THÔNG TIN TÀI LIỆU
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH U CẦU CƠNG NGHỆ 1.1 Giới thiệu chung thang máy chở người: 1.1.1 Khái niệm Thang máy thiết bị để tải người, hàng hóa, thực phẩm, giường bệnh từ tầng đến tầng khác Nó dùng cao ốc, siêu thị, khách sạn, nhà hàng, bệnh viện Hiện thang máy thiết bị quan trọng, đặc biệt nhà cao tầng giúp người ta khơng phải dùng sức chân để leo cầu thang sử dụng thay cho cầu thang Ngày nay, có hệ thống điều khiển tốc độ phức tạp, phối hợp đóng ngắt để điều khiển an tồn tốc độ cabin tình Nút nhấn tích hợp vào bàn phím nhỏ gọn Hầu tất thang máy tự động mang tính thương mại Vào thời đại máy tính có mang vi điều khiển có khả hoạt động, xử lý lưu trữ lớn Thang máy lập trình đặc biệt, cực đại hóa suất an tồn tuyệt đối Thang máy trở thành kỹ thuật kiến trúc mỹ thuật 1.1.2 Lịch sử Thang máy xuất sớm từ kỷ thứ III TCN sử dụng suốt thời trung đại thời điểm thang máy thô sơ Chúng hoạt động nhờ vào sức người súc vật, cấu khí vận hành nước Những thang máy ta biết ngày phát triển vào kỉ 19, nhờ vào nước sức nước để nâng chuyển Cuối kỷ 19 giới có vài hãng thang máy đời OTIS;SCHINDLER, thang máy chế tạo đưa vào sử dụng hãng thang máy OTIS năm 1853 Đến năm 1874 hãng thang máy SCHINDLER chế tạo thành công thang máy khác Lúc đầu tời kéo có tốc độ, cabin có kết cấu đơn giản, cửa tầng đóng tay, tốc độ di chuyển củaa cabin thấp đầu kỷ 20 có nhiều hãng thang máy khác đời như: KONE, MISUBISHI, NIPPON ELEVATOR… THYSEN, SABIEM chế tạo loại thang máy có tốc độ cao, tiện nghi trog cabin tốt êm Vào đầu năm 1970 thang máy đẫ chế tạo đạt tới tốc độ 450 m/ph thang máy chở hàng có tải trọng nâng tới 30 đồng thời trog khoảng thời gian có thang máy thuỷ lực đời Sau khoảng thời gian ngắn tiến ngành khoa học khác tốc độ thang máy đạt tới 600 m/ph Vào năm 1980 xuất hệ thống điều khiển động phương pháp biến đổi điện áp tần số Thành tựu cho phép thang máy hoạt động êm dịu hơn, tiết kiệm đc khoảng 40% công suất động đồng thời vào năm xuất loại thang máy dùng động điện cảm ứng tuyến tính Đầu năm 1990 giới chế tạo thang máy có tính kỹ thuật đặc biệt khác 1.2 Phân loại thang máy Có thể phân loại thang máy sau: Phân loại theo công dụng: 1) Thang máy chuyên chở người 2) Thang máy chuyên chở bệnh nhân 3) Thang máy chuyên chở hàng 4) Thang máy chuyên chở người hàng kèm Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin: 1) Thang máy dẫn động điện 2) Thang máy thuỷ lực 3) Thang máy khí nén Phân loại theo hệ thống vận hành 1) Theo mức độ tự động - Loại tự động - Loại bán tự động 2) Theo tổ hợp điều khiển - Loại điều khiển đơn - Loại điều khiển kép - Loại điều khiển theo nhóm 3) Theo vị trí điều khiển - Loại điều khiển cabin - Loại điều khiển cabin - Loại điều khiển va cabin Phân loại theo thông số 1) Theo tốc độ di chuyển cabin - Loại tốc độ thấp: V < m/s - Loại tốc độ trung bình: < V < 2.5 m/s - Loại tốc độ cao: 2.5 < V m/s 2) Theo khối lượng vận chuyển cabin - Loại nhỏ: Q < 500 kg - Loại trung bình: 500 < Q < 1000 kg - Loại lớn: 1000 < Q < 1600 kg - Loại lớn: Q > 1600 kg Phân loại theo quỹ đạo chuyển động 1) Thang máy thẳng đứng, loại thang máy di chuyển theo phương thẳng đứng Là loại thang máy phổ biến 2) Thang máy nghiêng, loại thang máy có cabin di chuyển theo phương nghiêng gó so với phương thẳng đứng 3) Thang máy zigzag, loại thang máy có cabin di chuyển theo hình zigzag Phân loại theo đối trọng 1) Đối trọng phía sau 2) Đối trọng bên sườn 1.3 Cấu tạo chung thang máy: Thang máy có nhiều loại ,tuy nhiên thiết bị là: buồng thang, tời nâng, dây căng, đối trọng, động cơ, cấu hãm điện khí cụ khống chế khác Trên hình vẽ sơ đồ vẽ thiết bị thang máy, thiết bị thích hình 1.1,trong đó: o Hình 1.1: Sơ đồ thiết bị thang máy 1.Tời nâng(puli chủ động) 2.Dây treo 3.Bộ phận hạn chế tốc độ kiểu ly tâm 4.Buồng thang 5.Đệm dầu 6.Đối 7.Dây chao 8.Puli dẫn hướng đặt hầm Những thang máy đại có kết cấu khí phức tạp, hệ truyền động, hệ thống khống chế phức tạp – nhằm nâng cao suất, vận hành tin cậy, an toàn Sau số cấu đáng ý thang máy: - Buồng thang: Bộ phận để chứa tải chuyên chở, buồng thang giữ theo phương thẳng đứng nhờ có giá treo trượt dẫn hướng - Giếng thang: Là khoảng không gian giới hạn đáy hố giếng, vách bao quanh trần giếng, cabin đối trọng di chuyển giếng than nhờ cáp khay dẫn hướng - Hố giếng: Là khoảng không gian từ mặt sàn tầng đáy giếng phục vụ cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, điều chỉnh - Buồng máy: Chứa động cơ, tời kéo, hạn chế tốc độ thiết bị liên quan Buồng máy bố trí tầng thang máy - Phanh bảo hiểm: Là cấu để dừng giữ buồng thang đối trọng ray dẫn hướng vận tốc (2040%) giá trị cho phép, dây treo bị đứt điện tồn hệ thống Phanh có kiểu: Phanh bảo hiểm kiểu nêm o Phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm o Phanh bảo hiểm kiểu kìm( hay sử dụng) - Puli: Puli chi tiết dùng để dẫn cáp ma sát(gọi tắt Puli ma sát), thường dùng phổ biến thang máy Puli ma sát có rãnh riêng biệt mà khơng theo hình xoắn ốc Số rãnh cáp Puli ma sát tuỳ thuộc vào số sợi cáp dẫn động máy cách mắc cáp Một số Puli ma sát có phủ chất dẻo để tăng ma sát Rãnh Puli cáp có độ cứng đảm bảo độ mịn cáp rãnh Puli Hình dạng mặt cắt rãnh cáp Puli có ảnh hưởng lớn đến khả kéo tuổi thọ - Cáp thép: Cáp thép chi tiết quan trọng sử dụng hầu hết máy nâng nói chung thang máy nói riêng - Yêu cầu chung cáp phải là: o An toàn sử dụng o Độ mềm cao dễ uốn cong, đảm bảo nhỏ gọn cấu máy, đảm bảo độ êm dịu không gây ồn làm việc cấu máy nói chung o Trọng lượng riêng nhỏ, giá thành thấp, đảm bảo độ bền lâu, thời hạn sử dụng lớn o Trong thang máy người ta dùng từ 3÷5 sợi làm cáp treo, treo buồng thang Hình 1.2: Kết cấu bố trí thiết bị thang máy Yêu cầu chung thang máy 1.4 1.4.1 Yêu cầu công nghệ Trong đồ án quan tâm đến thang máy chở người nên yêu cầu công nghệ thang máy trường hợp chặt chẽ điều chỉnh kỹ thuật xác vấn đề an toàn thoải mái người sử dụng thang máy phải quan tâm Một số thông số ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề cần phải phân tích cách kỹ lưỡng ,sau ta xem xét chi tiết thông số 1.5 1) Tốc độ: Tốc độ di chuyển buồng thang định đến suất thang máy có ý nghĩa quan trọng nhà cao tầng Đối với nhà chọc trời ,,tối ưu dùng thang máy cao tốc (v≈3.5m/s)giảm thời gian độ di chuyển trung bình than máy đặt gần tốc độ định mức Nhưng việc tăng tốc độ lại dẫn đến phát triển giá tiền Tốc độ di chuyển thang máy tăng cánh giảm thời gian mở máy hãm máy dẫn tới tăng tốc độ 2) Gia tốc: Vấn đề khó khăn gia tốc gây cảm giác khó chịu cho hành khách (như chóng mặt, ngạt thở ) Thường gia tốc tối ưu a≤2m/s2 Độ giật đại lượng đặc trưng cho tốc độ tăng gia tốc khimở náy độ giảm gia tốc hãm ,hay nói cách khác đạo hàm bậc gia tốc đạo hàm bậc hai vận tốc da/dt Độ giật có ảnh hưởng lớn tới độ êm dịu ca bin Khi gia tốc a≤2m/s độ giật ≤20 m/s3 3) Dừng xác buồng thang: Buồng thang thang máy cần dừng xác so với mặt tầng cần dừng sau ấn nút dừng ,(hay gặp lệnh dừng mạch điều khiển ) trông chững yêu cầu quan trọng yêu cầu kỹ thuật điều khiển thang máy Nếu buồng thang dừng khơng xác gây tượng: Đối với thang máy chở khách làm cho hành khách vào khó khăn ,tăng thời gian vào đến giảm suất Các yêu cầu đặt ta cho tốn điều khiển thang máy: 1.6 Địi hỏi người thiết kế thang máy phải giải xác triệt để yêu cầu kỹ thuật : 1.7 - Các yêu cầu an toàn ,đây yêu cầu quan trọng ví dụ thang máy phép vận hành cửa tầng cửa cabin đóng hay thang máy q tải không vận hành - Các yêu cầu điều khiển vị trí cabin :khi dừng thang máy địi hỏi phải dừng xác so với sàn tầng q trình hãm cho cabin dừng sàn tầng với yêu cầu độ xác cao - Các yêu cầu điều khiển gia tốc vận tốc, phải đảm bảo sinh lý cho hành khách thang máy - Người điều khiển phải điều chỉnh tốt tốc độ, gia tốc thang máy cho không gây nên tâm lý hoảng loạn ,thiếu tin cậy khách hàng Một yêu cầu hệ truyền động thang máy phải đảm bảo cho cabin chuyển động êm Cho nên cấn đê quan trọng đẳt ngưới thiết kế không đạt vấn đề mà cơng nghệ địi hỏi, yêu cầu điều chỉnh tốc độ, giảm độ giật cabin, tránh cảm giác khó chịu cho hành khách giai đoạn khởi động dừng tầng Vì vậy, tham số đặc trưng cho chế độ làm việc thang máy tốc độ di chuyển v[m/s], gia tốc a[m/s2] độ giật ρ[m/s3] 1.8 1.9 1.10 1.11 Hình 1.3: Các đường cong biểu diễn phụ thuộc quãng đường S, tốc độ v, gia tốc a dộ giật ρ theo thời gian 1.12 Biểu đồ làm việc tối ưu thang máy tốc độ trung bình tốc độ cao với năm giai đoạn chính: mở máy, chế độ ổn định, hãm xuống tốc độ thấp, buồng thang đến tầng hãm dừng hình 1.3 1.13 Khi tốc độ cabin đạt giá trị từ (0,75÷3,5) [m/s], gia tốc tối ưu a ≤ [m/s ], giá trị gia tốc nhằm đảm bảo suất cao, không gây cảm giác 1.14 khó chịu cho hành khách Một đại lượng ảnh hưởng đến di chuyển êm cabin, độ giật (đạo hàm bậc gia tốc đạo hàm bậc hai tốc độ ) Khi giá trị gia tốc đạt tối ưu a ≤ [m/s2] độ giật [m/s3] 1.14.1 Tính chọn cơng suất động Tính chọn cơng suất động truyền động cho cabin thang máy có ý nghĩa quan trọng, đảm bảo sử dụng triệt để khả phát nóng dây quấn máy điện, đảm bảo suất, nâng cao hiệu suấthệ truyền động góc pha lưới điện Để tính chọn cơng suất truyền động cho cabin thang máy 1.15 Dựa vào phân tích trên,ta phải thiết kế hệ thống đạt yêu cầu sau: 1.16 Số tầng :10 Chiều cao tầng : 4(m) Tốc độ chuyển động : 1.5(m/s) Gia tốc cực đại : (m/s2) Trọng lượng cabin : 700(kg) Tải cực đại : 680(kg) Đường kính puli : 0,4(m) Tỷ số truyền : 20 Hiệu suất truyền : 0,85 Làm việc tin cậy, đảm bảo an toàn, dễ chịu cho hành khách Điều chỉnh tốc độ bám theo đường cong tối ưu, có yêu cầu đảo chiều Dừng xác 1.16.1.1 Xác định phụ tải tĩnh nâng tải Phụ tải tĩnh trọng lượng của: cabin, tải trọng đối trọng (bỏ qua tọng lượng dây cáp) 1.17 Lực kéo đặt lên puli nâng tải: 1.18 1.19 Trong đó: G khối lượng hàng (kg) 1.20 khối lượng cabin (kg) 1.21 khối lượng đối trọng (kg) k hệ số tính đến ma sát dẫn hướng đối trọng (k = 1,15 ÷ 1,3) 1.22 g gia tốc trọng trường 1.23 Khối lượng đối trọng: 1.24 Với hệ số cân , chọn α = 0.4 ta tính 1.25 Chọn k = 1.2 ta tính lực kéo đặt lên puli nâng tải sau: 1.26 Momen tương ứng với lực kéo nâng tải định mức: 1.27 1.28 Trong đó: R = 0.2 (m) bán kính puli 1.29 = 20 tỉ số truyền cấu 1.30 = 0.85 hiệu suất cấu 1.31 1.32 1.32.1.1 Xác định phụ tải tĩnh hạ tải Lực kéo đặt lên puli hạ với tải định mức 1.33 Momen tương ứng với lực kéo hạ tải 1.34 1.34.1.1 Xác định đồ thị phụ tải, hệ số sóng điện tương đối Để xác định hệ số đóng điện tương đối càn phải xây dựng đồ thị phụ tải tĩnh Để thuận tiện cho tính tốn ta đặt số giả thiết sau: 1.35 Cabin đầy tải với 10 hành khách Qua tầng thời gian vào cabin tính gần 2s/1người Thời gian mở cabin 1s/1lần đóng cabin 1s/1lần Gỉa sử tầng có người có người vào ta có thời gian nghỉ Theo tiêu chuẩn thời gian mở máy hãm máy ta có là: 1.36 1.37 1.38 Ta có quãng đường cabin thời gian mở hãm máy là: 1.39 1.40 Trong đó: quãng đường cabin lúc khởi động máy 1.41 quãng đường cabin lúc hãm máy Tiếp theo ta có thời gian di chuyển cabin qua tầng chưa tính lúc khởi động hãm là: 1.42 1.43 1.44 Trong đó: h chiều cao tầng 1.45 Vậy tổng thời gian làm việc cabin di chuyển qua tầng là: 1.46 1.47 Giả thiết lên đến tầng thứ 10 10 hành khác 10 hành khách vào ta có thời gian nghỉ tối đa thang máy là: 1.48 1.49 1.50 Gỉa thiết tương tự với lúc xuống thông số không thay đổi: 1.51 1.52 Chu kỳ làm việc thang máy là: 1.53 1.54 Đồ thị phụ tải tĩnh xây dựng: 1.55 1.56 Hình 2.4: Đồ thị phụ tải tĩnh 1.57 Từ đồ thị phụ tải xác định hệ số đóng điện tương đối: 1.58 1.58.1.1 Xác định công suất động 1.59 Mô men đẳng trị động định thưo biểu đồ phụ tải tĩnh: 1.60 1.61 Quy chuẩn loại 25% ta có cơng suất động cơ: 1.62 1.63 Công suất động là: 1.64 1.65 Chọn động có cơng suất 1.65.1 Chọn phương án truyền động 1.65.1.1 Chọn loại động Dựa vào q trình tính tốn đề tài thiết kế hệ thống truyền động cho thang máy 10 tầng chở người em chọn động với cơng suất Do sử dụng loại động cơ: 1.66 Động chiều Động đồng kích từ nam châm cĩnh cửu Động khơng đồng roto lồng sóc a) Động chiều Ưu điểm: Điều chỉnh tốc độ đơn giản tuyến tính Động chiều có đặc tính khởi động tốt Nhược điểm: Điều chỉnh tốc độ đơn giản tuyến tính Động chiều có đặc tính khởi động tốt Trong trình hoạt động dễ gây hỏa hoạn tượng đánh lửa vành góp chổi than b) Động đồng kích từ nam châm vĩnh cửu Ưu điểm: Có hiệu suất cao động không đồng bộ, phù hợp dải công suất nhỏ, thường dùng cho cấu truyền động có vùng điều chỉnh rộng, độ xác cao Có kích thước nhỏ gọn so với động không đồng công suất Sử dụng vật liệu từ, có mật độ từ cao, tổn thất từ độ nhụt từ nhỏ, khả tái nạp từ tốt, chịu nhiệt độ cao Nhược điểm: Về mặt kinh tế động đồng kích từ nam châm vĩnh cữu đắt động khơng đồng rơ to lồng sóc c) Động khơng đồng roto lồng sóc Ưu điểm: Cấu tạo đơn giản Phổ biến rộng rãi So với động chiều động khơng đồng có giá thành hạ, vận hành tin cậy, chắn Ở Việt Nam sản xuất loại động với nhiều dải công suất khác Sử dụng trực tiếp điện xoay chiều pha nên không cần trang bị thêm thiết bị biến đổi kèm không cần điều chỉnh tốc độ Nhược điểm: Điều chỉnh tốc độ khống chế trình độ khó khăn, động roto lồng sóc có tiêu khởi động xấu nhiều so với động chiều Từ ưu nhược điểm loại động em chọ động không đồng roto lồng sóc thiết kế hệ truyền động cho thang máy chở người 1.67 1.67.1.1 Chọn loại biến tần Biến tần thiết bị dùng để điều khiển tốc độ quay động dòng điện xoay chiều cách điều khiển tần số điện cung cấp cho động hay biến tần thiết bị để biến đổi lượng xoay chiều từ tần số sang tần số khác 1.68 a) Biến tần trực tiếp 1.69 1.70 Hình 2.5: Sơ đồ khối biến tần trực tiếp AC – AC 1.71 Biến tần trực tiếp dùng khâu biến đổi để biến đổi nguồn xoay chiều có điện áp tần số không đổi thành điện áp xoay chiều chỉnh q trình biến đổi khơng phải qua khâu trung gian nên gọi biến tần biến đổi trực tiếp Điện áp với tần số cần qua mạch van để chuyển qua điện áp tần số nên loại biến tần có hiệu suất biến đổi lượng cao nhiên sơ đồ mạch van phức tạp 1.72 Ưu điểm: Có hiệu suất cao so với biến tần gián tiếp Đặc biệt có nghĩa công suất hệ thống điều tốc cực lớn ( 10.000kW) Nhược điểm: Là loại biến tần có tần số đầu ln nhỏ tần số lưới f2
Ngày đăng: 10/02/2022, 16:07
Xem thêm: