Báo cáo thiết kế hệ thống cơ điện tử thiết kế thang máy dẫn động cáp

Hà Nội 2021 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ  BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ  BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ  BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ  BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ  Giáo viên hướng dẫn TS NGUYỄN VĂN TRƯỜNG Sinh viên thực hiện NGUYỄN TRÍ LINH – 2018603159 LÊ LÂM LONG – 2018605073 PHÙNG VĂN LONG – 2018603911 Lớp ĐH CƠ ĐIỆN TỬ 2.

Hà Nội: 2021

- -

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

- -

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

- -

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

- -

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ



Giáo viên hướng dẫn : TS NGUYỄN VĂN TRƯỜNG

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN TRÍ LINH – 2018603159

LÊ LÂM LONG – 2018605073

PHÙNG VĂN LONG – 2018603911

Lớp: ĐH CƠ ĐIỆN TỬ 2 – K13

ĐỒ ÁN MÔN

THIẾT KẾ CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ SẢN PHẨM CƠ ĐIỆN TỬ THANG

MÁY ĐƠN 5 TẦNG DẪN ĐỘNG CÁP

ĐỒ ÁN MÔN

ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN

ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐO VÀ XỬ LÍ TÍN HIỆU SỬ DỤNG CẢM BIẾN PHÁT HIỆN LỬA, CẢM BIẾN NHIỆT ĐỂ CẢNH BÁO VÀ CHỮA CHÁY

ĐỒ ÁN MÔN

ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN

PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHÓM

I Thông tin chung

1 Tên lớp: ME6061.2 Khóa: 13

2 Tên nhóm: N25

Họ và tên thành viên: Nguyễn Trí Linh-2018603159

Phùng văn long-2018603911

` Lê Lâm long-2018605073

II Nội dung học tập

1 Tên chủ đề: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử thang máy đơn 5 tầng dẫn

động cáp

2 Hoạt động của sinh viên

Nội dung 1: Phân tích nhiệm vụ thiết kế

- Thiết lập danh sách yêu cầu

Nội dung 2: Thiết kế sơ bộ

- Xác định các vấn đề cơ bản

- Thiết lập cấu trúc chức năng

- Phát triển cấu trúc làm việc

- Lựa chọn cấu trúc làm việc

Nội dung 3: Thiết kế cụ thể

- Xây dựng các bước thiết kế cụ thể

- Tích hợp hệ thống

- Phác thảo sản phẩm bằng phần mềm CAD và/hoặc bằng bản vẽ phác

Áp dụng các công cụ hỗ trợ: Mô hình hóa mô phỏng, CAD, HIL,… để thiết kế sản phẩm

3 Sản phẩm nghiên cứu : Báo cáo thu hoạch bài tập lớn.

IV Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án

1 Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế hệ thống cơ điện tử và các tài liệu tham khảo

2 Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu có): Máy tính

KHOA CƠ KHÍ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TS Nguyễn Anh Tú TS Nguyễn Văn Trường

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

LỜI MỞ ĐẦU

- Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hoá,vật liệu, theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15 độ so với

phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn

- Trong sinh hoạt dân dụng, thang máy được lắp đặt và sử dụng rộng rãi trong các khách sạn, công sở, chung cư, bệnh viện, các đài quan sát, tháp truyền hình, Đặc điểm vận chuyển bằng thang máy so với phương tiện vận chuyển khác là thời gian của một chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục Ngoài ý nghĩa về vận chuyển, thang máy còn là một trong những yếu tố làm tăng vẻ đẹp và tiện nghi của công trình

- Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định, đối với các toà nhà cao 6 tầng trở lên đều 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 của công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý Đối với những công trình đặc biệt như bệnh viện, nhà máy , khách sạn , tuy số tầng nhỏ hơn 6 nhưng do yêu cầu phục vụ vẫn phải được trang bị thang máy

- 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 thang máy khi 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

- Ở Việt Nam trước đây thang máy chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp để chở hàng hóa và ít được phổ biến trong các tòa nhà dân dụng Nhưng trong giai đoạn phát triển hiện nay với sự phát triển mạnh mẻ của nền kinh tế và đời sống ngày càng được nâng cao, việc sử dụng thang máy trong mọi lĩnh vực ngày càng tăng nhanh chóng

- Trong đề tài đồ án thiết kế sản phẩm cơ điện tử thang máy 5 tầng dẫn động cáp này, nhóm sinh viên chúng em xin trình bày một cách cụ thể về quá trình nghiên cứu tìm hiểu và tính toán, thiết kế mô hình Thông qua đó có thể áp dụng nó vào các bài nghiên cứu khoa học hay vào đồ án tốt nghiệp chuyên ngành khi ra trường Để bài báo cáo được hoàn thiện hơn, nhóm chúng em hi vọng nhận được những góp ý

từ phía các thầy cô Qua đây, chúng em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy

cô trong Khoa Cơ khí nói chung và thầy cô trong nghành Cơ điện tử nói riêng đã nhiệt tình hướng dẫn đồ án môn cho chúng em

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2021

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 5

MỤC LỤC 6

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ THIẾT LẬP DANH SÁCH YÊU CẦU 9

1.1 Phân tích nhiệm vụ cụ thể 9

1.1.1 Phân tích nhu cầu thị trường: 9

1.1.1.1 Nhu cầu thực tế: 9

1.1.1.2 Các sản phẩm hiện có trên thị trường: 11

1.1.1.3 Khảo sát các nhóm đối tượng trực tiếp: 12

1.1.1.4 Khảo sát online: 13

1.1.2 Xác định khách hàng 16

1.1.3 Đưa ra phương án 16

1.1.4 Lựa chọn ý tưởng 18

1.1.5 Chiến lược phát triển 18

1.1.6 Môi trường 19

1.2 Thiết lập danh sách yêu cầu: 19

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ 22

2.1 Xác định các vấn đề cơ bản: 22

2.2 Thiết lập cấu trúc chức năng: 24

2.3 Phát triển cấu trúc làm việc: 25

2.4 Lựa chọn cấu trúc làm việc 26

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CỤ THỂ 27

3.1 Nhận diện phương án và làm rõ các ràng buộc về không gian 27

3.1.1 Bắt đầu với giải pháp nguyên tắc và danh sách yêu cầu 27

3.1.2 Xác định điều kiện biên hoặc không gian cưỡng bức của bước thiết kế cụ thể 28

3.1.3 Xác lập các layout thô - xác định các bộ phận thực hiện chức năng chính 28

3.1.4 Phát triển các layout sơ bộ 29

3.1.4.1 Cabin: 29

3.1.4.2 Tủ điện: 29

3.1.4.3 Bộ chống quá tốc và thắng cơ 30

3.1.4.5 Cáp tải 31

3.1.4.6 Bộ truyền cửa tầng 32

3.1.4.7 Máy kéo 32

3.1.5 Giải pháp cho các chức năng phụ trợ 33

3.2 Tích hợp hệ thống 34

3.3 Phác thảo sản phẩm 35

3.3.1 Bản vẽ tổng thể, hình chiếu 35

3.3.2 Bản vẽ chi tiết 39

3.3.3 Sơ đồ điện 41

PHỤ LỤC 42

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Nhu cầu tiêu thụ thang máy tại Việt Nam từ 2010-2020 10

Hình 1.2: Thang máy dẫn động cáp 16

Hình 1.3: Thang máy dẫn động bánh răng 17

Hình 1.4: Thang máy dẫn động trục vít me 17

Hình 2.1: Tính toán lực dây cáp Error! Bookmark not defined. Hình 3.1: Bộ quá tốc và thắng cơ 30

Hình 3.2: Ray dẫn hướng 31

Hình 3.3: Cáp tải 31

Hình 3.4: Bộ truyền cửa tầng 32

Hình 3.5: Máy kéo 32

Hình 3.6: Kết nối các bộ phận 34

Hình 3.7:Hình chiếu đứng 35

Hình 3.8: Hình chiếu cạnh 36

Hình 3.9: Hình chiếu buồng thang 37

Hình 3.10: Cửa buồng thang 38

Hình 3.11: Buồng thang máy 39

Hình 3.12: Đối trọng của thang máy 40

Hình 3.13: Sơ đồ điện 41

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1:Giá các hãng thang máy 5 tầng cho 6-7 người 11

Bảng 1-2:Khảo sát nhu cầu trực tiếp 12

Bảng 1-3: Bảng tổng hợp đánh giá 18

Bảng 2-1: Phát triển cấu trúc làm việc 26

Bảng 2-2: Tổng hợp lựa chọn yêu cầu 27

Bảng 3-1: Xác lập các layout thô 29

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ THIẾT

LẬP DANH SÁCH YÊU CẦU 1.1 Phân tích nhiệm vụ cụ thể

1.1.1 Phân tích nhu cầu thị trường:

Hiện nay, Việt Nam là một trong những nền kinh tế tăng trưởng nhanh nhất châu

Á, Việt Nam đang trong tiến trình đô thị hóa mạnh mẽ, kéo theo sự bùng nổ của ngành công nghiệp xây dựng, trong đó có ngành thang máy tại các thành phố lớn ở nước ta như Hà nội, Tp Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Quảng Ninh, Hải Phòng, do diện tích đất xây dựng ngày càng hạn hẹp nên các tòa chung cư, tòa cao tầng ngày càng mọc nhiều lên, bên cạnh đó nhu cầu phát triển càng được coi trọng vậy nên để tiết kiệm diện tích cũng như để di chuyển thuận tiện thì thang máy đang được ưu tiên và phát triển rất mạnh mẽ Thang máy ngày cnag phỏ biến và quen thuộc với tất cả mọi người, đối tượng sử dụng rất rộng rãi từ già đến trẻ , người lao động, nhân viên, học sinh, sinh viên,

Qua đó nhóm chúng em đang hướng đến nhóm khách hàng tiềm năng để phát triển dự án của mình

* Đối tượng khách hàng:

- Hộ gia đình

- Cư dân sống trong các chung cư

- Công ty văn phòng chủ doanh nghiệp

1.1.1.1 Nhu cầu thực tế:

Thị trường thang máy, thang cuốn ở Việt Nam hiện nay đang là 1 trong những thị trường tiêm năng đối với những công ty thang máy, cùng với sự đô thị hóa và sự phát triển của xã hội thì thang máy ngày 1 phát triển mạnh mẽ hơn Như thời điểm hiện tại thì mỗi năm các công ty thang máy ở việt nam phải tiêu thụ được cả 1000 chiếc thang máy, thang cuốn

Để chứng minh cho khả năng tiêu thụ thang máy trong nước thì chúng tôi đã làm

1 khảo sát về mức độ tiêu thụ của thị trường và thực tế thu được là tổng lượng thang đưa vào sử dụng trong thị trường việt nam hàng năm rơi vào khoẳng 1000 chiếc, bao gồm cả thang máy và thang cuốn tuy nhiên con số này chưa dừng lại ở đây mà còn tiếp tục gia tăng và tăng rất nhanh trong những năm tới khi mà quá trình

đô thị hóa ngày càng phát triển mạnh và nền kinh tế đang trong đà tăng trưởng, các công trình xây dựng ngày càng nhiều và cao, nhất là các khu đô thị, các khu chung

cư, các trung tâm thương mại ngày càng nhiều hơn

* Nhu cầu của sử dụng thang máy nước ta từ năm 2010-2020:

- Từ năm 2010 là 8 triệu USD giảm xuống còn 5 triệu USD năm 2012

- Từ năm 2012 tăng nhẹ lên 6 triệu USD năm 2014

- Từ năm 2012 tăng lên gấp đôi giai đoạn 2016-2018

- Hiện nay mức tiêu thụ đã lên đến 15 triệu USD

Hình 1.1: Nhu cầu tiêu thụ thang máy tại Việt Nam từ 2010-2020

1.1.1.2 Các sản phẩm hiện có trên thị trường:

1 Mitsubishi An toàn, tiện nghi, tốc độ nhanh 350 triệu

2 Hitachi Có khả năng giảm tiếng ồn, tiêu

hao ít năng lượng 450 triệu

3 Otis Thanh lịch, tiết kiệm điện, tích hợp

được bộ khống chế vận tốc, cứu hộ 280 triệu

4 Fuji Chi phí bảo trì và bảo dưỡng thấp 350 triệu

5 Nippon Công nghệ xử lí mượt, khóa cửa an

toàn, tiết kiệm điện, theo tiêu chuẩn

châu âu

350 triệu

6 Thyssenkpp Sử dụng các vật liệu chất lượng,

khung cơ khí tốt và đẹp 250 triệu

7 Schindler Cung cấp tính linh hoạt an toàn,

đáng tin cậy và thân thiện với môi

trường

400 triệu

8 Hyundai Đa dạng thiết kế phong phú 350 triệu

9 Kone Đa dạng thiết kế, thông minh, tiện

1.1.1.3 Khảo sát các nhóm đối tượng trực tiếp:

chung cư mini

Thanh lịch tiết kiệm điện 5-6 người

1.1.1.4 Khảo sát online:

Thông tin khách hàng và câu hỏi khỏa sát ở Phần Phụ lục

* Sau khi khảo sát ta vẽ được biểu đồ sau:

1.1.2 Xác định khách hàng

Từ kết quả khảo sát cho thấy:

- Khách hàng từ 30 đến 40 tuổi

- Có công việc ổn định

- Mức lương từ 15 triệu đến khoảng 40 triệu

- Khách hàng chủ yếu làm ở các công ty điện tử hoặc ngân hàng

1.1.3 Đưa ra phương án

Thang máy dẫn động cáp:

Thang máy dẫn động bánh răng:

Hình 1.3: Thang máy dẫn động bánh răng Thang máy dẫn động trục vit me:

Hình 1.4: Thang máy dẫn động trục vít me

1.1.5 Chiến lược phát triển

- Huy động vốn đầu tư trong nước lẫn nước ngoài, quảng bá tuyên truyền qua nhiều áp hay ứng dụng quảng cáo qua nhiều sản phẩm

- Khả năng của công ty: có thể sản xuất 3- 4 sản phẩm trên ngày

- Nguồn nhân lực: Có 300 nhân viên trong đó có 250 kĩ sư cơ khí, điện tử và cơ điện tử

- Chi nhánh: Gồm 2 chi nhánh với quy mô mỗi nhà máy là 8.000 m2

- Chiến lược phát triển sản phẩm:

 Tập trung vào nghiên cứu và phát triển hệ thống thang máy theo nhu cầu thực tế

 Có các ưu đãi khi người dùng mua sản phẩm để thu hút khách hàng

 Thường xuyên cải tiến và tối ưu hóa hệ thống để người dung dễ dàng

sử dụng và đạt hiệu quả cao

 Vòng đời của một sản phẩm là: 20 năm

 Chế độ bảo hành bảo dưỡng tốt nhất

1.1.6 Môi trường

- Môi trường công nghiệp hóa hiện đại hóa, sẩn phẩm không gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, không tạo ra tiếng ồn

- Dùng vật liệu bền có khả năng tái chế

- Thân thiện với môi trường

- Phù hợp với các chỉ số về y tế liên quan đến sức khỏe người sử dụng

1.2 Thiết lập danh sách yêu cầu:

Nhóm

25

Danh sách yêu cầu cho máy chiếu không dây 07/04/2021

 Loại chuyển động: tịnh tiến

 Vỏ buồng thang: Thép phủ Painted Stainless Steel

sơn- Dây cáp: thép phủ nhựa cho thang máy( độ bền sợi cáp 1570n/ mm2 )

 Tủ điện: làm bằng vật liệu cách điện 220v có khả năng tái chế pvc

-Năng lượng:

Tiêu thụ điện ít P= 2kW,tuổi thọ lên đến

20 năm Nguồn động cơ 220V Nguồn bộ điều khiển 220V

-Điều khiển:

 Hệ thống điều khiển: Điều khiển bằng nút bấm hoặc màn diều khiển,màn điều khiền cảm ứng

 Màn hình thông báo điều khiển: Màn hình thông hiển thị rõ nét full hd

 Điều khiển thông qua bộ điều khiển- sử dụng bộ điều khiển PLC

-An toàn

 Ray dẫn hướng: phải đảm bảo độ cứng khoảng 3000N để giữ trọng lượng cabin và tải trọng trong cabin tựa lên ray

 Bộ hạn chế tốc độ: Hãm tốc độ thang máy khi trượt xuống thang máy di chuyển không quá nhanh,hoặc hãm thang máy khi bị đứt cáp

 Phanh: Lắp ở trên motor kéo giúp thang máy đứng không di chuyển -Tính linh hoạt:

 Dễ sử dụng -Chất lượng:

 Đảm bảo tính ổn định và an toàn -Bảo trì, bảo dưỡng:

 Khoảng thời gian bảo dưỡng: 6 tháng

 Vệ sinh: quét dọn hàng ngày -Chi phí sản xuất: trong khoảng 80-100tr

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ 2.1 Xác định các vấn đề cơ bản:

 Chiều ngang: 600mm

500-Động học:

-Loại chuyển động: tịnh tiến -Hướng chuyển động: thẳng đứng

-Vận tốc: Loại tốc độ trung bình: v = 2 ÷ 2,5 m/s -Khối lượng( trọng lượng tải):

Q = 500 ÷ 1000 kg Lực

-Lực căng dây < 10000N -Rung càng ít càng tốt -Momen xoắn của dây cáp 0

Nm -Đường kính dây từ 8-15mm

-Chất liệu buồng thang inox, nhôm

-Dây cáp: thép phủ nhựa cho thang máy ( độ bền sợi cáp 1570n/ mm2 )

Tín hiệu:

Tín hiệu -Các bảng điều ở các tầng và trong buồng thang phải chính xác

An toàn và Công thái học:

-Vận hành nhanh chóng dễ dàng

-nguyên tắc hoạt động thân thiện với môi trường ( tiếng ồn,rung động )

Sản suất và Kiểm soát -Sản xuất một lần cho các bộ phận

-Sản xuất tại xưởng riêng -Sử dụng các bộ phận mua ngoài có thể lắp ráp và chạy thử

Vận hành và Bảo dưỡng Các bộ như động cơ ,dây cáp pải bảo dưỡng

Bảng điều khiển

Cảm biến mở của

Trung Tâm điều khiển

loa

Màn hiển

thị

Thắng cơ và bộ chống quá tốc

2.3 Phát triển cấu trúc làm việc:

Cáp thép Đường kính 12mm

Hệ thống điều

khiển Bảng điều khiển Màn điều khiển cảm ứng Kết hợp nút và màn điều khiển

Tủ điện Làm bằng nhôm Làm bằng inox Làm bằng inox

Ray hướng dẫn Đô cứng 3000N Độ cứng 4000N Độ cứng 5000N

Bảng 2-1: Phát triển cấu trúc làm việc

2.4 Lựa chọn cấu trúc làm việc

giá

dung 220V

minh,phù hợp điều kiện thời đại

từ 600÷1000kg

>14 năm Cảnh báo

quá tải

quá ồn ,vừa có thể thông báo

Bộ xử lí trung

tâm

nhiều trên thị trường

cách điện tốt

dụng cả cơ và điện khi 1 trong 2 gặp sự

cố