tk thang may cho hang 7tang 0048

Điều chỉnh tốc độ của động cơ không đồng bộ bằng cách Thay đổi số đôi cực của động cơ 60 Phần II: tính toán, thiết kế và chọn trang bị điện cho thang máy 63 Chương I: Chọn phương án thiế

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: “Kỹ thuật thang máy”

Mục lục

Lời nói đầu 3

Phần I: Giới thiệu về kĩ thuật thang máy 4

Chương I: Khái niệm chung 5

I Khái niệm chung về thang máy 5

II Lịch sử phát triển của thang máy 7

III Đặc điểm đặc trưng cho chế độ làm việc của hệ truyền động thang máy 8

IV Kết cấu chung của thang máy 9

V Phân loại thang máy 12

VI Các nguyên tắc hoạt động cơ bản của thang máy 19

VII Tính chọn công suất động cơ truyền độn thang máy 19

VIII.Đặc điểm phụ tải của thang máy và các yêu cầu truyền động cho thang máy 22

Chương II: Phân tích và lựa chọn phương án 35

I Hệ truyền động chỉnh tiristor có đảo chiều quay 35

II Hệ truyền động xoay chiều 41

III Kết luận 46

Chương III: Những khái niệm cơ bản về hệ truyền động điện và đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 47

I Những khái niệm cơ bản về truyền động điện 47

II Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 56

III Các thông số cơ bản ảnh hưởng đến đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ 58

IV Điều chỉnh tốc độ của động cơ không đồng bộ bằng cách Thay đổi số đôi cực của động cơ 60

Phần II: tính toán, thiết kế và chọn trang bị điện cho thang máy 63 Chương I: Chọn phương án thiết kế 64

I Tính chọn công suất động cơ điện 64

II Tính cho tiết diện cáp động lực 68

III Tính chọn phanh hãm điện từ 69

IV Chọn aptomat 71

V Chọn khởi động từ 71

VI Chọn rơle trung gian 73

VII Chọn rơle thời gian kiểu điện từ 73

VIII Chọn thiết bị chống mất pha và điện áp lưới thấp 74

IX Chọn khí cụ bảo vệ cho mạch lực 75

X Chọn lắp khí cụ hạn chế và an toàn 75

XI Chọn máy biến áp 76

Chương II: Thiết kế mạch động lực 77

I Động cơ truyền động 77

II Các công tắc tơ 79

III Máy biến áp 79

IV Rơle bảo vệ 79

V Aptomat 80

VI thiết bị chống mất pha và điện áp lưới thấp 80

VII Các loại phanh 80

Chương III: Thiết kế mạch điều khiển 83

I Mạch gọi tầng và chuyển đổi tầng 83

II Mạch dừng chính xác buồng thang 85

III Mạch logic 87

IV Mạch nguyên lí hoạt động của hệ thống tự động điều khiển khống chế truyền động thang máy 90

V Mạch điều khiển ở cửa cabin 94

VI Mạch điều khiển phanh hãm 96

VII Các tín hiệu đèn chiếu sáng và tiện nghi trong thang máy 96

Tài liệu tham khảo 98

Lời nói đầu

Thế kỷ 19, nền khoa học kỹ thuật trên thế giới phát triển rất mạnh mẽ Lúc này trên thế giới đã bắt đầu xuất hiện nhiều nhà cao tầng, vì vậy thang máy cũng bắt đầu xuất hiện để đáp ứng nhu cầu cấp thiết đó Năm 1853, hãng thanh máy OTIS (Mỹ) đã chế tạo và đưa vào sử dụng chiếc thang máy

đầu tiên trên thế giới

Thang máy là một thiết bị không thể thiếu trong việc vận chuyển người và hàng hóa… theo phương thẳng đứng trong các nhà cao tầng, chính vì vậy từ khi xuất hiện đến nay thang máy luôn được nghiên cứu, cải tiến, hiện đại hóa để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người

Trong những năm gần đây nhiều nhà cao tầng đã được xây dựng trên khắp mọi miền đất nước và nhờ đó thang máy đã, đang và sẽ được sử dụng ngày càng nhiều Do vậy các hãng thang máy hàng đầu trên thế giới đã có mặt tại nước ta

Cùng với sự cố gắng của bản thân và nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Quang Tuyến em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này Em rất mong nhận được sự góp ý, bổ sung của các thầy cô giáo và các bạn để đồ

án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn

Em xin gửi tới thầy giáo Nguyễn Quang Tuyến cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn lời cảm ơn chân thành nhất

Sinh viên Hoàng Trương Quyền

PhÇn I

giíi thiÖu vÒ kÜ thuËt thang m¸y

Chương I Khái niệm chung

I- Khái niệm chung về thang máy

Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hóa, vật liệu, v v theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn

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

Thang máy thường được sử dụng trong các khách sạn, công sở, chung cư, bệnh viện, các đài quan sát, tháp truyền hình, trong các nhà máy, công xưởng, v v Đặc điểm vận chuyển bằng thanh máy so với các 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 vẽ đẹp và tiện nghi của công trình

Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định, đối với các tòa nhà cao 6 tầng trở lên đều phải được trang bị thang máy để đảm 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 lí Đối với những công trình đặc biệt như bệnh viện, nhà máy, khách sạn, v v 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 tòa nhà Nếu vấn đề vận chuyển người, hàng trong những tòa nhà này không được giải quyết thì các dự án xây dựng các tòa 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 cần chung đối với thang máy khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử

dụng và sửa chữa 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 chỉ có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu thì chưa đủ điều kiện để đưa và 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, điện thoại nội bộ (Interphone), chuông báo, bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin, công tắc an toàn cửa cabin, khóa an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất điện nguồn v v

Với đối tượng nâng, chuyển khác nhau thang máy có cấu tạo phù hợp, nhưng nhìn chung có thể phân làm 2 phần chính:

+ Buồng thang:

- Buồng thang còn gọi là cabin, là phần chuyển động thẳng đứng trực tiếp mang tải Khung buồng treo trên puli quấn cáp Thông thường là cáp đôi hoặc cáp 4 nhằm tăng độ bám và tăng độ bền cơ khí Cùng chuyển động với buồng thang là đối trọng

- Đối trọng là một khối kết từ các khối gang, chuyển động ngược chiều với buồng thang để giảm công suất cơ cấu kéo và giúp thang nâng hạ nhẹ nhàng Khối lượng đối trọng phụ thuộc trọng lượng buồng thang

và khối lượng tải trọng trung bình

- Buồng thang chuyển động trong một nơi được gọi là hố giếng Hố giếng phần không gian từ mặt tiếp tuyến dưới puli (hay là sàn tầng trên cùng) tới đáy giếng

+ Buồng máy:

- Buồng máy: phần máy thường đặt trong buồng máy, bố trí ở tầng trên cùng của giếng thang Phần máy có động cơ kéo nối với puli qua hộp

số giảm tốc Tỉ số truyền của hộp số i = 18 ữ 120 Ngoài ra buồng thang trang bị một phanh cơ khí bảo hiểm, khi có điện má phanh được lực điện từ hút tách khỏi puli, khi mất điện không còn lực điện từ, lực

lò xo sẽ đẩy má phanh ép chặt puli và làm cho buồng thang dừng

chuyển động Phanh bảo hiểm thường dùng trong trường hợp mất điện,

đứt cáp hoặc tốc độ vượt quá mức cho phép từ 20 ữ 40%

II- Lịch sử phát triển thang máy

Cuối thế kỷ 19, trên thế giới mới chỉ có một vài hãng thang máy ra đời như: OTIS (Mỹ); SCHINDLER (Thụy Sĩ) Năm 1853, hãng thang máy OTIS đã chế tạo và đưa vào sử dụng chiếc thang máy đầu tiên trên thế giới

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

Đầu thế kỷ 20, có nhiều hãng thang máy khác ra đời như: KONE (Phần Lan); MISUBISHI, NIPPON, ELEVATOR (Nhật Bản); THYSEN (Đức); SABIEM (ý); v v đã chế tạo các loại thang máy có tốc độ cao, tiện nghi trong cabin tốt 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 có tải trọng nâng tới 30 tấn, đồng thời cũng trong khoảng thời gian này đã có những thang máy thủy lực ra

đời Sau một khoảng thời gian rất 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 tựu 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 thang máy dùng

điện cảm ứng tuyến tính

Đầu những năm 1990, trên thế giới đã chế tạo những thang máy có tốc

độ đạt tới 750(m/ph) và các thang máy có tính năng kỹ thuật đặc biệt khác

III- Đặc điểm đặc trưng cho chế độ làm việc của hệ truyền động điện thang máy:

Thang máy thường được lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài trời cho các nhà cao tầng, ở nhiều nơi thang máy chở hàng phải làm việc ở môi trường khắc nghiệt, đặc biệt ở các khu công nghiệp, nhà máy lớn…

Các khí cụ điện, thiết bị điện trong hệ thống truyền động và trang bị

điện của thang máy chở hàng phải làm việc tin cậy trong mọi điều kiện làm việc phức tạp của môi trường, nhằm nâng cao năng suất, an toàn trong vận hành và khai thác

Đối với hệ truyền động điện cho thang máy chở hàng phải đảm bảo khởi động động cơ truyền động khi đầy tải, đặc biệt là vào mùa đông khi nhiệt độ môi trường giảm làm tăng mômen ma sát trong các ổ đỡ dẫn đến làm tăng đáng kể mômen cản tĩnh

Động cơ truyền động thang máy, mômen thay đổi theo tải rất rõ rệt

0

10

0,8

0,6

0,4

0,2 0,2 0,4 0,6 0,8

Hình 1.1 Khi không tải, mômen của động cơ không vượt quá 15ữ20%Mđm Mômen động cơ phụ thuộc vào tải trọng

Trong hệ truyền động của thang máy yêu cầu quá trình tăng tốc và giảm tốc xảy ra phải êm Bởi vậy mômen trong quá trình quá độ phải được hạn chế theo yêu cầu kĩ thuật rất an toàn

Năng suất của thang máy chở hàng phụ thuộc vào 2 yếu tố:

+ Tải trọng của thiết bị

+ Số chu kì bốc dỡ trong 1 giờ

Số lượng hàng hóa di chuyển trong mỗi chu kì không giống nhau và nhỏ hơn tải trọng định mức cho nên phụ tải đối với động cơ chỉ đạt 60ữ70% công suất định mức của động cơ

Do điều kiện làm việc của thang máy thất thường, tải trọng luôn thay

đổi, lúc non tải, lúc đầy tải nên thang máy được chế tạo có độ bền cơ cao Tất cả các thiết bị được đặt trong buồng thang và buồng máy

IV- Kết cấu chung của thang máy

Trên hình 1.2 mô tả kết cấu chung của thang máy, đây là kết cấu phần cơ điện được chia làm 2 bộ phận chính: phòng máy và giếng thang

Trong giếng thang bao gồm : tầng hầm 11 (khoảng trống kể từ đáy giếng thang đến phần dưới cùng của buồng thang) Tầng hầm là phần nền móng cho các thanh ray Đây là phần chịu toàn bộ trọng lượng của kết cấu thang máy, trọng lượng thang máy, đối trọng và tải trọng tối đa nên ta phải

xử lí phần móng và nền móng thật tốt để tránh lún, rạn gây mất trọng tâm cho buồng thang, ảnh hưởng đến hành trình lên xuống của buồng thang, nhất là khi đầy tải Vì buồng thang được trượt trên các thanh ray 9 theo phương thẳng đứng Trong tầng hầm còn có cơ cấu lò xo có tác dụng khi thang máy hạ xuống tầng 1, được giảm chấn, hạn chế va chạm cơ khí giúp thang dừng được nhẹ nhàng Tầng hầm có chiều cao từ 1,5ữ2(m) để thuận tiện cho công việc sửa chữa và bảo dưỡng Phía trên tầng hầm là toàn bộ phần thân chính của giếng thang

Phòng máy là nơi đặt tủ điều khiển động cơ nâng hạ buồng thang, là nơi có tác dụng như xà treo, nên khi thang đầy tải nó phải gánh một trọng lực rất lớn nên ta cũng phải tính toán phần kết cấu bê tông đủ lớn để tránh gây sập Phòng máy được lắp đặt ở nơi cao nhất là trên nóc tầng 7 (nóc giếng thang) Giếng thang chạy suốt từ tầng 1 đến tầng 7 có kích thước phù hợp để lắp ghép thanh dẫn hướng cho buồng thang, ngoài ra dọc giếng thang còn lắp các thiết bị bảo vệ và đèn chiếu sáng Thanh ray 9 thường làm bằng thép chịu lực tốt, có hình dáng kích thước phù hợp để dẫn hướng chuẩn và tạo điểm tì của cơ cấu phanh khi phanh dừng buồng thang

Để nâng hạ buồng thang người ta dùng động cơ 6 Động cơ này được nối trực tiếp với cơ cấu nâng hoặc qua hộp giảm tốc Nếu nối trực tiếp, buồng thang được treo trên puli quấn cáp Khi nối gián tiếp thì giữa puli quấn cáp và động cơ có lắp hộp giảm tốc 5 Khung của buồng thang 3 được treo trên puli quấn cáp kim loại 4

Buồng thang luôn được giữ theo phương thẳng đứng nhờ có giá treo 7

và những con trượt dẫn hướng (con trượt là loại puli trượt có bọc cao su bên ngoài)

Buồng thang có trang bị bộ phanh bảo hiểm, Phanh bảo hiểm giữ buồng thang tại chổ khi đứt cáp, mất điện và khi tốc độ di chuyển buồng thang vượt quá 20ữ40% tốc độ định mức Phanh bảo hiểm thường được chế tạo theo 3 kiểu:

- Phanh bảo hiểm kiểu nêm

- Phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm

- Phanh bảo hiểm kiểu kìm

Trong 3 loại phanh bảo hiểm trên phanh bảo hiểm kiểu kìm có tính năng kĩ thuật ưu việt hơn, nó đảm bảo tác động nhanh nhưng dừng vẫn êm buồng thang, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi hơn

Phanh bảo hiểm thường được lắp phía dưới buồng thang, gọng kìm trượt theo thanh dẫn hướng khi tốc độ của buồng thang bình thường Nằm giữa hai cánh tay đòn của kìm có nêm gắn với hệ truyền động bánh vít, trục vít Hệ truyền động trục vít có 2 loại ren: ren trái và ren phải

Cùng với kết cấu của phanh bảo hiểm, buồng thang có trang bị thêm cơ cấu hạn chế tốc độ kiểu li tâm Khi buồng thang di chuyển sẽ làm cho cơ cấu hạn chế tốc độ kiểu li tâm quay Khi tốc độ di chuyển của buồng thang tăng, cơ cấu đai truyền sẽ làm cho tang quay và kìm sẽ ép chặt buồng thang vào thanh dẫn hướng và hạn chế tốc độ của buồng thang

Hình 1.2 Sơ đồ kết cấu và bố trí thiết bị của thang máy

1 2

3

4

12

7

8

9

10

11

2 công tắc hành trình

1 Đối trọng

3 Buồng thang

4 Dây cáp truyền

5 Puli

6 Động cơ dẫn động

7 Giá treo

8 Đế cabin

9 Thanh ray

10 Xích hạn chế tốc độ

11 Tầng hầm

12 Tủ điều khiển

V- Phân loại thang máy

Thang máy hiện nay đã được thiết kế và chế tạo rất đa dạng, với nhiều kiểu, 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:

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 v v Loại thang máy này điều khiển cả trong và ngoài cabin

b) Thang máy chuyên chở người có tính đến hàng đi kèm

Loại này thường dùng cho các siêu thị, khu triển lãm v v Loại thang máy này điều khiển cả trong và ngoài cabin

c) Thang máy chuyên chở bệnh nhân

Loại này chuyên dùng cho các bệnh viện, các khu điều dưỡng v v

Đặc điểm của loại này là kích thước thông thủy 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 Loại thang máy này

điều khiển cả trong và ngoài cabin

d) Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm

Loại này thường dùng trong các nhà máy, công xưởng, kho, thang máy dùng cho nhân viên khách sạn v v Chủ yếu dùng để chở hàng nhưng có người đi kèm để phục vụ Loại thang máy này điều khiển cả trong và ngoài cabin

e) Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm

Loại này chuyên dùng để chở vật liệu, thức ăn trong các khách sạn, nhà ăn tập thể v v Đặc điểm của loại này là chỉ có điều khiển ở ngoài cabin (trước các cửa tầng)

Ngoài ra còn có các loại thang máy chuyên dùng như: thang máy cứu