Đồ án Thiết kế thang máy chở người cho toà nhà 8 tầng

Lời nói đầu Thang máy là thiết bị vận chuyển người và hàng hoá theo phương thẳng đứng trong các nhà cao tầng. Trong những công trình cao tầng thang máy là thiết bị không thể thiếu. Thang máy giúp cho việc đi lại trong các nhà cao tầng dễ dàng hơn. Chính vì vậy từ khi xuất hiện tới nay thang máy luôn được nghiên cứu, cải tiến, hiện đại hoá để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng. Những năm cuối thế kỉ XX đầu thế kỉ XXI. Nhờ ứng dụng những thành quả kỹ thuật điện tử, vi xử lý vào lĩnh vực tự động hoá đã mang lại những thành tựu to lớn. Nó thay đổi hoàn toàn bộ mặt của nền sản xuất công nghiệp truyền thống. Tạo ra một thế hệ máy móc thông minh, linh hoạt. Cùng với sự phát triển của khoa học. Thang máy ngày càng được hoàn thiện hơn có tốc độ cao, dừng êm, tiêu tốn ít năng lượng và đảm bảo an toàn. Sau một thời gian thực tập tại Trường, Em được giao nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế thang mỏy chở người cho toà nhà 8 tầng” Nghiên cứu các phần chính sau: - Tìm hiểu kỹ thuật thang máy. - Chọn các thiết bị và mạch động lực. - Thiêt kế mạch điều khiển và bảo vệ Chương I Giới thiệu chung về thang máy I.1 khái niệm chung: Thang máy là thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người, hàng hoá theo phương thẳng đứng và theo một tuyến đã định xác định. Thang máy được dùng trong các toà nhà cao tầng, trong các nhà máy hiện đại. Thang máy xuất hiện rất sớm, từ cuối thế kỷ XIX nó được dùng trong các nhà máy công nghiệp, các công trình xây dựng lớn để vận chuyển hàng hoá vật liệu xây dựng. Vấn đề nan giải nhất đối với thang máy là an toàn. Cho nên thang máy thời bấy giờ chưa được dùng để chở người. Chỉ đến khi một kỹ sư người Mỹ tên là OTIS ( Người sau này đã thành lập nên hãng thang máy nổi tiếng OTIS ELEVATOR Co.)chế tạo được hệ thống phanh an toàn cho thang máy thì lúc đó thang máy mới được chở người cho các toà nhà cao tầng. Thang máy chở người ra đời là một phương tiện giao thông tuyệt vời cho các toà nhà cao tầng. Nó đã giải quyết được bài toán giao thông cực kì khó khăn của các công trình cao tầng. Đặc điểm vận chuyển của thang máy so với các phương tiện khác là thời gian vận chuyển của một chu kì nhỏ. Tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục. Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thang máy còn là một trong những yếu tố làm tăng vẻ đẹp, tiện nghi của công trình. Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định đối với các toà nhà cao 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. Tuy nhiên với các công trình đặc biệt như: Nhà máy, khách sạn, bệnh viện.. mặc dù số tầng < 6 nhưng do yêu cầu phục vụ vẫn cần được trang bị thang máy. Thang máy chỉ có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, vận hành êm thì chưa đủ điều kiện đưa vào sử dụng. Mà phải có đầy đủ các thiết bị an toàn đảm bảo độ tin cậy như: Điện chiếu sáng dự phòng, điện thoại nội bộ, chuông báo, bộ hãm bảo hiểm. Thang máy là một thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt vì liên quan trực tiếp đến tính mạng con người. Vì vậy yêu cầu chung với thang máy: khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và 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 phạm. I.2 Phân loại thang máy: I.2.1. Phân loại theo công dụng: 1.Thang máy chở người trong các toà nhà cao tầng: Có tốc độ trung bình hoặc lớn. Đòi hỏi vận hành êm, an toàn và mỹ thuật. 2.Thang máy dùng trong các bệnh viện: Đảm bảo tuyệt đối an toàn, vận hành êm. Thời gian vận chuyển nhanh nhằm đảm đáp ứng các nhu cầu đặc thù của bệnh viện. Ngoài ra kích thước của cabin phải đủ lớn để chứa băng ca hoặc giường của bệnh nhân cùng với các bác sỹ, nhân viên và các trang thiết bị đi kèm. 3. Thang máy dùng trong hầm mỏ xí nghiệp: Đáp ứng được các điều kiện làm việc khắc nghiệt trong môi trường công nghiệp như: Tác động của độ ẩm, nhiệt độ, thời gian làm việc lớn, ăn mòn do hoá chất. 4. Thang máy chở hàng: Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp nó đòi hỏi cao về dừng chính xác cabin. Đảm bảo việc vận chuyển hàng hoá lên xuống dễ dàng. I.2.2 Phân loại thang theo tải trọng: - Thang máy loại nhỏ: Q< 500 kg - Thang máy loại trung bình: Q = 500 á 2000 kg - Thang máy loại lớn: Q> 2000 kg. I.2.3. Phân loại theo tốc độ di chuyển: - Thang máy chạy chậm: V = 0,5 m/s - Thang máy có tốc độ trung bình: V = 0,75 á 1,5 m/s - Thang máy cao tốc: V = 2,5 á 5 m/s. I.3. các yêu cầu đối với thang máy: I.3.1. Yêu cầu về an toàn: Đối với thang máy yêu cầu về an toàn là quan trọng nhất. Nhất là thang máy chở người vì nó liên quan trực tiếp tới tính mạng con người. Để đảm bảo an toàn cho thang máy làm việc thì mọi bộ phận của thang phải được đảm bảo theo các tiêu chuẩn an toàn của nhà nước. Giữa phần điện và phần cơ khí phải có khoá liên động chặt chẽ. Các bộ phận cơ khí phải thoả mãn điều kiện an toàn thì phần điện mới được phép hoạt động. Để đảm bảo an toàn buồng thang phải được treo bằng nhiều sợi cáp. Các sợi cáp phải có độ căng như nhau. Để đề phòng trường hợp xấu nhất, thang phải được trang bị phanh an toàn, có nhiệm vụ dừng thang khi thang vượt quá tốc độ cho phép hoặc khi cáp treo bị đứt. I.3.2. Yêu cầu về hạn chế độ giật của thang: Một trong những yêu cầu cơ bản đối với thang máy chở người là phải đảm bảo cho buồng thang chuyển động êm. Buồng thang chuyển động êm hay không phụ thuộc vào gia tốc khởi động và hãm dừng. Tốc độ di chuyển trung bình của thang quyết định đến năng suất của thang. Tốc độ đó có thể thay đổi bằng cách làm tăng hoặc giảm thời gian hãm mở máy. Nhưng khi giảm thời gian hãm, mở máy gia tốc lớn sẽ gây khó chịu cho hành khách như: Giật mình, chóng mặt, nghẹt thở… Gia tốc tối ưu cho thang máy là: a ≤ 2 m/s2 . Gia tốc tối ưu đảm bảo năng suất cao không gây khó chịu cho hành khách được đưa ra trong bảng sau: Tham số Hệ truyền động Xoay chiều Một chiều Tốc độ thang máy ( m/s) 0,5 0,75 1 1,5 2,5 3,5 Gia tốc cực đại ( m/s2) 1 1 1,5 1,5 2 2 Gia tốc tính toán TB ( m/s2) 0,5 0,8 1 1 1 1,5 I.3.3 Yêu cầu dừng chính xác buồng thang: Buồng thang phải được dừng chính xác so với mặt sàn của tầng cần dừng. Nếu buồng thang không dừng chính xác sẽ gây khó khăn cho hành khách ra vào. Làm tăng thời gian dẫn đến giảm năng suất của thang máy. Đối với thang vận chuyển hàng hoá, dừng thang không chính xác sẽ gây khó khăn cho việc bốc xếp. Nhiều trường hợp không thể thực hiện được việc bốc xếp hàng hoá. I.3.4. Các yêu cầu khác: - Thang máy làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nên yêu cầu cần thiết bị đóng cắt mạch lực phải làm việc an toàn, chắc chắn và chịu được tần số đóng cắt cao. - Người sử dụng thang máy hầu hết không có chuyên môn về thang máy do đó mạch điều khiển phải thiết kế đơn giản, dễ hiểu. Lôgic điều khiển phải đầy đủ, chặt chẽ. - Thang máy được đặt trong các công trình xây dựng nên ngoài tính tiện nghi, an toàn còn phải có tính thẩm mỹ cho công trình. I.4. cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động Thang máy có nhiều kiểu khác nhau nhưng nhìn chung có các bộ phận chính sau: Cabin và hệ thống treo cabin- Cơ cấu đóng mở cửa cabin- Bộ hãm phanh bảo hiểm- Cáp nâng- Đối trọng, và hệ thống cân bằng- Hệ thống ray dẫn hướng- Tủ điện điều khiển cùng các trang thiết bị điện để điều khiển thang máy hoạt động theo đúng chức năng- Cửa tầng- Cửa cabin cùng hệ thống khóa liên động. I.4.1 Cấu tạo chung của thang máy: Hình vẽ 1.1 là sơ đồ cấu tạo của thang máy, dẫn động bằng tời điện với puly cáp bằng ma sát. Thang máy gồm: 1. Tủ điện điều khiển; 2. Bộ phận hạn chế tốc độ; 3. Cơ cấu đóng mở cửa; 4. Cửa cabin; 5. Sàn cabin; 6. Sàn tầng; 7. Cửa tầng; 8. Cáp của bộ phận hạn chế tốc độ; 9. Thiết bị tăng cáp hạn chế tốc độ; 10. Hố thang; 11. Giảm chấn; 12,13. Ray dẫn hướng cho đối trọng và cabin; 14. Đối trọng; 15. Giếng thang; 16. Ngàm dẫn hướng;17. Bộ phận bảo hiểm; 18. Cabin;19. Hệ thống treo; 20. Cáp nâng.;21. Bộ tời kéo;22. Buồng máy. . Hình 1.1 Cấu tạo thang máy . Bộ tời kéo (21) được đặt trong buồng máy (22) nằm ở phía trên giếng thang (15). Giếng thang chạy dọc theo chiều cao của công trình được xây bằng gạch và bê tông. Chỉ có các cửa vào và ra để lắp đặt cửa tầng (7). Trên kết cấu chịu lực dọc giếng thang còn gắn các ray dẫn hướng (12,13) cho đối trọng (14) và cabin (18). Cabin và đối trọng được treo trên hai đầu của cáp nâng (20) nhờ hệ thống treo(19). Hệ thống treo có tác dụng đảm bảo cho các nhánh cáp nâng riêng biệt có độ căng như nhau. Cáp nâng được vắt qua các rãnh puly ma sát của bộ tời kéo. Khi bộ tời kéo hoạt động, puly ma sát quay truyền chuyển động đến cáp nâng làm cabin và đối trọng chuyển động lên hoặc xuống dọc giếng thang. Khi chuyển động cabin và đối trọng tựa trên các ray dẫn hướng trong giếng thang nhờ các ngàm dẫn hướng (16). Cửa cabin (4) và cửa tầng (7) thường là loại cửa lùa sang 1 hoặc 2 bên và chỉ đóng mở được khi cabin đã hoàn toàn dừng lại. Cửa tầng và cửa cabin liên động với nhau nhờ cơ cấu đóng mở cửa (3) đặt trên nóc cabin. Cửa cabin và cửa tầng được trang bị hệ thống khóa liên động và các tiếp điểm điện để đảm bảo an toàn cho thang máy hoạt động. Nếu cửa tầng hoặc cửa cabin chưa đóng hẳn thì thang không hoạt động. Hệ thống khóa liên động đảm bảo đóng kín các cửa tầng không mở được từ bên ngoài khi cabin đang ở đúng vị trí cửa tầng. Đối với loại cửa lùa đóng mở tự động thì khi đóng hoặc mở cabin, hệ thống khóa liên động kéo theo cửa tầng cùng đóng hoặc cùng mở. Tại điểm trên cùng và dưới cùng của giếng thang có đặt các công tắc hạn chế hành trình cho cabin. Phần dưới của giếng thang là Hố thang (10). Trong đó đặt các giảm chấn (11) và thiết bị căng cáp hạn chế tốc độ (9). Khi hỏng hệ thống điều khiển, cabin hoặc đối trọng có thể đi xuống phần hố thang, vượt qua công tắc hạn chế hành trình và tỳ lên giảm chấn. Để đảm bảo an toàn cho kết cấu máy và tạo khoảng trống cần thiết dưới đáy cabin, đảm bảo an toàn khi bảo dưỡng điều chỉnh sửa chữa. Bộ hạn chế tốc độ (2) được đặt trong buồng máy (22). Cáp của bộ phận hạn chế tốc độ (8) có liên kết với hệ thống tay đòn của bộ hãm bảo hiểm (17) trên cabin. Khi đứt cáp hoặc cáp trượt trên puly do không đủ ma sát mà cabin đi xuống với tốc độ vượt quá giới hạn cho phép. Bộ hạn chế tốc độ qua cáp (8) tác động lên bộ hãm bảo hiểm (17) để dừng cabin tựa trên các ray dẫn hướng trong giếng thang. ở một số thang máy, bộ hãm bảo hiểm và hệ thống hạn chế tốc độ còn được trang bị cả đối trọng. I.4.2 Hệ thống điện của thang máy: 1. Mạch động lực: Là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động của thang máy. Có nhiệm vụ: Đóng mở, đảo chiều động cơ dẫn động và phanh của bộ tời kéo. Hệ thống phải đảm bảo việc điều chỉnh tốc độ chuyển động của cabin trong quá trình mở máy và hãm được êm, dừng chính xác. 2. Mạch điều khiển: Là hệ thống điều khiển có tác dụng thực hiện một chương trình điều khiển phức tạp phù hợp với chức năng, yêu cầu của thang máy. Nó có nhiệm vụ lưu giữ các lệnh di chuyển từ cabin, các lệnh gọi tầng của hành khách và thực hiện xong lệnh điều khiển thì xóa. Xác định và ghi nhớ thường xuyên vị trí và hướng chuyển động của cabin. 3. Mạch tín hiệu: Là hệ thống các đèn tín hiệu với các ký hiệu đã được thống nhất để báo hiệu trạng thái hoạt động, vị trí và hướng chuyển động của cabin. 4. Mạch an toàn: Là hệ thống các công tắc hạn chế hành trình, rơle, tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho người và hàng hóa khi thang máy hoạt động. 5. Mạch chiếu sáng: Là hệ thống chiếu sáng cho cabin, buồng máy và hố thang. I.4.3. Thiết bị cơ khí của thang máy: 1. Cabin: Là bộ phận mang tải của thang máy. Được kết cấu từ nhiều bộ phận nhỏ: - Kết cấu chịu lực: Khung cabin - Các vách che, sàn, trần tạo thành buồng cabin. Trên khung cabin có lắp các ngàm dẫn hướng, hệ thống treo cabin, tay đòn, bộ hãm hiểm, cửa và cơ cấu đóng mở.. Khung cabin được mô tả trong hình 1.3. Hình 1.3 Khung Cabin Khung cabin gồm khung đứng (1) và khung nằm (2) liên kết với nhau bằng bulông. Khung đứng gồm dầm trên, dầm dưới được làm bằng thép chữ U và nối với các thanh thép góc bằng bulông tạo thành khung kín. Khung (2) nằm tựa lên dầm dưới của khung đứng (1) tạo thành sàn cabin. Dầm trên của khung đứng liên kết với hệ thống treo cabin (5) đảm bảo cho cáp treo cabin có độ căng như nhau. Nếu cabin có kích thước lớn thì khung đứng và khung nằm còn liên kết với nhau bằng các thanh giằng (8). Trên khung cabin có lắp hệ thống tay đòn (7) và quả nêm (3) của phanh an toàn. Phanh an toàn làm việc để dừng cabin khi có tác động từ cáp của bộ phận hạn chế tốc độ qua chi tiết (6) và hệ thống tay đòn (7). Tại đầu của dầm trên và dầm dưới của khung đứng có lắp các ngàm dẫn hướng (4). 2. Giảm chấn: Là thiết bị cơ khí an toàn dùng hạn chế những chấn động khi buồng thang hoặc đối trọng hạ xuống vượt qúa 15% tốc độ giới hạn cho phép. Được lắp dưới đáy hố thang để dừng, đỡ cabin hoặc đối trọng trong trường hợp di chuyển vượt quá công tắc hạn chế hành trình dưới. Phải có độ cứng cần thiết để gia tốc dừng cabin hoặc đối trọng không vượt quá giá trị cho phép. Giảm chấn có hai loại: - Giảm chấn lò xo: Được dùng thông dụng cho loại thang máy có tốc độ chậm, từ 0,5 – 1 m/s - Giảm chấn thủy lực: Là loại tốt nhất thường được dùng cho loại thang máy có tốc độ lớn hơn 1 m/s. Hình 1.2 Giảm chấn a) Kiểu lò xo b) Kiểu thuỷ lực 3. Ray dẫn hướng: Được lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc theo giếng thang. Đảm bảo cho cabin và đối trọng luôn nằm đúng vị trí trong giếng thang. Ray dẫn hướng phải đủ vững để giữ trọng lượng cabin, tải trọng trong cabin cùng các thành phần tải trọng động khi bộ hãm bảo hiểm làm việc. Ray dẫn hướng được lắp đặt ở hai bên cabin và đối trọng. Là bộ phận quan trọng quyết định chuyển động của thang máy, khoảng cách giữa các thanh dẫn hướng không đổi để quá trình chuyển động của buồng thang không bị rung và tạo tiếng ồn. 4. Ngàm dẫn hướng: Có tác dụng dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc theo ray dẫn hướng và khống chế độ dịch chuyển ngang của cabin và đối trọng trong giếng thang. Có hai loại ngàm dẫn hướng: Ngàm trượt và Ngàm con lăn. Các ngàm dẫn hướng trượt có kết cấu đa dạng tùy theo hãng thang máy. Loại ngàm trượt có má trượt có thể tự lựa trên bề mặt tiếp xúc với các ray dẫn hướng. Má trượt thường được làm bằng chất dẻo, có ưu điểm: Không gây tiếng ồn, chịu mài mòn tương đối tốt và giảm nhẹ yêu cầu bôi trơn các bề mặt ma sát. 5.Hệ thống treo cabin: Do cabin và đối trọng được treo bằng nhiều sợi cáp riêng biệt nên phải có hệ thống treo cabin để đảm bảo các sợi cáp có độ căng như nhau. Ngược lại, nếu các sợi cáp có độ căng khác nhau thì sợi căng sẽ bị quá tải còn sợi cáp chùng sẽ trượt trên puly ma sát rất nguy hiểm. Do có sợi chùng, sợi căng nên rãnh cáp của puly sẽ mòn không đều do đó hệ thống treo cabin được trang bị thêm tiếp điểm điện của mạch an toàn để ngắt điện dừng trong thang máy khi một trong các sợi cáp chùng quá mức cho phép. Hệ thống treo cabin được lắp với dầm trên khung đứng trong hệ thống khung chịu lực của cabin. Có hai loại hệ thống treo: - Kiểu tay đòn: Khi có một cáp chùng tay đòn sẽ nghiêng đi để điều chỉnh lực căng của cáp. Nếu cáp chùng quá thì đầu kia của tay đòn sẽ chạm vào tiếp điểm an toàn để ngắt mạch điện không cho thang hoạt động. Hệ thống treo kiểu tay đòn có khả năng điều chỉnh một cách tự động và có độ tin cậy cao. - Kiểu lò xo: 1. Bulông. 2. Đai ốc. 3. Tay đòn. 4. Công tắc hành trình. Hình 1.4 Hệ thống treo kiểu lò xo. Trên hình 1.4 là hệ thống treo kiểu lò xo với 4 sợi cáp. Cáp lò xo chịu nén và giãn ra khi cáp chùng để đảm bảo độ căng cần thiết, mặt khác chúng có khả năng giảm chấn. Độ nén của mỗi lò xo có thể điều chỉnh được. Khi cáp bị chùng quá giới hạn đầu bulông(2) sẽ chạm vào tay đòn (3) để ngắt tiếp điểm (4). 6. Buồng cabin: Là một kết cấu có thể tháo rời được gồm trần, sàn, vách. Các thành phần này liên kết với nhau và liên kết với khung chịu lực cabin. Các yêu cầu chung với buồng cabin: - Trần, sàn và vách cabin phải kín. - Đảm bảo độ bền, cứng cần thiết để lắp đặt các trang thiết bị và cơ cấu đóng mở cửa. - Đảm bảo thông gió tốt, có thiết bị liên lạc với bên ngoài và cửa thoát hiểm. Sàn cabin có 2 loại: Sàn cứng và sàn động. Loại sàn cứng là sàn bắt chặt với khung nằm. Loại sàn động có công dụng nhận biết tải trọng có trong cabin để đóng mở mạch điều khiển theo chương trình đã đặt của tải trọng cho phù hợp. 7. Hệ thống cửa cabin và cửa tầng: Cửa cabin và cửa tầng là những bộ phận có vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và có ảnh hưởng lớn đến chất lượng, năng suất của thang máy. Cửa cabin và cửa tầng thường làm từ thép tấm dập, hoặc khung thép bịt thép tấm, ốp gỗ, ốp phoocmica. Một số cửa thang máy chở hàng loại nhỏ có thể bịt bằng lưới thép phần trên của cửa. - Các yêu cầu an toàn đối với hệ thống cửa: + Độ cứng, bền và được lắp đặt kín khít và có kích thước phù hợp với các quy định tiêu chuẩn. + Có khả năng chống cháy. + Được trang bị khóa để hành khách không tự mở từ bên ngoài. + Có tiếp điểm điện an toàn để thang máy chỉ hoạt động khi cửa đã được đóng kín. Các thang máy hiện nay thường dùng cửa lùa, đóng mở tự động nhờ cơ cấu đóng mở riêng đặt trên nóc cabin, cơ cấu đóng mở gồm: Động cơ điện, hộp giảm tốc, bánh đai chủ động lắp trên trục động cơ, bánh đai bị động lắp trên trục giảm tốc. I.4.4 Hệ thống cân bằng trong thang máy: Hình 1.5 Sơ đồ các hệ thống cân bằng. a,b. Cabin và đối trọng ( C - Đ ) c. Cabin – Giếng thang ( C – GT ) d. Đối trọng – Giếng thang ( Đ - GT ) Trong đó: C: Cabin CN: Cáp nâng Đ: Đối trọng CĐ: Cáp điện GT: Giếng thang X: Xích cân bằng KC: Thiết bị kéo căng cáp cân bằng CB: Cáp cân bằng Đối trọng, cáp nâng, cáp điện, xích cân bằng: Là những bộ phận cân bằng trong thang máy. Mục đích để cân bằng với trọng lượng cabin và tải trọng nâng. Việc chọn sơ đồ động học và trọng lượng của các bộ phận trong hệ thống cân bằng có ảnh hưởng lớn tới mômen tải trọng và công suất động cơ của cơ cấu dẫn động, ảnh hưởng đến lực căng lớn nhất của cáp nâng và khả năng kéo của puly ma sát. Đối trọng là bộ phận đóng vai trò chính trong hệ thống cân bằng của thang máy. Đối với thang máy có chiều cao nâng không lớn người ta thường chọn đối trọng bằng trọng lượng cabin và một phần tải trọng nâng bỏ qua trọng lượng của cáp điện và cáp nâng. Khi thang máy có chiều cao nâng lớn, trọng lượng của cáp điện và cáp nâng là đáng kể người ta phải dùng cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần trọng lượng của cáp điện và cáp nâng. Trọng lượng của đối trọng có thể xác định theo công thức: Đ = C + ψ Q Trong đó: C: Trọng lượng cabin Q: Tải trọng nâng danh nghĩa của thang máy ψ : Hệ số cân bằng ( 0,3 < ψ < 0,6 ) 2.Bộ tời kéo: Tuỳ theo sơ đồ dẫn động mà bộ tời kéo của thang máy được đặt trong phòng máy dẫn động nằm ở phía trên, phía dưới hoặc nằm cạnh giếng thang. Bộ tời kéo dẫn động gồm 2 loại: Có hộp giảm tốc và không có hộp giảm tốc. - Bộ tời kéo có hộp giảm tốc gồm: Động cơ điện, hộp giảm tốc, khớp nối, phanh, puly ma sát hoặc thang cuốn cáp. Bộ tời kéo có hộp giảm tốc thường dùng cho thang máy có tốc độ thấp. - Đối với thang máy tốc độ lớn thường dùng bộ tời kéo không có hộp giảm tốc, puly ma sát, phanh được gắn trực tiếp với trục động cơ không qua bộ truyền. Loại này thường được dùng động cơ điện một chiều mắc theo hệ máy phát-động cơ. Cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ đảm bảo cabin chuyển động êm và dừng chính xác. Bộ tời kéo puly ma sát được sử dụng rãi trong các loại thang máy. Nó có ưu điểm: Do cáp treo và đối trọng chỉ vắt qua các rãnh cáp của puly ma sát, có kích thước nhỏ gọn. Không phụ thuộc vào chiều cao nâng của thang máy. Làm việc an toàn do có thể treo cabin và đối trọng bằng nhiều sợi cáp riêng biệt. I.4.5. Thiết bị an toàn cơ khí: Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy có vai trò đảm bảo an toàn cho thang và hành khách trong trường hợp xảy ra sự cố như: Đứt cáp, trượt cáp trên rãnh puly ma sát, cabin hạ với tốc độ vượt quá giá trị cho phép. Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy gồm hai bộ phận chính: 1.Phanh bảo hiểm: Để tránh cabin rơi tự do trong giếng thang khi đứt cáp hoặc hạ với tốc độ quá giá trị cho phép. Bộ hạn chế tốc độ sẽ tác động lên phanh bảo hiểm để dừng và giữ cabin tựa lên ray dẫn hướng. Tất cả các buồng thang đều được trang bị phanh bảo hiểm. Phanh bảo hiểm được chế tạo theo 3 kiểu: + Phanh bảo hiểm nêm + Phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm + Phanh bảo hiểm kiểu kìm Trong các loại phanh trên. Phanh bảo hiểm kiểu kìm được sử dụng rộng rãi hơn. Nó đảm bảo độ an toàn và làm cho cho buồng thang dừng êm hơn. Kết cấu của phanh bảo hiểm kiểu kìm được biểu diễn trên hình 1.6 Phanh bảo hiểm kiểu kìm được lắp dưới buồng thang. Gọng kìm (2) trượt theo thanh dẫn hướng (1) khi tốc độ của buồng thang bình thường. Nằm giữa 2 cánh tay đòn của kìm có nêm (5) gắn với hệ truyền động bằng vít (4). Hệ truyền động bánh vít có 2 loại ren: ren phải và ren trái. Cùng với kết cấu của phanh bảo hiểm . Buồng thang còn được trang bị thêm cơ cấu hạn chế tốc độ kiểu ly tâm. Khi buồng thang di chuyển sẽ làm cơ cấu hạn chế tốc độ kiểu li tâm quay. Khi tốc độ di chuyển của buồng thang tăng, cơ cấu đai truyền (3) sẽ làm cho tang (4) quay và kìm (5) sẽ ép chặt buồng thang vào thanh dẫn hướng và hạn chế tốc độ của buồng thang. Hình 1.6. Phanh bảo hiểm kiểu kìm 1. Thanh dẫn hướng 2. Đai kìm trượt 3. Đai truyền 4. Hệ truyền động bánh vít – trục vít 5. Nêm 2.Bộ hạn chế tốc độ: Dùng để tác động lên phanh an toàn để dừng cabin khi tốc độ vượt quá giá trị cho phép. Bộ hạn chế tốc độ liên hệ với cabin và quay khi cabin chuyển động nhờ cáp của bộ hạn chế tốc độ. I.4.6. Đặc điểm đặc trưng cho chế độ làm việc của hệ truyền động điện thang máy chở nguời. - Thang máy chở người phải đảm bảo tuyệt đối an toàn vì nó liên quan trực tiếp tới tính mạng con người vì thế khi thiết kế thang máy phải tuân thủ nghiêm ngặt các qui định về “Thiết kế thang máy”do quốc tế đặt ra. - Thang máy chở người thường được lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài trời cho các nhà cao tầng, ở nhiều nơi thang máy phải làm việc ở môi trường khắc nghiệt đặc biệt ở các khu công nghiệp, nhà máy lớn (bụi bậm, hoá chất..). - Các khí cụ điện, thiết bị điện trong hệ thống truyền động và trang bị điện của thang máy chở người phải làm việc tin cậy trong mọi điều kiện làm việc phức tạp của môi trường, nhằm nâng cao năng suất, an toàn trong vận hành khi sử dụng và khai thác. - Đối với hệ truyền động điện cho thang máy phải đảm bảo khởi động động cơ truyền động khi đầy tải, đặc biệt là vào mùa đông khi nhiệt độ môi trường giảm làm tăng mômen ma sát trong các ổ đỡ dẫn đến làm tăng đáng kể mômen cản tĩnh Mc. Trên hình 1.7 biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc giữa mômen cản tĩnh và tốc độ động cơ: Mc = f (ω). - Động cơ truyền động thang máy, mômen thay đổi theo tải rất rõ rệt, hình 1.8. Mc 0 M/Mdm 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.8 0.6 0.4 0.2 G/Gdm hình1.7 hình1.8 Khi không có tải trọng mômen của động cơ không vượt quá (15ữ20)% Mdm. Mômen động cơ phụ thuộc vào tải trọng. - Trong hệ truyền động của thang máy yêu cầu quá trình tăng tốc và giảm tốc xảy ra phải êm. Bởi vậy mômen trong quá trình quá độ phải được hạn chế theo yêu cầu kĩ thuật rất an toàn. - Năng suất của thang máy chở người, phụ thuộc vào 2 yếu tố: + Tải trọng của thiết bị. + Số chu kỳ ra, vào trong 1 giờ. - Số lượng hành khách đi lại trong mỗi chu kì không giống nhau và nhỏ hơn tải trọng định mức cho nên phụ tải đối với động cơ chỉ đạt (60ữ70)% công suất định mức của động cơ. - Do điều kiện làm việc của thang máy thất thường, tải trọng luôn thay đổi lúc non tải lúc đầy tải nên thang máy được chế tạo có độ bền cơ khí cao. Tất cả các thiết bị được đặt trong buồng thang và buồng máy. - Khi thiết kế và tính toán thang máy có đưa ra một số yêu cầu kĩ thuật cho chế độ hoạt động cũng như điều kiện để khống chế các quá trình hoạt động nhằm tạo an toàn cho người sử dụng là: Khi thang máy làm việc phải có thiết bị bảo vệ, tín hiệu thông báo để tránh những tác động bên ngoài. I.4.7 Các nguyên tắc hoạt động của thang máy: - Căn cứ vào điều kiện làm việc của thang máy và phụ thuộc vào sự an toàn của hệ thống nên cơ cấu điều khiển thang máy cần tuân thủ theo một số yêu cầu sau: + Khi buồng thang đang di chuyển lên xuống thì các cửa tầng, cửa buồng thang, cửa tầng hầm phải đóng kín để đảm bảo cho người vận hành và hàng hoá vận chuyển. + Trong các thang máy hiện đại khi thang máy đang hoạt động vẫn có thể ấn nút gọi tầng vì trong mạch điều khiển có bộ nhớ và có chế độ ưu tiên đối với các lệnh gần đường chuyển rời của buồng thang. -Nguyên lý chung khi điều khiển thang có 3 cách: 1. Gọi buồng thang tại cửa tầng. 2. Điều khiển đổi tầng trong buồng thang. 3. Điều khiển buồng thang khi sửa chữa trên buồng máy. - Khi có sự cố, hoặc các điều kiện liên động chưa tác động đủ thì thang sẽ không hoạt động cho dù điều khiển bằng cách nào. - Trong buồng thang, ngoài các nút ấn gọi tầng, đóng mở cửa, còn có đèn chiếu sáng, điện thoại, chuông cấp cứu và dừng đột ngột khi có sự cố. I.5 ảnh hưởng của tốc độ, gia tốc và độ giật đối với hệ tryền động thang máy: - Thang máy chuyển động theo phương thẳng đứn