ĐỒ ÁN CHẾ TẠO MÁY- DO AN THANG MAY

Thang máy được sử dụng rộng rải trong các ngành sản xuất của nền kinh tế quốc dân như trong khai thác hầm mỏ, trong xây dựng, luyện kim, công nghiệp nhẹ, … ở nhửng nơi này thang máy được

Thang máy được sử dụng rộng rải trong các ngành sản xuất của nền kinh tế quốc dân như trong khai thác hầm mỏ, trong xây dựng, luyện kim, công nghiệp nhẹ, … ở nhửng nơi này thang máy được sử dụng để đưa công nhân, hàng hóa, sản phẩm tới những nơi có độ cao khác nhau Nó đã thay thế cho sức lực con người và đồng thời mang lại hiệu quả cao.

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

Với các nhà nhiều tầng có chiều cao lớn thì việc trang bị thang máy là bắt buộc để phục vụ việc đi lại trong toà nhà Nếu vấn đề vận chuyển người trong những toà nhà này không được giải quyết thì các dự án xây dựng các toà nhà cao tầng không thành hiện thực

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

Thang máy chỉ có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, chuyển động êm dịu thì chưa đủ điều kiện để 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 khi mất điện,chông báo, bộ hãm bảo hiểm, công tắc an toàn cửa cabin Mức độ quy định an toàn tùy thuộc yêu cầu vào các loại thang máy khác nhau

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

1.2 Lịch sử phát triển thang máy.

Cuối thế kỷ19, trên thế giới chỉ có một vài hãng thang máy ra đời như OTIS (Mỹ),

Schindler (Thụy Sỹ) Chiếc thang máy đầu tiên 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 mở bằng tay, tốc độ di chuyển của cabin thấp

Đến thế kỷ thứ 20, có nhiều hãng thang máy ra đời như KONE (Phần Lan),

MISUBISHI, NIPON ELEVATOR, (Nhật Bản), THYSEN (Đức) đã chế tạo các loại thang máy có tốc độ cao, tiện nghi trong cabin tốt hơn và êm hơn

Vào đầu những năm 1970, thang máy đã chế tạo đạt tới tốc độ 450 m/ph, những thang máy chở hàng đã đạt 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 rấn ngắn với tiến bộ của các ngành khoa học khác, tốc độ thang máy đã đạt tới 600 m/ph Vào những năm 1980, đã xuất hiện hệ thống điều khiển động cơ mới bằng phương pháp biến đổi điện áp và tần số VVVF (inverter) Thành tựa này cho phép thang máy hoạt động êm hơn, tiết kiệm được khoảng 40% công suất động cơ Đồng thời, cũng vào những năm này đã xuất hiện loại động cơ điện cảm ứng tuyến tính

Vào đầu những năm 1990, trên thế giới đã chế tạo những loại thang máy có tốc độ đạt tới 750 m/ph và các thang máy có tính năng kỹ thuật đặc biệt khác

Với tốc độ đô thị hóa chóng mặt và sự phát triển của công nghiệp hoá cũng như các yêu cầu tiện nghi của con người nên việc sử dụng thang máy tăng rất nhanh, theo thống kê của hãng HITACHI (Nhật Bản) thì cách đây 10 năm tại Nhật lắp thêm 20000 chiếc, tại Hàn Quốc lắp thêm 15000 chiếc, và tại Trung Quốc là 10000 chiếc

1.3 Phân loại thang máy.

Thang máy hiện nay được thiết kế và chế tạo rất phong phú và đa dạng, với nhiều kiểu dáng, loại khác nhau để phù hợp với mục đích sử dụng của từng công trình

Có thể phân loại thang máy theo các nguyên tắc và đặc điểm sau:

1.3.1.Theo công dụng (TCVN 5744 - 1993) thang máy được phân thành 5 loại:

a, Thang máy chuyên chở người

Loại này chuyên dùng để vận chuyển hành khách trong các khách sạn, công sở, các khu chung cư, trường học,

b, Thang máy chuyên chở người có hàng đi kèm

Loại này thường dùng cho các siêu thị, khu triển lãm …

c, Thang máy chuyên chở bệnh nhân

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

nó là kích thước thông thủy cabin phải đủ lớn để chứa băng ca (cáng) hoặc giường của bệnh nhân, cùng với các 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.

d, Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm

Loại này thường được dùng trong các nhà máy, công xưởng, kho, thang dùng cho nhân viên khách sạn , chủ yếu dùng để chở hàng nhưng có người đi kèm để phục vụ

e, Loại thang chuyên dùng để chở vật liệu, thức ăn trong các khách sạn, nhà ăn tập thể Đặc điểm của loại này là chỉ có điều khiển ở ngoài cabin (trước các cửa tầng), còn các loại thang khác nêu ở trên vừa điều khiển cả ở trong và ngoài cabin

Ngoài ra còn có các loại thang chuyên dùng đặc biệt khác như: thang máy cứu hoả, thang máy chở ôtô Đối với các thang đặc biệt có tải trọng lớn thường có kích thước lớn, kết cấu khá phức tạp và vận tốc thường rất nhỏ Khi chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng thường cần có các giấy cho phép của các cơ quan có chức năng

1.3.2 Theo hệ thống dẫn động cabin

a, Thang máy dẫn động điện

Loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ điện truyền qua hộp giảm tốc tới puly ma sát hoặc tang cuốn cáp Chính nhờ cabin được treo bằng cáp mà hành trình lên xuống của nó không bị hạn chế Ngoài ra còn có thang dẫn động cabin lên xuống nhờ bánh răng thanh răng chuyên chở người cho các công trình xây dựng cao tầng

b, Thang máy dẫn động thuỷ lực (bằng xylanh - pittông)

Đặc điểm của loại thang này là cabin được đẩy từ dưới lên nhờ pittông – xylanh thuỷ lực nên bị hạn chế hành trình Hiện nay thang máy thủy lực có hành trình tối đa khoảng 18 m Do đó không thể trang bị cho các tòa nhà cao tầng mặc dù nó có kết cấu nhỏ gọn, tiết diện giếng thang nhỏ hơn khi có cùng tải trọng so với dẫn động cáp, chuyển động êm, an toàn, giảm được chiều cao tổng thể của công trình do buồng máy đặt ở tầng trệt

c, Thang máy dẫn động khí nén

Về nguyên lý ta vẫn có thể sử dụng dòng khí tạo áp lực đẩy để nâng hạ cabin trong giếng thang máy Tuy nhiên phương pháp này rất ít được sử dụng trong thực tế d.Thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng;

e.Thang máy dẫn động bằng vít me

Hình 1.3.2: Các phương án dẫn động cabin

a) Thang máy điện dẫn động cáp dùng puly ma sát.

b) Thang máy điện dẫn động cáp dùng tang cuốn cáp.

c) Thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng.

d) Thang máy điện dẫn động bằng vít me.

e) Thang máy dẫn động bằn thủy lực.

1.3.3 Theo vị trí đặt bộ tời kéo.

- Đối với thang máy điện có 2 loại :

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

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

- Đối với các thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răng thì bộ tời dẫn động đặt ngay trên nóc cabin

- Đối các thang máy thuỷ lực: buồng máy đặt tại tầng trệt

Hình 1.3.3 Các phương án bố trí bộ tời kéo.

a) Bộ tời đặt trên nóc cabin.

b) Bộ tời đặt phía trên giếng thang.

c) Bộ tời đặt phía dưới giếng thang.

- Điều khiển ngoài cabin

- Điều khiển cả trong và ngoài cabin

1.3.5 Theo các thông số cơ bản.

a, Theo tốc độ di chuyển của cabin:

1.3.6 Theo kết cấu các cụm cơ bản

a, Theo kết cấu của bé tời kéo:

- Bộ tời kéo có hộp giảm tốc

- Bộtời kéo không có hộp giảm tốc: thường dùng cho các loại thang máy có tốc độ cao ( v > 2,5 m/s)

- 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

b, Theo hệ thống cân bằng:

- Có đối trọng

- Không có đối trọng

- Có cáp hoặc xích cân bằng dùng cho nhưng 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

- Qua palăng cáp vào đầu trên của cabin

- Đẩy từ phía dưới đáy thông qua các puly trung gian

- Đẩy trực tiếp từ đáy cabin (đối với thang máy thủy lực)

- Kết hợp thanh đẩy và puly cáp (đối với thanh đẩy thủy lực)

- Đẩy trực tiếp từ bên vách cabin (đối với thang máy dùng bánh răng thanh răng)

d, Theo hệ thống cửa cabin:

 Theo phương pháp đóng mở cửa cabin:

+ Đóng mở cửa bằng tay

+ Đóng mở cửa nửa tự động

Hai loại trên thường dùng cho thang máy chở hàng có hoặc không có người đi kèm + Đóng mở cửa tự động

 Theo kết cấu của cửa:

+ Cánh cửa dạng cửa xếp lùa về một phía hoặc hai phía

+ Cánh cửa dạnh tấm đóng mở bản lề một hoặc hai cánh

+ Cánh cửa dạng tấm, hai cửa mở chính giữa lùa về hai phía Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt phía sau cabin.

+ Cánh cửa dạng tấm, hai hoặc ba cánh mở về một bên, lùa về một phía Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt cạnh sau cabin

+ Cánh cửa dạng tấm, hai cánh mở chính giửa lùa về phía trên và phía dưới( thang máy chở thức ăn )

 Theo số cửa cabin :

+ Thang máy có 1 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 máy có tốc độ thấp đến 45 m/ph

- Hãm êm, loại này thường dùng cho thang máy có độ lớn hơn 45 m/ph và thang máy chở bệnh nhân

1.3.7 Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang

a, Đối trọng bố trí một bên

b, Đối trọng bố trí phía sau

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

1.3.8 Theo quỹ đạo di chuyển của cabin

a, Thang máy thẳng đứng, là loại thang máy có cabin di chuyển theo phương thẳng đứng, hầu hết các thang máy đang sử dụng thuộc loại này

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

c, Thang máy ziczắc, là loại thang máy có cabin di chuyển theo đường ziczắc

1.4 Cấu tạo chung của thang máy.

Thang máy có nhiều loại khác nhau, nhưng nhìn chung đều có cấu tạo như hình sau:

CHƯƠNG 2:

PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Phân tích các phương án thiết kế về hệ dẫn động thang máy.

Dựa theo đặc điểm tòa nhà chung cư cao tầng, yêu cầu thiết kế và các chỉ tiêu đánh giá theo tiêu chuẩn, ta phân tích, so sánh các phương án để lựa chọn phương án tối ưu nhất

2.1.1 Thang máy điện dẫn động cáp

2.1.1.1 Thang máy sử dụng puly ma sát.

Phương pháp này được sử dụng phổ biến hiện nay Phương pháp này sử dụng đối trọng để cân bằng với ca bin Dây cáp được vắt qua puly, một đầu được nối

cố định với cabin, đầu còn lại nối cố định với đối trọng.

Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp:

+ Ưu điểm:

- Chiều cao nâng lớn tùy theo chiều cao của công trình.

- Công suất dẩn động puly nhỏ ( vì có sự cân bằng về lực khi cabin và đối trọng chuyển động)

2.1.1.2 Thang máy sử dụng tang quấn cáp.

Dây cáp được quấn quanh tang Một đầu dây cáp được mắc cố định vào tang quấn, đầu còn lại được mắc với cabin.

Ưu điểm của phương án:

+ Không cần đối trọng do đó có thể tiết

kiệm diện tích buồng thang.

Nhược điểm của phương án :

+ Số vòng cáp quấn trên tang nhiều nên

cáp dể mòn và nhanh đứt, tuổi thọ dây cáp

giảm.

+ Chiều cao nâng bị hạn chế do phụ

thuộc kích thước tang

+ Công suất dẫn động tang phải lớn

+ Kết cấu cồng kềnh.

+ Làm việc không êm.

2.2 Thang máy thủy lực.

1 Cabin.

2 Pittông-xylanh thủy lực

3 Giếng thang

Hình 2.2 : Thang máy thủy lực

*Phân tích ưu điểm và nhược điểm của phương án :

+ Ưu điểm :

- Tính an toàn cao

- Chuyển động êm dịu

- Giảm được diện tích của giếng thang do không cần phải dùng đối trọng

- Toàn bộ tải trọng được truyền lên pittông do đó không ảnh hưởng đến kết cấu chịu lực của công trình

+ Nhược điểm :

- Chiều cao nâng không lớn

- Khó bảo trì bảo dưỡng khi có sự rò rỉ dầu

- Sự thay đổi nhiệt độ làm thay đổi độ nhớt của dầu dẫn đến hiện tượng dừng tầng không chính xác

2.3 Thang máy dẫn động bằng vít – đai ốc.

- Làm việc gây tiếng ồn do quá trình làm việc nhờ kết cấu cơ khí trục

vít- đai ốc

- Chiều cao nâng của thang hạn chế

Vì vậy phương án sử dụng thang máy dẫn động bằng trục vít- đai ốc cũng không

phù hợp cho các tòa nhà cao tầng

Như vậy phương án thang máy dẩn động cáp dùng puly là phương án phù hợp

nhất trong các phương án trên

2.2 Các phương án bố trí sơ đồ dẫn động thang máy:

Đối với thang máy dẫn động cáp, ta có nhiều cách mắc cáp và bố trí bộ tời trong

công trình tùy theo các điều kiện cụ thể như kết cấu công trình, tốc độ định mức, tải

b) Phương án dùng puly phụ cuốn cáp hai lần.

c) Phương án dùng puly đổi hướng cáp.

d) Phương án không dùng puly đổi hướng cáp.

2.2.1 Phương án dùng pa lăng cáp.

Loại này giảm lực căng cáp lên mỗi nhánh cáp tuy nhiên tốc độ của thang giảm, sử

dụng nhiều puly đổi hướng nên chiếm không gian trong giếng thang lớn Không phù

hợp với thang có tốc độ cao

2.2.2 Phương án dùng puly phụ cuốn cáp hai lần

Ưu điểm :

+Loại này làm tăng góc ôm của cáp quấn lên puly ma sát, tăng khả năng kéo của puly ma sát

+ Có thể điều chỉnh được khoảng cách giửa tâm cáp nối cabin và tâm cáp nối đối trọng

+ Cấu tạo đơn giản, dể lắp đặt, bảo dưởng

+ Hành trình lớn

Nhược điểm :

+ Làm tăng ứng suất trong cáp làm giảm tuổi thọ của cáp

+ Kích thước công trình tăng

+ Tính kinh tế không cao

2.2.3 Phương án dùng puly đổi hướng cáp

+ Làm tăng chiều cao công trình do có thêm phòng máy

Sử dụng phổ biến cho cả hai loại thang máy chở người và chở hàng

2.2.4 Phương pháp không dùng puly đổi hướng.

+ Làm tăng chiều cao công trình do có thêm phòng máy

=> Từ những phân tích trên, ta thấy phương án dẫn động có bộ tời đặt trên giếng thang dùng puly đổi hướng cáp là hợp lý nhất (hình 2.2.c)

2.3 Phương án truyền động.

2.3.1 Bánh vít-trục vít

Bộ truyền bánh vít - trục vít được dùng để truyền chuyển động và tải trọng giửa hai trục chéo nhau nhờ sự ăn khớp của các ren trên trục vít với các răng trên bánh vít

Hình 2.3.1: bộ truyền bánh vít-trục vít

Đánh giá bộ truyền bánh vít-trục vít:

 Ưu điểm :

+ Làm việc êm, không ồn như trong truyền động bánh răng hoặc xích

+ Thực hiển tỷ số truyền lớn trong 1 cấp

+ Có khả năng tự hảm

 Nhược điểm:

+ Hiệu suất thấp, sinh nhiệt nhiều do có hiện tượng trượt dọc răng ( có thể phải dùng biện pháp làm nguội như dùng quạt,…) + Cần dùng vật liệu giảm ma sát (đồng thanh ) đắt tiền để chế tạo bánh vít.+ Yêu cầu cao về độ chính xác lắp ghép

Phạm vi sử dụng : Truyền động trục vít đắt tiền và phức tạp hơn truyền động bánh răng, do đó chỉ sử dụng khi cần truyền chuyển động giửa các trục chéo nhau,sử dụng ở các cơ cấu yêu cầu tỷ số truyền lớn, hoặc khi cần lợi dụng tính tự hảm của bộ truyền Mặt khác hiệu suất thấp và nguy hiểm về dính củng hạn chế khả năng truyền công suất của biij truyền Bộ truyền trục vít được dùng để truyền động công suất không quá 50-60kW, làm việc trong các máy nâng chuyển, ô tô, máy cắt kim loại Tỷ số truyền trong khoảng 20→60, đôi khi có thể lên đến 100

2.3.2 Bộ truyền bánh răng.

Bộ truyền bánh răng thực hiện truyền chuyển động và tải động nhờ sự ăn khớp giửa các răng trên bánh răng

Hình 2.3.2: Các bộ truyền động bánh răng

a) bộ truyền bánh răng trụ tròn răng thẳng

b) bộ truyền bánh răng trụ tròn răng nghiêng

c) bộ truyền bánh răng trụ tròn răng chữ V

d) bộ truyền bánh răng nón răng thẳng

e) bộ truyền bánh răng trụ chéo

g) bộ truyền bánh răng nón chéo

h) bộ truyền trục vít

 Đánh giá truyền động bánh răng :

 Ưu điểm :

+ Khả năng tải lớn => kích thước nhỏ gọn

+ Tỷ số truyền không thay đổi

+ Hiệu suất cao, có thể đạt tới 0,97→0,98 trong 1 cấp

+ Tuổi thọ cao, làm việc tin cậy

 Nhược điểm:

+ Công nghệ cắt răng phức tạp

+ Yêu cầu cao về độ chính xác chế tạo củng như lắp ráp.

+ Có nhiều tiếng ồn khi vận tốc lớn

+ Kết cấu đơn giản, giá thành thấp

+ Làm việc êm, không có tiếng ồn nhờ độ dẻo dai→ thích hợp với vận tốc lớn + Có khả năng truyền động giửa 2 trục xa nhau

+ Đề phòng được quá tải cho máy, nhờ đai trượt trên bánh đai khi quá tải

 Nhược điểm :

+ Kích thước lớn

+ Tỷ số truyền u khác hằng số, do sự trượt đàn hồi không tránh khỏi của đai + Lực tác dụng lên trục và ổ lớn, do phải căng đai với lực căng ban đầu F0

+ Tuổi thọ đai thấp( trong khoảng từ 1000h đến 5000h )

 Phạm vi sử dụng: Truyền động đai được dùng khi cần truyền chuyển động giữa

2 trục cách nhau khá xa Trong hệ truyền động cơ khí, đai thường đặt ở cấp nhanh hay

bố trí sát với động cơ nhằm đề phòng quá tải cho máy

Truyền động đai được sử dụng để truyền công suất dưới 50kw, vận tốc tới 30m/s

Bộ truyền xích truyền chuyển động và công suất từ đỉa dẫn (1) sang đĩa dẫn (2) nhờ sự ăn khớp giửa các mắt xích với các răng của đỉa xích.

Hình 2.3.4 bộ truyền xích đơn giản.

+ Vận tốc tức thời của xích và của đĩa bị dẫn không ổn định

+ Bản lề mòn tương đối nhanh, do bôi trơn bề mặt khó khăn

+ Tuổi thọ đai thấp( trong khoảng từ 1000h đến 5000h )

 Phạm vi sử dụng:

Thường được dùng để truyền chuyển động giữa các trục có khoảng cáchtrung bình, từ 1 trục đến 1 số trục, để giảm tốc độ hay tăng tốc Sử dụng phổ biến trong các máy nông nghiệp, máy vận chuyển,…Thông thường công suất truyền N< 120kW, khoảng cách trục đến 8m

=>Kết luận:

Ta chọn hộp giảm tốc bánh vít trục vít là lựa chọn tối ưu nhất so với các loại khác

do kết cấu đơn giản, tỉ số truyền cao, khả năng tự hãm lớn, làm việc an toàn, độ tin cậy cao

a)

b)

Hình 2-4: Phương án thiết kế.

a) Sơ đồ truyền động(1-động cơ điện; 2-khớp nối

đàn hồi; 3-phanh điện từ;4-hộp giảm tốc trục vít-bánh vít;5-puly dẩn hướng;6-đối cabin;8-puly dẫn động)

b) Sơ đồ tổng thể.

Thang máy điện dẫn động cáp có bộ tời kéo đặt phía trên đỉnh giếng thang; dùng động cơ điện không đồng bộ 3 pha rôto dây cuốn; hộp giảm tốc bánh vít trục vít; phanh hai má kiểu điện từ loại thường đóng; dẫn động nhờ puly ma sát; kết cấu đóng

mở cửa cabin là loại 2 cánh đóng mở chính giữa lùa sang hai bên; bộ hãm bảo hiểm kết hợp với bộ hạn chế tốc độ để dừng cabin khi đứt cáp, chùng cáp hoặc cabin vượt quá tốc độ định mức; bộ giảm chấn thủy lực lắp đặt dưới đáy giếng thang nhằm giảm chấn cho cabin và đối trọng

Theo TCVN 6395-2008, tham khảo tiêu chuẩn Nhật Bản (JIS A.4302-1383) ta

tính toán diện tích sàn cabin theo tải trọng như sau: số hành khách =

80

Q

(với Q: Tải trọng định mức, kết quả lấy đến số nguyên, bỏ số lẻ), diện tích tối thiểu sàn cabin là

3.13m2 và diện tích sàn lớn nhất là 3.4m2 (theo TCVN 6395-2008 –Trang 34 và 35) ứng với số hành khách là 20 người, ta có:

+ Đối tượng phục vụ: bệnh viện cao 5 tầng , mổi tầng cao 3.3m

+ Tải trọng danh nghĩa :1600 kg (20 người)

3.1.1 Xác định sơ bộ khối lượng cabin. 06

Ta có : Mcb = Mk + Mv + Ms + Mt + Mc (1)

Trong đó:

Mcb: Trọng lượng của cabin;

Mk: Trọng lượng của khung treo;

Mv: Trọng lượng của vách cabin

Ms : Trọng lượng của sàn

Mt: Trọng lượng của nóc và trần cabin

Mc: Trọng lượng của cửa

c) Kết cấu khung cabin

c)a)

5 3.2

50r3.2 r3.2

b)

+ Khối lượng trần cabin:

Trần cabin ta dùng tấm thép dày 1,5mm Ta có khối lượng trần cabin là:

Mt=1,5 1600 2000 7,85.10× × × − 6 =37,68kg

+ Khối lượng cửa cabin:

Cửa cabin là loại 2 cánh đóng mở chính giữa lùa sang hai bên Khối lượng cửa khoảng 60kg

Thay các giá trị trên vào (1) ta có khối lượng cabin là :

Mcb = Mk + Mv + Ms + Mnt + Mc= 256,7+223,725+75,36+37,68+50=643,465(kg)

3.1.2 Khối lượng đối trọng.

Trọng lượng đối trọng được xác định theo công thức:

Md=M cb+ψ.Q

trong đó :

Mcb : trọng lượng của cabin

Q=1600kg : tải trọng định mức của thang máy

Công thức xác định Smax : Smax=

+ ∑G c : tổng trọng lượng của các loại cáp.

Vì chiều cao nâng nhỏ nên có thể bỏ qua →∑G c=0

+ a=1:bội suất của pa lăng + mn=6: số nhánh cáp vắt qua puly ma sát

3.2.2.Chọn cáp dùng cho cơ cấu nâng.

Trong các máy nâng chuyển hiện nay, cáp thép được sử dụng rộng rãi vì nó có nhiều ưu điểm hơn xích như an toàn trong sử dụng, độ mềm cao, đễ uốn cong, đảm bảo độ nhỏ gọn của cơ cấu và của máy, đảm bảo độ êm dịu, không gây ồn khi làm việc, trọng lượng riêng nhỏ, giá thành thấp, đảm bảo độ bền lâu, thời hạn sử dụng cao.Yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền lâu của cáp thép là lực căng cáp lớn nhất khi làm việc và bán kính uốn cong cáp

Do đó, khi tính toán ta chọn cáp theo lực căng cáp, còn độ bền lâu được đảm bảo bằng cách chọn hệ số an toàn n và tỷ số giữa đường kính puly với đường kính cáp

Dp/dc

Cáp thép được chọn theo điều kiện sau:

Sđ ≥ Smax.n (công thức 1.1 sách “Máy và thiết bị nâng” của Pts.Trương Quốc Thành)

+ dc = 13,0 mm

3.3 Xác định kích thước cơ bản của puly ma sát.

Đường kính puly dẫn động ( puly ma sát) tính đến tâm cáp nâng được xác định theo công thức sau: D e d≥ × c

Trong đó : + D(mm)-là đường kính của puly ma sát tính đến tâm cáp

+ e-tỷ số giửa đường kính cáp và puly Giá trị của nó được xác định

tùy theo loại thang và tốc độ(e=40 ứng đối với thang chở ngườicó v<1,4m/s)

=> D ≥ 40 × = dc 40 13 520 × = (mm)

+ Hệ số ma sát tính toán của puly ma sát loại này là :

 Kiểm tra bền puly ma sát:

Đẻ đảm bảo tuổi thọ của cáp và puly ma sát ta tiến hành kiểm tra théo ứng suất giửa dây cáp và rãnh puly theo điều kiện :Pmax ≤ [P]

Trong đó: + Pmax-ứng suất dập lớn nhất được tính theo công thức : max .8

c

S P

Với [P]=(5÷7)N/mm2: ứng suất dập cho phép của vật liệu

=> Pmax ≤ [P] thỏa mản điều kiện ứng suất dập

3.3 Kiểm tra khả năng kéo của puly ma sát.

Xác định khả năng kéo của puly ma sát tức là xác định giá trị lớn nhất của tỷ số 2

1

S S

mà không xảy ra hiện tượng trượt cáp trên rãnh puly

Cáp nâng được vòng qua rãnh cáp của puly ma sát với góc ôm θ Khi nâng cabin đầy tải lực căng cáp của nhánh treo cabin là S2 và nhánh treo đối trọng là S1 và S2>S1 Khi hạ cabin không tải thì S1>S2 và trong cả hai trường hợp đều có lực vòng trên puly

S

e S

θ

  ≤

 ÷

  (theo công thức ? sách “Máy và thiết bị nâng của Pts )

Trong đó : +θ -là góc ôm của cáp lên puly ma sát

+ ft = 0,204-hệ số ma sát tính toán giữa cáp và rãnh puly

+ ef t.θ : hệ số kéo của puly ma sát

Các lực S1, S2 được xác định có kể đến lực quán tính trong quá trình chuyển động không ổn định

Giá trị lớn nhất của tỷ số lực căng giữa các nhánh cáp trong thang máy 2

1 max

S S

2

cb d

 Trạng thái làm việc có kể đến lực quán tính khi phanh và mở máy:

 Trường hợp cabin đầy tải và ở vị trí dưới cùng:

Trong trường hợp này thì nhánh cáp treo cabin có lực căng S2, còn nhánh cáp treo đối trọng có lực căng nhỏ S1 Có 2 trạng thái:

+ Trạng thái mở máy nâng cabin từ vị trí dưới cùng

+ Trạng thái phanh cabin khi hạ xuống vị trí dưới cùng

Cả hai trạng thái đều cho tỷ số 2

a v

v=∫a dt a= × t −t

với : + v=1m/s-tốc độ định mức của thang máy

+ t0: thời gian trước và sau khi đạt giá trị ổn định, giá trị t0 từ 0,7÷0,8 + ta: thời gian gia tốc

Tra bảng 3.2 (Thời gian và quảng đường gia tốc ) sách “Thang máy” của” Vũ Liêm Chính” ta được t0=0,7s, ta=1,7s

0

1

1( / )1,7 0,7

g a

g a

λ= + = + =

 Trường hợp cabin không tải và ở vị trí trên cùng.

Trong trường hợp này thì nhánh cáp treo cabin có lực căng nhỏ S1 còn nhánh cáp treo đối trọng có lực căng S2 Có 2 trạng thái làm việc sau:

+ Trạng thái mở máy nâng đối trọng từ vị trí dưới cùng

+ Trạng thái phanh đối trọng khi hạ xuống vị trí dưới cùng

Cả hai trạng thái đều cho tỷ số 2

M S

t

S S f

rad f

+ Lực cản do không khí

+ Lực ma sát giữa ray dẫn hướng và ngàm dẫn hướng

Tuy nhiên lực cản do ma sát và do không khí là không đáng kể nên ta chỉ tính lực cản do chênh lệch lực căng của hai nhánh cáp Pmax gây ra Do đó khi tính công suất động cơ dẫn động có thể tính đến hệ số K=1,1÷1,2 Khi đó tổng lực cản mà dộng cơ phải thắng được là:

+ v=1m/s : vận tốcdanh nghĩa của thang máy

+ η=ηtđ.ηp : hiệu suất chung của cơ cấu dẫn động thang máy

Với - ηtđ=0,8 : hiệu suất của bộ truyền trục vít

- ηp=0,96 : hiệu suất của puly ma sát

→ η= 0,8 0,96=0,768

 Xác định lực vòng tĩnh Pmax

Ta xét 2 trạng thái: Tráng thái cabin đầy tải và trạng thái cabin không tải

 Xét trạng thái cabin đầy tải , lực căng lớn nhất S2 ở phía cabin:

Sơ đồ tính toán :

- Xác định lực căng cáp S2 ở phía cabin:

Lập phương trình cân bằng cho cabin ta được :

- Xác định lực căng cáp S1 ở phía đối trọng:

Lập phương trình cân bằng cho đối trọng ta được:

a