Bài giảng thiết kế thang máy

thang máy cần phải có đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy như: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện, điện thoại nội bộ, chuông báo, bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin đối trọng,

Thang máy

Từ Kết Cấu Wiki

Mục lục

Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để dùng vận

chuyển người, hàng hoá, vật liệu, thực phẩm, giường bệnh,

v.v… theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ

hơn 150 so với phương thẳng đứng một tuyến đã định sẵn

Thang máy thường được dùng trong các khách sạn, công

sở, chung cư, bệnh viện, và các đài quan sát, tháp truyền

hình trong các nhà máy, công sưởng đặc điểm vận chuyển

bằng thang máy so với các phương tiện vận chuyển khác là

thời gian một chu kỳ vận chuyển bé, tần suất vận chuyển

lớn, đóng mở liên tục

Hiện nay thang máy là thiết bị rất quan trọng, đặc biệt là

nhà cao tầng vì nó giúp người ta không phải dùng sức chân

để leo cầu thang và được sử dụng thay cho cầu thang bộ

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 thiết

kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chưã là 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 thang máy cần phải có đầy đủ các thiết bị an toàn,

đảm bảo độ tin cậy như: điện chiếu sáng dự phòng khi mất

điện, điện thoại nội bộ, chuông báo, bộ hãm bảo hiểm, an

toàn cabin (đối trọng), công tắc an toàn của cabin, khoá an

toàn cửa tầng, bộ cứu hoả khi mất điện nguồn…

Thang máy đầu tiên

Thang máy đầu tiên được chế tạo dưới triều đại vua Louis

XV, ở Versailles năm 1743 và chỉ để cho vua dùng Thang

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 [1]

Thang máy hiện đại

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

máy ra đời như OTIS;SCHINDLER, chiếc thang máy đã

Khái niệm

Yêu cầu chung đối với thang máy

Sơ Lược Lịch Sử Phát Triển

Thang máy đầu tiên

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, MISUBISHI,

NIPPON ELEVATOR… THYSEN, 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 của Nhật Bản; Thyssen của Đức, Sabiem của Italia;

LG 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 đầunhững năm 1990 trên thế giới đã chế tạo được những thang máy có tính năng kỹ thuật đặc biệt khác

Đến năm 1981 trên thế giới đã xuất hiện công nghệ hệ thống điều khiển thang máy bằng phương pháp biến đổi tần sốVVVF Thành tựu này là mốc quan trọng đưa ngành thang máy lên tầm cao mới.Ngoài ưu điểm đỗ dừng tầng êm ái nócòn khai thác cho nhân loại giảm thiểu khả năng tiêu thụ điện còn 50% so với trước

Càng ngày công nghệ càng được nâng cấp, cải tiến trong ngành thang máy.Các thang máy tốc độ cao lần lượt xuấthiện.Thang máy tốc độ 500m/phút rồi đến 600m/phút rồi 800m/phút lần lượt ra đời.Ngày nay chúng ta thấy đối với giảipháp thang máy cho các toà nhà cao ốc đã lên tới trên 100 tầng

Cùng với sự phát triển của các hãng thang máy trên thế giới, ở Việt Nam lần lượt các Công ty thang máy ra đời Phải

kể đến những đơn vị đầu tiên trong ngành thang máy như công ty thang máy Tự Động, Thang máy Thiên Nam, TháiBình, Á Châu Meco,… đến năm 2001 các công ty khác lần lượt ra đời như: Thang máy Thăng Long, Hồng Đạt,

Hanoel, Fuji,…… Các dịch vụ phục vụ cho ngành thang máy cũng rất phát triển.Trong tương lai tới, có nhiều nhà máysản xuất tại Việt Nam sẽ ra đời để phục vụ cho ngành xây dựng

Các mốc lịch sử phát triển của thang máy

1203 Tu viện Bénédictine tại đồi Mont-St-Michel Máy trục hàng bằng dây

1515 Rome, Lâu đài St-Ange Ghế "bay" của giáo hoàng Léon X và hệ thống tỷ lệ giảm tốc (système de

démultiplication) để giảm nhẹ lực tác dụng

Thang "máy" đầu tiên được chế tạo dưới triều vua LOUIS XV, ở VERSAILLES năm 1743 và để cho chính vua

(1743)Thang này đưọc xây ở ngoài, trong sân nhỏ để cho vị quốc vương này có thể từ phòng ông ở tầng lầu 1 lên lầu

2 để gặp người yêu là bà DE CHÄTEAUROUX Kỹ thuật này dựa trên sự đối trọng (contre-poids) nên việc sửdụng ít tốn sức lực

1829 THANG MÁY CƠ HỌC (Ascenseur mécanique) Loại này lần đầu tiên được làm ra tại Luân Ðôn (Coliseum củaRegent's Park) năm 1829 Nó có thể chứa hàng chục hành khách

1845 Máy nâng (élevateur) thủy lực đầu tiên (Sir William Thomson)

1849 Lần thả dù đầu tiên từ mỏ Marchecourt tới mỏ Decize

1857

THANG MÁY OTIS (Ascenseur OTIS): Thang máy đầu tiên dùng cho công chúng được khánh thành năm 1857tại Nữu Ước (New York) Do Elisha Graves OTIS, người Mỹ, chế tạo cho E.V HAUGHTWOUT & Co., một cửahàng cao 5 tầng ở Broadway Ông OTIS đã giới thiệu thang máy có thắng đầu tiên tại Nữu Ước năm 1852

1864 Thang máy thủy lực đầu tiên bằng piston ở London, tại Ðại khách sạn Grosvenor

1867

Léon ÉDOUX (1827 - 1910) thiết bị 2 máy nâng bằng pít-tông thủy lực (appareil élévateur à pistons

hydrauliques) chiều cao 21m nhân lúc triển lãm tại PARIS năm 1867 Ông đã đặt tên nó là ASCENSEUR Sựxuất hiện thang máy thủy lực được phổ biến ở Hoa Kỳ từ năm 1889, nhanh hơn 20 lần so với máy OTIS năm

1857 Sự phát triển bị giảm bớt lại vì phải đào những khối hình trụ (cylindre) rất sâu nên rất khó khăn

1880-1882

Thang máy điện lần đầu tiên được phát minh bởi công ty SIEMENS&HALSKE cho cuộc triển lãm kỹ nghệ tạiMannheim năm 1880 Nó lên 22m trong 11 phút Nó đã chuyên chở 8.000 hành khách trong 1 tháng lên đỉnhcủa lầu quan sát cho khu triển lãm

(escalator) đầu tiên

1931 Empire State Building New 381m

1950 Thang máy có cửa tự động đầu tiên

1972 LOS 609m

1965

THANG MÁY BẰNG VIS Thang máy này được phát minh do Émile LETZ người Bỉ (Belgique) và hãng EBEL(huy chương vàng ở Batima năm 1983), là một sự đổi mới trong cách thức giản dị của nó Chỉ cần 1 bứctường mang nó, 1 đinh vis gắn vô bức tường , buồng thang máy được gắn vô một đai ốc (écrou) quay chungquanh vít Một mô tơ lên và xuống cùng với buồng thang máy Không cần phòng cho máy móc nên cũng không

có ròng rọc, không có trọng , cũng không có đối trọng, nhất là có lối đi cấp kỳ khi bị pan (hư) Loại này duynhất Ta thấy ở bênh viện Rothschild

1993 Hãng MISUBITSHI đã chế ra cho một cao tầng ở Yokohama (Nhật) một thang máy có vận tốc 45km/h (nhanhnhất thế giới)

Phân loại thang máy theo công dụng:

Theo công dụng (TCVN – 1993) thang máy được phân ra

Phân loại thang máy

Theo công dụng (TCVN – 1993) thang máy được phân ra

làm 5 loại:

a) thang máy chuyên chở người: loại này chuyên để vận

chuyển hành khách trong các khách sạn, công sở, nhà

nghỉ, các khu chung cư, trường học, tháp truyền hình…

b) thang máy chuyên trở người có tính đến hàng đi kèm:

loại này thường dùng cho các siêu thị, khu triển lãm v.v…

c) thang máy chuyên trở bệnh nhân loại này chuyên dùng

cho các bệnh viện, các khu điều dưỡng… đặc điểm của nó

là kích thước thông thuỷ của cabin phải đủ lớn để chứa

băng ca 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 trở hàng có người đi kèm Loại này

thường dùng trong các nhà máy, công xưởng, kho, thang

dùng cho nhân viên khách sạn v.v… chủ yếu dùng để trở

hàng nhưng có người đi kèm để phục vụ

e) thang máy chuyên trở hàng không có người đi kèm.

Loại chuyên dùng để trở vật liệu, thức ăn trong khách sạn,

nhà ăn tập thể v.v… đặc điểm của loại này là chỉ có điều

khiển ở ngoài cabin, còn các loại thang máy khác nêu ở

trên vừa điều khiển ở trong và ngoài cabin

Ngoài ra còn có các loại thang máy chuyên dùng khác

như: thang máy cứu hoả, thang máy vận chuyển ôtô v.v…

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 các loại thang

máy dẫn động cabin lên xuống nhờ bánh răng thanh răng.

Thang máy động cơ không không có bánh răng

Thang máy động cơ có bánh răng

Thang máy không có bánh răng, tiết kiệm điện năng hơn 50% so với hệ thống thang máy kéo thông thường, trong khi

đó hệ thống Gen2 cũng tiết kiệm điện năng lên 50% và có kích cỡ nhỏ hơn các hệ thống thông thường đến 70%

Động cơ thang máy

Bộ điều tốc thang máy

b Thang máy thuỷ lực

Đặc điểm của loại thang này là cabin được đẩy từ dưới lên nhờ pittông-xylanh thuỷ lực với hành trình tối đa là khoảng

18 m, vì vậy 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 chuyển động êm, an toàn, giảm được chiều cao tổng thể của công trình khi cócùng số tầng phục vụ, vì buồng máy đặt ở tầng trệt

c Thang máy khí nén

Về nguyên lý ta vẫn có thể sử dụng dòng khí tạo áp lực đẩy để nâng hạ cabin trong giếng thang Tuy nhiên phươngpháp này rất ít được sử dụng trong thực tế

Theo vị trí đặt bộ tời Đối với thang máy điện thang máy có bộ tời kéo đặt phía trên giếng thang (hình 2.1) thang máy

có bộ tời kéo đặt phía dưới giếng thang (hình 2.2) đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh

răng thì bộ tời dẫn động đặt ngay trên nóc cabin đối với thang máy thuỷ lực buồng máy đặt tại tầng trệt ( hình 2.3)

Theo hệ thống vận hành

a Theo mức độ tự động:

loại bán tự động;

loại 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

4.4 Theo các thông số cơ bản

a Theo tốc độ di chuyển của cabin:

Theo kết cấu của 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 loại 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 khi puly quay kéo theo cáp chuyển động là nhờ ma sát sinh ra giữa dãnh ma sát của puly và cáp.loại này đều phải có đối trọng Loại có tang cuốn cáp khi tang cuốn cáp hoặc nhả cáp kéo theo cabin lên hoặc xuống.Loại này 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 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;

Có palăng cáp vào dầm trên của cabin;

Đẩy từ phía dưới đáy cabin lên qua các puly trung gian

d Theo hệ thống cửa cabin:

Cấu tạo Cabin thang máy

Phương pháp đóng mở cửa cabin:

Đóng mở bằng tay Khi cabin dừng đúng tầng thì phải có người ở trong hoặc ngoài cửa tầng mở và đóng cửacabin và cửa tầng;

Đóng mở bán tự động Khi cabin dừng đúng thì cửa cabin và của tầng tự động mở, khi đóng phải dùng bằng tayhoặc ngược lại

cả hai loại này thường dùng cho các thang máy chở hàng có người đi kèm hoặc thang máy dùng trong nhà riêng;

Đóng mở tự động: khi cabin dừng đúng tầng thì cửa cabin và cửa tầng tự động mở và đóng nhờ một cơ cấuđặt ở đầu cửa cabin Thời gian đóng mở điều chỉnh được;

Theo kết cấu của cửa:

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

Cánh cửa dạng tấm đóng mở bản lề một cánh hoặc hai cánh

Hai loại nay thường dùng cho thang máy chở hàng có người đi kèm hoặc không có người đi kèm Hoặc thang máydùng 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, cửacabin có bốn cánh mở chính giữa lùa về hai phía loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt phía saucabin;

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

Cánh cửa dạng tấm, hai cánh mở chính giữa lùa về hai phía trên và dưới;

Cánh cửa dạng tấm, hai hoặc ba cánh mở lùa về một phía trên loại này thường dùng cho thang máy chở ô tô

và thang máy chở hàng;

Theo số cửa cabin:

Thang máy có một cửa;

Hai cửa đối xứng nhau;

Hai cửa vuông góc nhau

e Theo loại bộ hãm bảo hiểm an toàn cabin:

hãm tức thời, loại này dùng cho thang máy có tốc độ thấp đến 45 m/ph:

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

Theo quỹ đạo di chuyển của cabin

a) thang máy thẳng đứng, là loại thang máy có cabin di chuyển theo phương đứng, hầu hết các thang máy sử dụng

theo loại này b) thang máy nghiêng, là loại thang máy có cabin di chuyển nghiêng một góc so với phương thẳng

đứng c) thang máy zigzag, là loại thang máy có cabin di chuyển theo đường zigzag.

Theo đối trọng :

Đối trọng phía sau

Đối trong ở bên sườn

Bộ giới hạn vận tốc

Thắng cơ

Bảo vệ quá tải

Bảo vệ mất pha,ngược pha,quá dòng

Nút báo khẩn và liên lạc với bên ngoài

Khóa an toàn cửa

Cấu tạo hố thang máy

Trang thiết bị an toàn

Cấu tạo thang máy

Theo cấu tạo chung thì thang máy nào cũng đều có hố thang máy

cả (chiều sâu hố thang PIT theo Catalog của từng hãng) thì cho dù

chiều sâu chôn đài cọc cao hơn thì vẫn phải làm hố thang Hệ khung

cho thang máy có thể kết hợp chung với kết cấu tòa nhà tùy theo

kiến trúc Nếu hệ cột của khung thang máy độc lập thì nên làm hệ

móng bè cho tiện thi công

Sàn buồng kỹ thuật được các hãng cung cấp các thông số tải trọng

từng vị trí để dựa vào đó tính toán kiểm tra (thường thì ô sàn này

cũng nhỏ làm luôn 2 lớp thép dày cỡ 200)

Công việc chọn một vị trí trong toà nhà để xây dựng hố cho thang

máy là việc rất quan trọng.Ngoài việc tính toán về lưu lượng giao

thông cho toà nhà, cần phải lựa chọn một vị trí phù hợp đảm bảo cả

về mặt thẩm mỹ kiến trúc và tiện lợi cho người sử dụng Khi có

được vị trí tốt trong toà nhà để xây dựng hố thang, chúng ta cần

kiểm tra các kích thước xem có đảm bảo để lắp đặt loại thang máy

theo dự kiến đặt ra ban đầu hay không Đối với các công trình không

bị hạn chế về diện tích, không hạn chế chiều cao và cả việc tạo một

hố PIT âm xuống lòng đất thì việc xây dựng trở nên đơn giản rất

nhiều khi bạn đã có trong tay một bộ bản vẽ thiết kế thang máy và tư

vấn của chuyên gia Nhưng với nhiều công trình do bị khống chế về

độ cao, diện tích mặt bằng, khó khăn khi phải đào âm xuống lòng đất

cho đủ hình thành một hố PIT cho thang máy Sau đây là một số các

gợi ý để có thể khắc phục các khuyết điểm trên để đảm bảo cho bạn

vẫn có thể có một thang máy theo ý muốn

Đối với công trình bị khống chế về độ cao

Thường hay gặp ở một số nhà biệt thự, chia lô đã có thiết kế sẵn

hoặc các toà nhà trong khu phố cổ bị khống chế về độ cao không thể

thay đổi được Trong trường hợp này bạn nên chọn giải pháp dùng

loại thang máy không có phòng máy Loại thang không có phòng

máy sẽ khắc phục được nhược điểm trên là bạn sẽ không cần xây

phòng máy ở trên mà chuyển máy kéo lắp trong hố thang Tuy nhiên

việc lắp đặt thang máy không phòng máy chi phí sẽ cao

Đối với công trình bị hạn chế về diện tích

Một số công trình do diện tích xây dựng bị hạn chế nên việc xây

dựng hố thang gặp khó khăn, thiếu kích thước về chiều rộng, thiếu

kích thước về chiều sâu hố

Nếu hố thang máy bị thiếu về chiều sâu bạn có thể chọn phương án

dùng thang đối trọng bên, mở rộng thêm chiều rộng của hố và lắp đối

trọng sang bên

Đối với công trình bị hạn chế khi đào hố âm PIT

Trong trường hợp này khi muốn thay đổi thiết kế bạn phải nâng nền

của tầng một lên cho đủ kích thước hoặc làm bậc lên xuống khi

nâng hố PIT lên Nếu muốn giảm kích thước của hố PIT so tiêu

chuẩn thì bắt buộc phải có ý kiến xác nhận đồng ý của đơn vị lắp đặt

và chấp nhận của cơ quan kiểm định Nhà nước

Chú ý:

Khi xây tường phòng kỹ thuật trên cùng nên chừa 1 lỗ thông thoáng

400x400 để thoát khí khi thang máy vận hành (nếu không có LỖ này

áp suất trong buồng thang máy khi vận hành có thể thổi tung mái

buồng thang)