang

máy và máy nâng thường dùng 3 loại cảm biến

vị trí :

a) Cảm biến vị trí kiểu cơ khí (công

tắc chuyển đổi tầng) (hình 2.1.4): là loại công

tắc ba vị trí Khi buồng thang di chuyển đi lên,

do tác dụng của vấu gạt (lắp ở mỗi tầng) sẽ gạt

tay gạt lên làm cho cặp tiếp điểm 2 phía trên

kín; khi buồng thang di chuyển theo chiều đi

xuống, vấu gạt tay gạt đi xuống, cặp tiếp điểm

2 phía dưới kín; khi buồng thang ở gần vị trí mỗi tầng (phía trên hoặc dưới mỗi sàn tầng) thì tay gạt nằm vào giữa, cả hai tiếp điểm đều hở

cảm biến vị trí kiểu cơ khí 1.Tấm cách điện; 2 Tiếp điểm tĩnh; 3 Tiếp điểm động; 4 Cần gạt; 5 Vòng đệm cao su

Loại cảm biến này có ưu điểm là kết cấu đơn giản, thực hiện đủ 3 chức năng của

bộ cảm biến vị trí, nhưng nhượ c điểm là tu ổi thọ không cao, đặc biệt là đối với thang máy tốc độ cao, gây tiếng ồn và nhiễu cho các thiết bị vô tuyến

b) Cảm ứng vị trí kiểu cảm

ứng: Đối với những thang máy tốc độ

cao, nếu dùng bộ cảm biến kiểu cơ khí,

làm giảm độ tin cậy trong quá trình làm

việc Bởi vây trong các sơ đồ khống chế

thang máy tốc độ cao thường dùng bộ

cảm biến không tiếp điểm: kiểu cảm ứng,

kiểu điện dung và kiểu điện quang

Nguyên lý làm việc của cảm biến

kiểm cảm ứng vị trí dựa trên sự thay đổi

trị số điện cảm L của cuộn dây có mạch

từ khi mạch từ kính và mạch từ hở

Cấu tạo của bộ cảm biến vị trí kiểu

cảm ứng gồm mạch từ 1, cuộn dây 2 Khi mạch từ hở, điện cảm của bộ cảm biến bằng điện trở thuần của cuộn dây, còn khi mạch từ bị che kín bằng thanh thép chữ U3 điện trở của cảm biến sẽ tăng đột biến do thành phần điện cảm L của cuộn dây tăng

Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu cảm ứng được mô tả trên hình Bộ cảm biến có thể đấu nối tiếp với rơle trung gian RTr một chiều hoặc rơle trung gian xoay chiều Khi mạch từ hở, do điện trở của cảm biến rất nhỏ nên rơle trung gian RTr tác động; còn khi mạch từ kín, do điện trở của cảm biến rất lớn, RTr không tác động Để nâng cao độ tin cậy làm việc của rơle trung gian, tụ C được đấu song song với cuộn dây của cảm biến Trị số điện dung C được chọn sao cho khi thanh sắt 3 che kín mạch

từ của bộ cảm biến sẽ tạo được chế độ cộng hưởng dòng Thông thường bộ cảm biến

CB được lắp ở thành giếng của thang máy, thanh sắt động được lắp ở buồng thang

cảm ứng vị trí kiểu cảm ứng a) Cấu tạo cảm biến; b) sơ đồ nguyên lý

1 Mạch từ; 2 Cuộn dây; 3 Tấm săt chữ U

c) Cảm biến vị trí kiểu quang điện:

Bộ cảm biến vị trí dùng hai phần tử quang

điện, như cấu tạo trên gồm khung gắn chữ U

thường làm bằng vật liệu không kim loại Trên

khung cách điện gá lắp hai phần tử quang điện

đối diện nhau: một phần tử phát quang (điôt

phát quang ĐF) và một phần tử thu quang

(transisto quang) Để nâng cao độ tin cậy của

bộ cảm biến không bị ảnh hưởng bởi độ sáng

của môi trường thường dùng phần tử phát

quang và thu quang hồng ngoại Thanh gạt 3 di

chuyển giữa khe hở của khung gá các phần tử

quang điện

Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu

quang điện Khi buồng thang chưa đến đúng

tầng, ánh sáng chưa bị che khuất, transisto TT thông, transisto T1 khoá và T2 thông, rơle trung gian RTr tác động; còn khi buồng thang đến đúng tầng, ánh sáng bị che khuất, TT khoá, T1 thông, T2 khoá, rơle trung gian RTr không tác động

2.6.3 Cảm biến quá tải:

Ra tín hiệu thông báo và đảm bảo thang máy không di chuyển khi chở quá tải

trọng quy định

2.6.4 Hệ thống điều khiển thang máy:

Là các thiết bị điện, điện tử (cầu chì, cầu dao, rơle, PLC…) điều khiển theo lập trình đảm bảo cho thang máy hoạt động theo đúng chức năng yêu cầu

Thang máy chở người thường dùng nguyên tắc điều khiển kết hợp cho năng suất cao (cùng lúc có thể nhận nhiều lệnh điều khiển hoặc gọi tầng cả khi thang dừng và khi chuyển động) Các nút ấn trong cabin cho phép thực hiện các lệnh chuyển động đến các tầng cần thiết Các nút ấn ở cửa tầng cho phép hành khách gọi cabin đến cửa

Cảm biến vị trí kiểu quang điện