Thiết kế thang máy chở người phục vụ cho nhà chung cư cao tầng

Với xu thế ngày càng phát triển của xã hội thì việc phải xây dựng nhiều nhà cao tầng như: khách sạn, nhà hàng, công sở, bệnh viện, nhà chung cư…l

Trang 1

LỜI NÓI ĐẦU

Với xu thế ngày càng phát triển của xã hội thì việc phải xây dựng nhiều nhàcao tầng như: khách sạn, nhà hàng, công sở, bệnh viện, nhà chung cư…là một tấtyếu, điều này đòi hỏi phải tạo ra thiết bị phục vụ cho công việc chuyên chở người

và hàng hóa trong các tòa nhà đó Chính vì vậy thang máy đã ra đời và trở thànhmột thiết bị không thể thiếu trong các nhà cao tầng

Ở Việt Nam, thang máy đang xuất hiện ngày càng nhiều và phần lớn đềuphải nhập từ nước ngoài, do đó việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thang máyđang là vấn đề rất cần được quan tâm đầu tư đúng mức Thang máy chở ngườiphục vụ cho các nhà chung cư cao tầng trở thành lĩnh vực nghiên cứu chủ yếunhằm tạo ra được một loại thiết bị phục vụ tối ưu nhất cho việc vận chuyển ngườitrong nhà chung cư, góp phần giải quyết vấn đề dân số đang ngày càng tăng cao

ở các đô thị lớn

Trong đồ án tốt nghiệp này, em đi sâu nghiên cứu thiết kế “thang máy chởngười phục vụ cho nhà chung cư cao tầng” với tải trọng định mức: 750 kg, vậntốc: 2 m/s; số tầng phục vụ: 17 tầng Đồ án được chia làm 4 phần chính:

- Phần I: Giới thiệu chung

- Phần II: Tính toán chung

- Phần III: Giới thiệu trang bị điện cho thang máy

- Phần IV: Qui định về lắp dựng và bảo trì, bảo dưỡng

Với khối lượng công việc thiết kế như vậy đã trang bị cho em được nhữngkiến thức cơ bản và chuyên sâu vào nghành thang máy nói riêng, tuy nhiên dokhả năng của em và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏinhững thiếu sót Do đó, em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô vàcác bạn sinh viên để đề tài được hoàn thiện hơn

Em xin được chân thành cảm ơn thầy giáo Hoa Văn Ngũ đã tận tình hướngdẫn, các thầy cô trong Khoa cơ khí Xây dựng và Bộ môn Máy Xây dựng cùngcác bạn sinh viên đã giúp đỡ cho em hoàn thành đồ án này

Hà Nội, tháng 6 năm 2004

Sinh viên:

Hồ Bá Hào

Trang 2

Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng

PHẦN I GIỚI THIỆU CHUNG

§1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THANG MÁY

Ở các nước trên thế giới, thang máy đang trở thành một thiết bị phổ biến vàthông dụng trong các nhà cao tầng Đối với các nhà cao từ 6 tầng trở lên thì thangmáy là thiết bị bắt buộc phải có để đảm bảo cho người đi lại được thuận tiện, tiếtkiệm thời gian và tăng năng suất lao động

Ở Việt Nam, thang máy đã bắt đầu xuất hiện trong vài thập niên trở lại đây,chủ yếu là thang máy chở người Quá trình phát triển của thang máy ở Việt Namđến nay có thể chia ra thành 3 giai đoạn chính như sau:

- Trước năm 1975: đây là thời kỳ mà đất nước còn chưa được thống nhất,một số thang máy được nhập vào Việt Nam theo chương trình viện trợ của nướcngoài, các công trình được lắp đặt thang máy chỉ là một số bệnh viện, công sở

- Từ sau năm 1975 đến năm 1994: đây là giai đoạn mà đất nước đã đượcthống nhất, tuy nhiên còn bị lệnh cấm vận của Mỹ làm cho nền kinh tế còn khókhăn Giai đoạn này, thang máy nhập ngoại còn ít trong khi nước ta còn chưa tựsản xuất được, các công trình lắp đặt thang máy cũng chỉ theo chương trình việntrợ từ nước ngoài như khách sạn của Tổng công ty Du lịch Việt Nam được lắp đặtđồng bộ thang máy của hãng Nippon

- Từ sau năm 1994 trở lại đây: Mỹ dỡ bỏ lệnh cấm vận đối với Việt Nam,hầu hết các hãng thang máy lớn nhỏ trên thế giới đều thâm nhập thị trường ViệtNam như: Otis (Mỹ), Mitsubishi, Toshiba (Nhật), Thysen (Đức), Kone (PhầnLan)… Đặc biệt trong vài năm gần đây, nhà nước ta có chủ trương hình thành cácnhà chung cư cao tầng nhằm giải quyết vấn đề dân số đang tăng lên không ngừng

ở các thành phố lớn, chính vì vậy nhu cầu lắp đặt thang máy cho nhà chung cưcao tầng là rất lớn

Hiện nay, có rất nhiều công ty hoạt động trong lĩnh vực thang máy đượcthành lập ở Việt Nam, đặc biệt ở các thành phố lớn Tuy nhiên hình thức hoạtđộng của các công ty này chủ yếu là làm đại lý lắp đặt, bảo trì và bảo dưỡngthang máy cho các hãng thang máy nổi tiếng trên thế giới Ngoài các hãng thangmáy nước ngoài đang có mặt tại Việt Nam thì bản thân trong nước cũng đã thànhlập các công ty sản xuất thang máy như Thiên Nam, Á Châu, Thái Bình…

Trang 3

Đối với các nhà chung cư cao tầng ở Việt Nam, việc lắp đặt thang máy ngoạinhập còn đắt, giải pháp sử dụng thang máy trong nước là hợp lý nhất bởi giảmđược giá thành sản phẩm và vận chuyển, tiết kiệm được lượng ngoại tệ lớn, quátrình lắp đặt, bảo trì, bảo dưỡng dễ dàng và thuận tiện hơn do nhà sản xuất nghiêncứu chi tiết và tính đến các điều kiện sinh hoạt và khí hậu tại Việt Nam Chính vìvậy việc nghiên cứu thiết kế chế tạo thang máy phục vụ cho các nhà chung cưcao tầng hiện nay đang được quan tâm đầu tư.

§2 PHÂN LOẠI THANG MÁY

Trang 4

Hiện nay thang máy đã và đang được thiết kế, chế tạo rất phong phú và đadạng tùy theo đặc điểm và điều kiện của từng công trình, do đó thang máy cũngđược phân loại theo nhiều cách khác nhau:

1 Phân loại theo công dụng:

+ Thang máy chuyên chở người;

+ Thang máy chuyên chở người có tính tới hàng đi kèm;

+ Thang máy chuyên chở bệnh nhân;

+ Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm;

+ Thang máy chuyên chở hàng

2 Phân loại theo hệ thống dẫn động ca bin:

+ Thang máy dẫn động điện;

+ Thang máy thủy lực;

+ Thang máy khí nén;

+ Thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng;

+ Thang máy dẫn động bằng vít me

buồng máy:

Hình 1-1: 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

Trang 5

+ Thang máy có buồng máy;

+ Thang máy không có buồng máy

4 Phân loại theo vị trí đặt bộ tời kéo:

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

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

+ Thang máy có bộ tời dẫn động đặt trên nóc cabin

5 Phân loại theo các thông số cơ

bản:

+ Theo tốc độ di chuyển của cabin:

- Thang máy có tốc độ thấp: v < 1 m/s

- Thang máy có tốc độ trung bình: v = 1  2,5 m/s;

- Thang máy có tốc độ cao: v = 2,5  4 m/s;

- Thang máy có tốc độ rất cao: v > 4 m/s

+ Theo khối lượng vận chuyển của cabin:

- Thang máy loại nhỏ: Q < 500 kg;

- Thang máy loại trung bình: Q = 500  1000 kg;

- Thang máy loại lớn: Q = 1000  1600 kg;

- Thang máy loại rất lớn: Q > 1600 kg

6 Phân loại theo hệ thống vận hành:

a) Bộ tời đặt trên nóc cabin

b) Bộ tời đặt phía trên giếng

thang

c) Bộ tời đặt phía dưới giếng

thang

Trang 6

+ Theo tổ hợp điều khiển:

- Thang máy điều khiển đơn;

- Thang máy điều khiển kép;

- Thang máy điều khiển theo nhóm

+ Theo vị trí điều khiển:

- Thang máy điều khiển từ trong cabin;

- Thang máy điều khiển từ ngoài cabin;

- Thang máy điều khiển cả trong và ngoài cabin

7 Phân loại theo vị trí của cabin và đối trọng trong giếng thang:

+ Đối trọng bố trí một bên cabin;

+ Đối trọng bố trí phía sau cabin

8 Phân loại theo kết cấu của các cụm cơ bản:

+ Theo kết cấu của bộ tời:

- Bộ tời có hộp giảm tốc;

- Bộ tời không có hộp giảm tốc;

- Bộ tời kéo sử dụng động cơ một chiều, xoay chiều; động cơ một tốc độ,hai tốc độ; động cơ điều chỉnh vô cấp…;

- Bộ tời kéo với puly masát hoặc tang cuốn cáp

+ Theo hệ thống cân bằng:

- Thang máy có đối trọng;

- Thang máy không có đối trọng;

- Thang máy có sử dụng cáp bù hoặc xích bù;

- Thang máy không sử dụng cáp bù hoặc xích bù

+ Theo cách treo cabin và đối trọng:

- Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin;

Trang 7

- 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 thanhrăng)

+ Theo hệ thống đóng mở cửa cabin

- Theo phương pháp đóng mở cửa:

 Thang máy đóng mở cửa bằng tay;

 Thang máy đóng mở cửa bán tự động;

 Thang máy đóng mở cửa tự động

- Theo kết cấu cửa cabin:

 Dạng cửa xếp lùa về một phía hoặc hai phía;

 Dạng đóng mở cửa kiểu bản lề;

 Dạng cửa tấm, loại 2 cánh hoặc 4 cánh, mở chính giữa lùa về hai phía ;

 Dạng cửa tấm, loại 2 cánh hoặc 3 cánh, đóng mở về một phía;

 Dạng cửa tấm đóng mở chính giữa nhưng lùa lên và xuống;

 Dạng cửa tấm lùa về một phía trên, loại 2 cánh hoặc 3 cánh

+ Theo loại hãm bảo hiểm an toàn cabin:

- Loại hãm bảo hiểm tác động tức thời (dùng cho thang máy tốc độ thấp);Loại hãm bảo hiểm tác động êm (dùng cho thang máy có tốc độ v > 0,75 m/s

và thang máy chuyên chở bệnh nhân);

9 Phân loại theo quỹ đạo chuyển động của cabin:

+ Thang máy di chuyển thẳng đứng;

+ Thang máy di chuyển nghiêng một góc so với phương thẳng đứng;

+ Thang máy di chuyển theo đường ziczắc;

10 Phân loại theo đặc điểm của công trình:

+ Thang máy bố trí trong công trình;

+ Thang máy bố trí ngoài công trình:

- Thang máy vĩnh cửu;

- Thang máy tạm thời (loại này lắp đặt phục vụ cho việc xây dựng, sau đó

sẽ được vận chuyển và lắp dựng tại công trình khác)

Trang 8

1 Nhóm phương án về hệ thống dẫn động cabin:

+ Thang máy điện dẫn động cáp:

Ưu điểm chính của loại này là chiều cao nâng lớn tùy theo chiều cao củacông trình, làm việc an toàn do có thể dùng nhiều sợi cáp trong quá trình làmviệc không thể đứt cùng lúc, dễ điều khiển và sử dụng, không gây ồn khi làmviệc Hiện nay loại thang này đang được sử dụng rộng rãi và chủ yếu đối vớiloại thang máy chuyên chở khách

+ Thang máy điện dẫn động bằng bánh răng thanh răng:

Hình 1-4: Các phương án dẫn động cabin

a) Thang máy điện dẫn động cáp có buồng máy đặt phía dưới giếng thang

b) Thang máy dẫn động thủy lực

c) Thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng

d) Thang máy dẫn động bằng vít me

e) Thang máy điện dẫn động cáp có bộ tời dùng puly ma sát đặt phía trên giếng thang f) Thang máy điện dẫn động cáp có bộ tời dùng tang cuốn cáp đặt phía trên giếng thang

Trang 9

Loại này có ưu điểm là không cần đối trọng nên giảm được kích thướng củagiếng thang, động cơ dẫn động được bố trí ngay trên nóc cabin nên không cần

sử dụng buồng máy, toàn bộ tải trọng được truyền lên thanh răng xuống móngcông trình nên không ảnh hưởng đến kết cấu chịu lực của công trình

Nhược điểm chính của loại này là quá trình nâng hạ nhờ kết cấu cơ khí bánhrăng và thanh răng nên rất ồn, toàn bộ tải trọng được truyền lên thanh răng nên

dễ mất ổn định khi chiều cao nâng lớn Vì vậy phương án dẫn động bằng bánhrăng thanh răng là không phù hợp cho nhà ở chung cư cao tầng

+ Thang máy dẫn động bằng vít me:

Ưu điểm của loại này là động cơ được bố trí ngay trên nóc cabin nên khôngcần phải dùng buồng máy, độ dừng tầng chính xác cao, tải trọng được truyềnlên trục vít xuống móng công trình qua đai ốc cố định trên cabin do đó khôngảnh hưởng đến kết cấu chịu lực của công trình

Nhược điểm chính của loại này cũng là làm việc ồn do quá trình làm việcnhờ kết cấu cơ khí trục vít và đai ốc, toàn bộ tải trọng tác truyền lên trục vít do

đó chiều cao nâng của thang bị hạn chế vì mất ổn định dọc trục Vì vậy phương

án sử dụng thang máy dẫn động bằng vít me cũng không phù hợp cho nhà ởchung cư cao tầng

+ Thang máy thủy lực:

Ưu điểm của thang máy thủy lực là làm việc êm dịu, giảm được diện tíchcủa giếng thang do không cần phải dùng đối trọng, toàn bộ tải trọng đượctruyền lên pittông do đó không ảnh hưởng đến kết cấu chịu lực của công trìnhNhược điểm của loại thang máy này là hạn chế về chiều cao, hiện nay chiềucao nâng tối đa của một thang máy thủy lực mới chỉ đạt 15m tương ứng với 6tầng; khó bảo trì bảo dưỡng do 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

Như vậy phương án thang máy điện dẫn động cáp là phương án thiết kế hợp

lý nhất trong số các phương án đã nêu

+ Thang máy điện dẫn động cáp với bộ tời dùng puly ma sát:

Loại này có ưu điểm là dùng hệ thống điện dễ điều khiển, lắp đặt và sửdụng, có chiều cao nâng lớn tùy theo chiều cao của công trình Bộ tời dùng puly

ma sát làm cho thang máy chuyển động được êm dịu

Trang 10

Loại này có ưu điểm là không cần dùng đối trọng do đó có thể tiết kiệmđược diện tích buồng thang

Nhược điểm chính của loại thang dùng tang cuốn cáp đó là hạn chế về chiềucao nâng, điều này rất không phù hợp với các nhà cao tầng Ngoài ra, kết cấu bộtời cồng kềnh, làm việc không êm dịu, giảm tuổi thọ của cáp nâng

2 Nhóm 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 trongcông trình tùy theo các điều kiện cụ thể như kết cấu công trình, tốc độ định mức,tải trọng định mức…, ta có một số phương án sau:

a

)

b )

) Hình 1-5: Các phương án bố trí sơ đồ dẫn

động a) Phương án dùng palăng cáp 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

Trang 11

+ Bộ tời đặt trên giếng thang (hình 1-4.e, f): Phương án này có ưu điểm là dễlắp đặt, bảo trì, bảo dưỡng, tiết kiệm được khoảng không gian sử dụng củacông trình, tải trọng được truyền qua dầm máy, kết cấu chịu lực công trìnhxuống đất Hiện nay cách bố trí này đang được sử dụng rộng rãi và là lựa chọntối ưu nhất.

+ Bộ tời đặt dưới giếng thang (hình 1-4.a): Phương án này thường chỉ sửdụng cho công trình không bố trí được buồng máy phía trên giếng thang, tảitrọng tác dụng lên công trình thường lớn Ngoài ra so với phương án bố trí trêngiếng thang thì phương án này thường khó lắp đặt, bảo trì bảo dưỡng hơn.+ Bộ tời không dùng puly phụ: Loại này kết cấu đơn giản tuy nhiên chỉ sửdụng cho loại thang có kích thước cabin nhỏ

+ Bộ tời dùng palăng cáp: Loại này giảm lực căng cáp lên mỗi nhánh cáp tuynhiên tốc độ của thang giảm, không phù hợp với thang có tốc độ cao

+ Bộ tời quấn hai lần: Loại này làm tăng góc ôm của cáp quấn lên puly masát, tăng khả năng kéo của puly ma sát tuy nhiên làm tăng ứng suất trong cáplàm giảm tuổi thọ của cáp

Từ những phân tích trên, ta thấy phương án dẫn động có bộ tời đặt trên giếngthang dùng puly đổi hướng cáp với bội suất palăng bằng 1 là hợp lý nhất (hình1-5.c)

+ 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, độtin cậy cao

+ Phanh hai má kiểu điện từ hiện nay đang được dùng rộng rãi bởi làm việcvới độ tin cậy cao, hiệu suất cao, đóng mở nhanh nhạy, nhỏ gọn, trọng lượng vàquán tính bé

Trang 12

+ Hệ thống mở cửa cabin: Đối với thang máy chở người có đối trọng đặt vềphía sau cabin thì cửa cabin dạng tấm (panel) hai cánh mở chính giữa là thíchhợp nhất và hiện nay đang được sử dụng rộng rãi bởi thời gian đóng mở cửanhỏ, tiết kiệm được chiều rộng buồng thang, cơ cấu đóng mở đơn giản

II Chọn phương án thiết kế:

Từ những phân tích các phương án trên, ta lựa chọn phương án thiết kế tối

ưu nhất (hình 1-6):

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 víttrục 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, chùngcáp hoặc cabin vượt quá tốc độ định mức; bộ giảm chấn thủy lực lắp đặt dưới đáygiếng thang nhằm giảm chấn cho cabin và đối trọng

Theo TCVN 6395-1998, 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 = 65Q (với Q: Tải trọng định

mức, kết quả lấy đến số nguyên, bỏ số lẻ), diện tích tối thiểu

sàn cabin là 1,87m2 ứng với số hành khách là 11 người, ta có:

+ Đối tượng phục vụ: nhà chung cư cao 17 tầng;

+ Tải trọng nâng định mức: 750 kg (11 người);

+ Kích thước buồng thang:

- Chiều rộng: W = 1800 mm; Hình 1-6: Hình chung phương án thiết kế

Trang 13

- Chiều sâu: D = 2000 mm;

PHẦN II TÍNH TOÁN CHUNG

§1 TÍNH TOÁN BỘ TỜI KÉO

I Chọn sơ đồ dẫn động:

Theo phương án thiết kế đã chọn, bộ tời kéo được đặttrong buồng máy phía trên giếng thang, gồm động cơ khôngđồng bộ rôto dây quấn, hộp giảm tốc bánh vít trục vít, phanh hai

má điện từ, puly dẫn động bằng ma sát Do kích thước của cabinlớn do đó ta dùng puly phụ đổi hướng cáp

Sơ đồ dẫn động thang máy có dạng như hình 2-1

II Sơ bộ xác định trọng lượng của cụm cabin và đối trọng:

Để xác định sơ bộ trọng lượng của cụm cabin, ta tiến hành xác định sơ bộtrọng lượng của các bộ phận trong cụm cabin theo phương pháp khai triển cấu tạocác bộ phận thành dạng tấm phẳng và tham khảo kết cấu, trọng lượng của máy

cơ sở có ký hiệu: P11.CO.60/5F của hãng Nippon Ta có:

Trang 14

Mcb: Trọng lượng của cabin;

Mk: Trọng lượng của khung treo;

Mv: Trọng lượng của vách cabin;

Mst: Trọng lượng của sàn tĩnh;

Msd: Trọng lượng của sàn động;

Mnt: Trọng lượng của nóc và trần cabin;

Mmc: Trọng lượng của cơ cấu mở cửa

Mcb = Mk + Mv + Mst + Msd + Mnt + Mmc

= 124,8 + 198,6 + 32,8 + 120,8 + 45,6 + 19,2 = 541,8 (kg) = 5418 N

Mcb được nhân với hệ số 1,2 tính đến trọng lượng của các bộ phận khác như bộhãm bảo hiểm cabin, đầu treo cáp, các con lăn dẫn hướng, cáp điện, cáp cânbằng…, do đó ta có trọng lượng sơ bộ của cabin

Mcb = 541,81,2 = 650,16 (kg) = 6501,6 N

Để xác định sơ bộ trọng lượng của đối trọng, ta áp dụng công thức sau:

Md = Mcb + Q = 650,16 + 0,5750 = 1025,16 (kg) = 10251,6 N

Trong đó:

Md: Trọng lượng của đối trọng;

Q = 750 kg: Tải trọng nâng định mức của thang máy;

 = 0,5: Hệ số cân bằng, với nhà chung cư cao tầng, dân cư đông và phần lớnthời gian trong ngày thang máy vận chuyển số lượng người lớn do đó có thể lấy

Trang 15

qn = 0,35 kg/m: Trọng lượng của cáp nâng tương ứng với 1m cáp.

III Tính lực căng cáp lớn nhất và chọn cáp:

Đối với bộ tời dùng puli ma sát, ta chỉ cần tính lực căng cáp lớn nhất chonhánh cáp treo cabin Lực căng cáp lớn nhất Smax được tính với tải trọng danhnghĩa Q, không tính đến các lực quán tính và tính cho 2 vị trí của cabin là trêncùng và dưới cùng

Lực căng cáp khi cabin ở vị trí trên cùng:

Smax1=

n

x d cb

m

G G Q

m

G Q

M  

=

4

74 , 82 750 16 ,





)1 = 64,1kg:

md = 2: Số cáp điện;

Gn = 4(H + 2)0,35 = 82,74 kg: Trọng lượng của cáp nâng;

mn = 4: Số sợi cáp riêng biệt treo cabin và đối trọng

Cáp thép được chọn theo điều kiện sau: Smax n  Sđ;

với n = 13 (ứng với thang máy có tốc độ lớn hơn 2 m/s)

Vậy Smax = Smax1 = 3716 N

Trang 16

Đường kính puli đổi hướng cáp được xác định theo công thức trang 25 tài liệu[04] :

D = (0,50,8)Dp = 0,8500 = 400 mm;

IV Xác định hệ số kéo cần thiết và kích thước của puli ma sát:

Giá trị lớn nhất của tỉ số lực căng giữa các nhánh cáp trong thang máy (

1

2 S S

)max chính là hệ số kéo cần thiết cần xác định Ta xét các trạng thái sau:

n cb

G M

G Q 2 M



=650,1610252,1675022,482,74 = 2,13

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

- Khi cabin đầy tải, ở vị trí dưới cùng

n cb

G M

G Q M

n d G G M

G M

a g

amax =

0

a t t

v

 với ta = 2,7: Thời gian gia tốc của thang máy;

t0 = 0,70,8 (s): Thời gian trước và sau khi đạt gia tốc ổn định;

do đó ta có: amax = 2,72 0,8 = 1,05 (m/s2)

Hệ số tải trọng động:  =

max

max a g

a g

Trang 17

Từ điều kiện Ơle đảm bảo cho cáp không bị trượt trên rãnh puli )

S

S ( 1

2 max eft ,

ta tính được hệ số ma sát tính toán ft:

ft 

e lg

.

) S

13 , 2 lg

= 0,63 (rad) = 36o;Với f = 0,1: hệ số ma sát giữa rãnh cáp và cáp;

Ta thấy   2 với  = arctg(f) = arctg0,1 =0,099 (rad) = 5o7’: góc ma sátgiữa vật liệu cáp và rãnh làm puli

Ta chọn chiều sâu rãnh cáp(h), chiều rộng(b) rãnh cáp và khoảng cách giữa 2rãnh cáp(t) của puli là:

Ta kiểm tra rãnh cáp của puli

theo ứng suất dập cho phép, áp dụng công thức 1.36, tài liệu [01] , ta có:

pmax  [p] = 150 N/mm2

pmax =

c

max d D

S 8

Trang 18

Xác định chế độ làm việc của thang máy để chọn động cơ:

Theo công thức tính toán chu kỳ làm việc, bảng 3.4, tài liệu [02] ta có:

Số lần dừng xác suất khi thang máy đi lên và đi xuống:

1 n 1

1 16

1 n 1

1 16

Trong đó:

n = 17 - 1 = 16: Số bến thang máy phục vụ không kể bến chính;

rl, rx = 0,8r = 0,811=8,8: Số hành khách trong cabin khi đi lên và đi xuống

r = 11: Số hành khách định mức mỗi lần vận chuyển của thang máy;

2

 = 2,4 s;

Quãng đường gia tốc: Sa = 0,5vta = 0,522,4 = 2,4 m;

Quãng đường hoạt động xác suất: S =

x

l

f

S = 3 ,63,9316 = 7,6 m;

Với Sl: Chiều cao phục vụ;

Ta thấy: S > 2Sa nên thời gian chuyển động của thang máy khi đi lên và đixuống là:

Tổng thời gian chuyển động của thang máy là: T1 = t1 + tx = 43 + 43 = 86 s;

Thời gian đóng mở cửa: T2 = tiF = 3,713,86 = 51,282 s;

Với ti = 3,7: thời gian đóng mở cửa một lần, tra bảng ứng với kích thước cửa;Thời gian ra vào của hành khách:

T3 = 0 , 8  k 3 F r = 0 , 8  1  3 13 , 86 11 = 35,2 s;

Trang 19

Thời gian hao phí khác:

T4 = 0,1(T2 + T3) = 0,1(51,282 + 35,2) = 8,6 s;

Do đó: thời gian làm việc của thang máy trong một chu kỳ là:

4 3 2

Pmax gây ra

Từ kết quả: S2 = Smax = 3716 N; )

S

S ( 1

2 max = 2,12 ta có:

S1 = 37162,12 = 1752,8 N  Pmax = (S1 - S2)max = 3716 - 1752,8 = 1963,2 N;

Tổng lực cản mà động cơ phải khắc phục là:

P = uPmax = 4Pmax = 41963,2 = 7852,8 (N) = 785,3 (kg);

Với u = 4: Số sợi cáp treo cabin

Công suất động cơ được tính theo công thức 13.11, tài liệu [01] :

N = 102Pv = 102785,30,82 = 19 kW;

Trong đó:

v = 2 m/s: Vận tốc định mức của thang máy;

= 0,8 : Hiệu suất chung của cơ cấu dẫn động thang máy

Động cơ được chọn theo công thức: Ndc  N Tra bảng 1.6, tài liệu [03] ta chọnđộng cơ kiểu: MTB 412-6 với các thông số:

Công suất định mức: Ndm = 19 kW;

Số vòng quay định mức: ndm = 980 v/p;

Hiệu suất: 87 %;

Cos = 0,64;

Trang 20

;Với: npl =

Số vòng quay của trục vào: n = 1000 v/p;

Ta tiến hành kiểm tra động cơ theo điều kiện quá tải khi làm việc ở thời kỳ mởmáy phải thỏa mãn điều kiện: Mtb

mm  [M]gt;

Mdn =

dc

dc n

 = 1,6: Bội số của mômen mở máy

Ta thấy, động cơ được chọn thỏa mãn điều kiện: Mtb

mm  [M]gtTốc độ thực tế của cabin trong quá trình chuyển động ổn định:

Vtt =

gt i 60

n D

D P

và khi tính kiểm tra cho khớp nối thì mô men xoắn lớn nhất khi mở máy động cơphải thỏa mãn điều kiện:

 max

max M

Với M max : Mômen xoắn lớn nhất mà khớp có thể truyền được khi mở máy;

Ta xét Mmax trong hai trường hợp mở máy khi nâng tải và phanh khi hạ tải:

Trang 21

 Mômen mở máy khi nâng tải:

Mômen dư cần thiết để thắng được lực quán tính khi mở máy nâng tải là:

t t

max

d M M

M   = 850 – 197,7 = 652,3 N.m

Với Mt: Mô men cản tĩnh trên trục động cơ ứng với tải trọng nâng danh nghĩa;

Mô men vô lăng nửa khớp phía động cơ lấy bằng 40% mô men vô lăng của khớp:(GD2)’k = 0,4GD2

2 pl i

D Q

5 , 0 8 , 7852 2 2

Tổng mô men vô lăng của phần cơ cấu từ nửa khớp phía hộp giảm tốc về sau, kể

cả tải danh nghĩa là:

'

d GD

' GD M

M   = 652,3

9 , 48 GD 2 , 1

4 , 21 GD 8 , 0

2 k

4 , 21 GD 8 , 0

2 k

'

qt

GD

GD M

M   < [Mmax]

Tra bảng 37 tài liệu [09] chọn khớp nối loại МЧВП-6 với các thông số sau:

Mô men xoắn lớn nhất [Mmax] = 700 N.m;

4 , 21 GD 8 , 0

Trang 22

9 , 48 GD 2 , 1

GD 4 , 0 5 , 27 9 , 75 GD

GD M

k

2 k 2

' I 2 qt

VII Tính toán thời gian mở máy và thời gian phanh của động cơ:

Thời gian mở máy khi nâng cabin là:

tn

m = 375 GD(M nMm)

t tb

Mp = kpMp

t ;Với kp = 1,6: hệ số an toàn phanh kể đến mô men quán tính của các khối lượngchuyển động tịnh tiến và quay trong cơ cấu

Mô men tĩnh được tính theo công thức:

Trang 23

41 , 12 2

8 , 0 5 , 0 8 , 7852 i

2

D P

Mp = 240 N.m: Mô men phanh;

Q = 60kg: Khối lượng phanh

Thời gian phanh khi nâng cabin là:

tn

p = 375GD(M nMp)

t p

IX Kiểm tra động cơ theo điều kiện phát nhiệt:

Động cơ được kiểm tra theo mô men tương đương, theo công thức 6.10 tài liệu[01] ta có:

Mtđ =

d o od m

od

2 i m

2 m

t t

t

t M t

Mm = 259 N.m: Mô men mở máy trung bình của động cơ;

7 , 0 1 2

Trang 24

§2 TÍNH TOÁN TRỤC ĐỠ PULY ĐỔI HƯỚNG CÁP

I Tính toán trục đỡ puly:

Puly đổi hướng cáp được lắp trên trục đỡ nhờ ổ bi Dotrục được cố định trên dầm đỡ bộ tời kéo và puly quay quanhtrục nên thành phần lực dọc trục là không đáng kể Vì vậy tachỉ cần tính bền cho trục với tải trọng tác dụng vuông góc vớitrục

Theo sơ đồ dẫn động, ta thấy góc ôm của cáp lên pulyđổi hướng cáp là

4





 Do trụcđược bắt bulôngchặt ở hai đầu do

đó khi tính toán tacoi trục là dầm tĩnh định chịu uốnphẳng thuần túy hai đầu ngàm, sơ đồtính toán như hình 2-4.b,c Trục đượctính toán với trường hợp lực căng lớnnhất

Lực căng Smax gây ra phản lực N

= 2.Smax.sin = 2.7853.sin45o =6010(N) ở ổ trục của puly đổi hướngcáp Lực N tác dụng lên trục gây ra

mô men uốn trên trục

4 5°

500 (N)

1 (N.mm)

135297 (N.mm) 204525

419017

a)

Trang 25

Theo sơ đồ tính toán, ta tiến hành tách một đầu dầm bên trái thay bằng phảnlực R và mômen M Áp dụng phương pháp lực để giải hệ siêu tĩnh ta có:

Các biểu đồ mômen do tải trọng (MN) và do các ẩn số bằng đơn vị (MR, MM) gây

ra trong hệ cơ bản như hình 2-4.d,e,f

Ta có hệ phương trình chính tắc:

0 M

R 12 1N

11     

0 M

500 )

M )(

M

(

3 R

500 ) M )(

374 378 271780 )

M )(

10 6 , 1 374 378 2271780 J

E 2

1 )

M )(

M

(

11 N

R N

10 3 , 4 378 2271780 J

E 2

1 )

M )(

M

(

18 N

M N

Do đó, ta vẽ được biểu đồ mômen uốn của trục (M) như hình 2-4.g

Từ biểu đồ mô men uốn, ta thấy tại tiết diện gối đỡ gần puly là tiết diện nguyhiểm nhất Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm được xác định theo công thức:

f)

g)

Trang 26

Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn n n  1 , 5  2 , 5 theo công thức 7-6 tài liệu[10], ta có:

m a

 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình;

= 1,6: Hệ số tăng bền bề mặt trục, tra bảng 7-5, tài liệu [10];

2

min max

32 348658 d

32 M W

M

3 3

u u min max

Vậy trục thỏa mãn điều kiện bền theo hệ số an toàn cho phép

III Tính chọn ổ đỡ cho puly đổi hướng cáp:

Hệ số khả năng làm việc được tính theo công thức 8-1, tài liệu [10]:

C = Q(nh)0,3  C bảng

Q = NKvKnKt

Với (nh)0,3 = 32: Tra bảng 8-7, tài liệu [10];

Kv = 1,1: Hệ kể đến vòng quay của vòng ổ, tra bảng 8-5, tài liệu [10];

Kn = 1: Hệ số kể đến nhiệt độ làm việc của ổ, tra bảng 8-4, tài liệu [10];

Kt = 1: Hệ số kể đến tải trọng tĩnh, tra bảng 8-2, tài liệu [10]

Do đó ta có: Q = 60101,111 = 6611 N;

C = Q(nh)0,3 = 661132 = 21155 C bảng;

Tra bảng 16P, tài liệu [10] ta chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ 2210 với các thông số sau:

Trang 27

Cbảng = 57000;

Đường kính trong d = 50mm;

Đường kính ngoài D = 90mm;

Chiều rộng: B = 20mm

§3 TÍNH TOÁN DẦM ĐỠ BỘ TỜI KÉO

Bộ tời kéo được đặt trong buồng máy và được đỡ bằng các dầm thép hìnhnhư hình 2-5 Theo kết cấu dầm đỡ bộ tời như hình 2-5 thì dầm thép (I) là haithanh thép hình chữ I được bắt vào kết cấu chịu lực công trình bằng vít nở bắtbulông, toàn bộ trọng lượng của bộ tời, khối lượng cabin, đối trọng và tải đượctruyền sang kết cấu công trình qua hai dầm này Để bộ tời làm việc bình thườngthì cần đảm bảo khoảng cách giữa điểm thấp nhất của puly đổi hướng cáp so vớimặt sàn buồng máy, vì vậy dầm được bố trí thêm các thanh thép hình chữ C (II),(III) và (IV) Giữa dầm (I) và (II) được đệm bằng gối cao su nhằm giảm độ rungxuống công trình trong quá trình thang máy làm việc Các dầm được liên kết vớinhau bằng bulông đai ốc Ta tiến hành tính toán bền cho dầm trong trường hợpthử tải tĩnh với tải trọng 2Q Theo sơ đồ kết cấu bộ tời, ta có sơ đồ tính toán chocác dầm như hình 2-6, 2-7, 2-8

Trang 28

Đối với dầm (IV), do đặc điểm bố trí kết cấu bộ tời ta có thể coi tải trọng

bố trí lên dầm đỡ động cơ, dầm đỡ hộp giảm tốc cách đầu gối đỡ khoảng cách e =

lIV/3 = 147mm Ta có sơ đồ tính toán và biểu đồ mô men như hình 2-6 Theo sơ

đồ tính toán, ta thấy dầm đỡ hộp giảm tốc chịu tải trọng lớn hơn nên ta chỉ cầntính toán bền cho dầm đỡ hộp giảm tốc Trang bảng phụ lục I-2 tài liệu [10], chọnthép hình chữ C có ký hiệu No12 với kích thước tiết diện như hình 2-6 và cácthông số:

A = 1330 mm2: Diện tích tiết diện;

11

10

0908

Trang 29

Wx = 50600 mm3: Mô men chống uốn đối với trục X;

Wy= 8520 mm3: Mô men chống uốn đối với trục Y

Kiểm tra bền cho dầm theo công thức:

 

2 , 1

160 n

M x



Như vậy dầm đỡ (IV) được chọn thỏa mãn điều kiện bền cho phép

Đối với dầm đỡ dọc (III), ta có thể coi dầm là dầm đơn giản gối tựa hai đầutại vị trí bắt bulông với dầm (II) Theo sơ đồ kết cấu và kết quả tính toán dầm đỡ(IV) ta có sơ đồ tính toán và biểu đồ mômen cho dầm (III) như hình 2-7 Trangbảng phụ lục I-2 tài liệu [10], chọn thép hình chữ C có ký hiệu No20 với kíchthước tiết diện như hình 2-7 và các thông số:

Hình 2-6: a) Sơ đồ tính và biểu đồ mômen dầm (IV) đỡ hộp giảm tốc

b) Sơ đồ tính và biểu đồ mômen dầm (IV) đỡ động cơ điện c) Mặt cắt tiết diện dầm (IV)

Trang 30

 

2 , 1

160 n

M x



Như vậy dầm đỡ (III) được chọn thỏa mãn điều kiện bền cho phép

Đối với dầm đỡ (I), ta cũng có thể coi là dầm đơn giản gối tựa hai đầu tạiđiểm liên kết bulông bắt vào vách công trình Tải trọng được truyền xuống dầm(I) từ dầm (II) và (III) qua gối đỡ bằng cao su Từ sơ đồ kết cấu và tính toán ởtrên ta có sơ đồ tính toán và biểu đồ mômen cho dầm đỡ (I) như hình 2-8 Trangbảng phụ lục I-1 tài liệu [10], chọn thép hình chữ I có ký hiệu No24 với kíchthước tiết diện như hình 2-8 và các thông số:

Hình 2-7: a) Sơ đồ tính và biểu đồ mômen dầm đỡ bộ tời (III)

b) Mặt cắt tiết diện dầm (III)

Trang 31

 

2 , 1

160 n

W

M x



Như vậy dầm đỡ (III) được chọn thỏa mãn điều kiện bền cho phép

Như vậy dầm đỡ bộ tời kéo là các thanh thép hình chữ I và C được chọn đềuthỏa mãn điều kiện bền cho phép

§4 TÍNH CHỌN RAY DẪN HƯỚNG CABIN VÀ ĐỐI TRỌNG

I Tính chọn ray dẫn hướng cho cabin và đối trọng:

Ray dẫn hướng được lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hướng cho cabin

và đối trọng chuyển động thẳng đứng dọc theo giếng thang Ray dẫn hướng đảmbảo cho cabin và đối trọng luôn nằm ở vị trí thiết kế trong quá trình chuyển độngđồng thời phải đủ độ cứng vững để giữ được trọng lượng của cabin và tải trọng

5,6

Hình 2-8: a) Sơ đồ tính và biểu đồ mômen dầm đỡ bộ tời (I)

b) Mặt cắt tiết diện dầm (I)

a)b)

Trang 32

Ray dẫn hướng gồm nhiều đoạn và được nối với nhau bằng các tấm ốp phíasau Các tấm ốp này liên kết với chân ray bằng bulông Ray được cố định vào kếtcấu chịu lực của công trình thông qua các mố ray Các mố ray được cố định vàovách giếng thang bằng vít nở và cách nhau từ 1,5 đến 3,5m tùy theo thiết kế vàtính toán Ray được kẹp vào mố ray bằng cóc kẹp ray, đảm bảo cho ray không bịbiến dạng do lún công trình và dễ lắp đặt

Quá trình tính toán và chọn ray dẫn hướng được dựa theo các thành phần lựctác dụng lên ray dẫn hướng cabin và đối trọng Các thành phần lực tác dụng lênray dẫn hướng bao gồm: lực thẳng đứng tác dụng lên ray do phanh hãm an toàngây ra khi phanh hãm cabin; lực ngang do tải trọng phân bố không đều lên sàncabin; lực cản do ma sát giữa con lăn dẫn hướng với ray dẫn hướng… tuy nhiênlực cản do ma sát là rất nhỏ do đó ta có thể bỏ qua mà chỉ tính toán với hai thànhphần lực còn lại

Ray dẫn hướng được tính chọn có cường độ chịu kéo giới hạn từ 370520N/mm2 tương ứng với ứng suất giới hạn    140  210N/mm2 và tra theo bảng7.1, 7.2 tài liệu [07] được đưa ra trong bảng sau:

Trang 33

chống uốn đối với trục Y;

Jx = 59,6.104 mm4: Mô men quán

tính đối với trục X;

Jy = 52,6.104 mm4: Mô men quán tính đối với trục Y;

ix = 19,5 mm: Bán kính quán tính của tiết diện ray đối với trục X;

iy = 19,3 mm: Bán kính quán tính của tiết diện ray đối với trục Y;

lod = 0,7l = 0,72500 = 1750 mm: Chiều dài quy đổi của một bước ray

Khi phanh hãm an toàn làm việc, kẹp chặt cabin trên ray tạo sẽ tạo ra một lực

thẳng đứng tác dụng lên ray dẫn hướng cabin Giá trị lực thẳng đứng Fd được tính

theo công thức 7.16 tài liệu [07]:

Bảng 2-2: Đặc tính kỹ thuật ray dẫn hướng

Hình 2-9: Kích thước ray dẫn hướng

Trang 34

Trong đó:

2 81 , 9

81 , 9 1 g

m = 2: Số ray dẫn hướng cabin

Lực thẳng đứng Fd có điểm đặt lệch với trọng tâm tiết diện mặt cắt ray mộtkhoảng e, lực này gây ra mô men uốn dọc trong ray Ta có sơ đồ phân bố lực tácdụng lên dầm (ray) và biểu đồ mô men trong một nhịp dầm như 2-10:

Theo biểu đồ mô men, ta thấy tiết diện giữa dầm là nguy hiểm nhất, ứng suất uốndọc sinh ra được tính theo công thức 7.14 tài liệu [07]:

W 2

e S

6 , 24 1570

74 , 1

Ta có sơ đồ phân bố tải trọng như 2-11:

Hình 2-10:

a) Sơ đồ tính ray dẫn hướng b) Sơ đồ tính cho một bước dầm ray dẫn hướng c) Biểu đồ mô men uốn dọc của ray dẫn hướng

Trang 35

x y

Theo sơ đồ tính toán và áp dụng các công thức 7.11, 7.12, 7.13 tài liệu [07],giá trị các lực ngang được tính như sau:

554 6

3100

1400 81

, 9 750 h

e g

3100 6

2

6

1400 2

1400 1350

81 , 9 750 b

h 2

e 2 b e g

6 2

6

1400 2

1400 1350

81 , 9 750 b

h 2

e 2 b e g

y

3 x

x

J E 480

l F

2500 356

y

J E 480

l F

2500 554

y 2

b) Sơ đồ phân bố tải trọng lên mặt sàn

Trang 36

Ta thấy y  y  3 mm, do đó ray được chọn thỏa mãn chuyển vị cho phép

Ứng suất lớn nhất trong ray được tính toán theo công thức 7.17, 7.18 tài liệu [07]:

5 , 12 10 8 , 11 6

2500 356

2500 554

Như vậy ray được chọn thỏa mãn độ bền theo ứng suất cho phép

Theo kết cấu giếng thang, ta có tổng chiều cao giếng thang từ sàn hố thangđến đỉnh giếng thang là: H = 2,1 + 3,316 + 5,5 = 60,4m Ứng với chiều dàimỗi đoạn ray là 5m thì tổng số đoạn ray dẫn hướng cabin mà ta cần phải lấy là n

=2 560,4 = 24

Trong quá trình hoạt động của thang máy, ray dẫn hướng đối trọng chịu lựctác dụng không đáng kể do đối trọng di chuyển lên xuống theo phương thẳngđứng không dùng bộ hãm bảo hiểm an toàn Do đó, ta có thể chọn ray dẫn hướngđối trọng có mặt cắt tiết diện nhỏ hơn so với ray dẫn hướng cabin Tra bảng 1-1

ta chọn ray dẫn hướng cho đối trọng loại T 75-3/B với các kích thước hình họcnhư sau:

S = 1099 mm2: Diện tích tiết diện mặt cắt ngang;

Wx = 9.29.103 mm3: Mô men chống uốn đối với trục X;

Wy = 7.06.103 mm3: Mô men chống uốn đối với trục Y;

Jx = 40.36.104 mm4: Mô men quán tính đối với trục X;

Jy = 26.49.104 mm4: Mô men quán tính đối với trục Y;

ix = 19.2 mm: Bán kính quán tính của tiết diện ray đối với trục X;

iy = 16.5 mm: Bán kính quán tính của tiết diện ray đối với trục Y;

Tổng chiều dài ray dẫn hướng đối trọng đúng bằng tổng chiều dài ray dẫn hướngcabin, ta lấy số thanh ray dẫn hướng đối trọng là n = 23 thanh

II Tính toán bản mã cố định ray dẫn hướng:

Bản mã ray dẫn hướng (mố ray) là chi tiết để cố định ray dẫn hướng cabin

và đối trọng vào vách giếng thang như hình 2-12 Mố ray phải đủ bền để giữđược ray dẫn hướng không bị cong vênh hay biến dạng khi xuất hiện lực ngangtác động lên ray từ cabin Do kết cấu công trình bằng bêtông vững chắc do đó mố

Trang 37

ray được cố định vào vách giếng thang (02) bằng vít nở (01) Mố ray bao gồm cóhai thanh thép hình (03) được hàn với nhau khi đã chỉnh khoảng cách giữa raydẫn hướng (07) và con lăn dẫn hướng Chân ray sẽ được cố định vào mố ray bằngcóc kẹp ray (06) nhờ bulông (04) Khi xuất hiện lực ngang từ cabin tác dụng lênray dẫn hướng sẽ truyền lên mố ray sang kết cấu công trình Với chiều cao củagiếng thang H=60m và khoảng cách giữa hai mố ray l =2,5m thì số mố ray mỗibên cần phải xác định là:

60

 = 24

Từ kết quả phần tính ray, ta có các thành phần lực ngang lớn nhất tác dụnglên ray là Fx = 356N, Fy = 554 N Do đầu mố ray cố định vào vách giếng thangbằng vít nở và siết chặt bằng bulông do đó ta có thể coi liên kết ở đầu mố này làliên kết ngàm, ta có sơ đồ tính toán cho một mố ray như hình 2-13 và biểu đồ nộilực như hình 2-14:

Theo sơ đồ tính toán và biểu đồ nội lực ta thấy rằng mố ray chịu uốn vàxoắn đồng thời dưới tác dụng của lực ngang Fx còn dưới tác dụng của lực ngang

Trang 38

mố ray ngàm vào vách là tiết diện nguy hiểm nhất Tính bền cho tiết diện nguyhiểm theo điều kiện bền:

A

N

max 2

72916

16620 2041

mm3: Mômen chống uốn đối với trục Y;

Wxo= bh2=0,26725072 = 3271mm3: Mômen chống xoắn của tiết diện,

 = 0,267: hệ số được lấy theo tỷ lệ b/h tra theo bảng 6-2 tài liệu [10];

A = 2507 = 1750 mm2: Diện tích tiết diện mặt cắt ngang mố ray

10680

554 33773

Hình 2-14: Các biểu đồ nội lực

M y : Mômen uốn theo phương y M xoan : Mômen xoắn

M x : Mômen uốn theo phương x N: Lực dọc

Trang 39

§5 TÍNH TOÁN BỘ HẠN CHẾ TỐC ĐỘ:

Bộ hạn chế tốc độ là một loại thiết bị đảm bảo an toàn cho thang máy khicabin vượt quá tốc độ cho phép hoặc đứt cáp Thông qua hệ thống tay đòn tácđộng lên bộ hãm bảo hiểm để dừng cabin tựa trên các ray dẫn hướng Theo 9.3.1TCVN 6396.1998, giá trị cho phép của tốc độ hạ cabin đạt giá trị bằng 115% vậntốc định mức và phải nhỏ hơn 2 , 625

v

25 , 0 v 25 ,

1    m/s Khi tốc độ hạ cabin đạttới giá trị v =2,6 m/s thì bộ hạn chế tốc độ sẽ làm việc, phát động bộ hãm bảo

03 04

12

13 14 15

16 1702

1 Dầm đỡ

2 Công tắc điện

3 Thanh gạt công tắc

4 Lẫy giữ quả nặng

5 Thanh đẩy quả văng

Trang 40

hiểm làm việc kẹp giữ cabin trên ray dẫn hướng Bộ hạn chế tốc độ làm việc theonguyên lý của phanh ly tâm

Theo sơ đồ cấu tạo hình 2-15, ta thấy trục (08) được gắn cứng với khung(09) bằng đai ốc Trên trục có lắp puly (06) bằng ổ bi để có thể quay tự do quanhtrục 08 Hai quả văng (10) gắn trên puly liên kết với nhau bằng thanh đẩy (05) cóhạn chế hành trình (07) Một đầu thanh gắn quả văng (10) có gắn lò xo chịu nén(12) với thân puly, đẩy quả văng (10) có xu hướng vào trục quay (08) Cáp hạnchế tốc độ (14) vắt qua puly (06) và treo thiết bị căng cáp đặt dưới hố thang, đượckẹp chặt vào cabin Khi cabin hạ quá vận tốc cho phép, quả văng (10) tách ra xatrục quay (08) khi lực li tâm của quả văng thắng được lực nén của lò xo (12) vàngắt công tắc (02) cắt điện động cơ và mạch điều khiển nhờ thanh gạt (03), đồngthời lẫy gạt (04) làm việc tách quả nặng (15) để kẹp chặt cáp Cáp hạn chế tốc độdừng lại trong khi cabin vẫn đi xuống sẽ làm cho bộ hãm bảo hiểm làm việc, kẹpgiữ cabin trên ray dẫn hướng Lò xo nén (17) đẩy giá đỡ kẹp cáp (16) nhằm tạo ra

độ trượt cho cabin khi phanh hãm làm việc

Phân tích sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động ta có sơ đồ tính toán bộ hạn chếtốc độ như hình 2-16 Theo sơ đồ tính toán ta thấy khi làm việc quả văng chị tácdụng của trọng lực P, lực nén lò xo Fx , lực li tâm Flt Do trục quay được đặt nằmngang do đó lực nén lò xo khi làm việc tùy thuộc vào vị trí của quả văng so vớimặt phẳng ngang đi qua tâm trục quay Theo sơ đồ ta thấy Fx đạt giá trị lớn nhấtkhi quả văng ở vị trí bên dưới, xét cân bằng mô men cho quả văng đối với điểm

O1là tâm trục chốt quả văng:

0 l F l P l F

l

l F l P

F    

 ; (5.1)

Từ biểu thức (5.1) ta nhận thấy Fxmax khi l2max, nghĩa là l2 vuông góc với đườngthẳng đứng Như vậy, vị trí đặt vấu ngắt công tắc động cơ tương ứng với vị trícủa quả văng khi đạt Fxmax

Hình 2-15: Sơ đồ cấu tạo của bộ hạn chế tốc độ