Đồ án thiết kế thang máy

Trọng lượng của cabin và một phần trọng lượngvật nâng được cân bằng bởi đối trọng treo trên các dây cáp đi ra từ puli dẫn cáphoặc từ tang khi bộ tời có tang quấn cáp... Trong buồng máy c

MỤC LỤC ii

Chương 1: ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI THANG MÁY 1

1.1 Tổng quan về thang máy: 1

1.2 Phân loại thang máy: 3

1.2.1 Phân loại thang máy theo công dụng: 3

1.2.2 Phân loại thang máy theo phương pháp dẫn động: 3

1.2.3 Theo vị trí đặt bộ tời: 5

1.2.4 Theo hệ thống vận hành: 5

1.2.5 Theo các thông số cơ bản: 6

1.2.6 Theo kết cấu các cụm cơ bản: 6

1.2.7 Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang: 8

1.2.8 Theo quỹ đạo di chuyển của cabin: 9

1.3 Lựa chọn phương án thiết kế: 9

1.3.1 Đặc tính kỹ thuật của thang máy: 9

1.3.2 Phân tích các phương án và chọn lựa phương án thiết kế: 9

Chương 2: KẾT CẤU CABIN VÀ ĐỐI TRỌNG 12

A CABIN 12

2.1 Kết cấu cabin: 12

2.1.1 Kết cấu cabin: 12

2.1.2 Xác định kích thước cabin:: 13

2.2 Tính khối lượng khung cabin: 13

2.3 Các trường hợp chịu lực khung cabin: 16

2.3.1 Nguyên tắc chung về tính bền thang máy: 16

2.3.2 Các trường hợp tính toán: 17

2.3.3 Tính bền cabin: 19

2.4 Kiểm tra bền: 23

B TÍNH BỀN CABIN THANG MÁY BẰNG SAP2000 25

3.1 Mô hình kiểm tra khung cabin: 25

3.2 Các trường hợp tính toán: 26

3.2.1 Trường hợp chịu tải danh nghĩa: 26

3.2.2 Trường hợp khi cabin tập kết lên bộ hãm bảo hiểm và giảm chấn: 28

3.2.3 Khi khám nghiệm kỹ thuật: 33

3.3 Kiểm bền: 36

C –ĐỐI TRỌNG: 38

2.1 Cấu tạo chung: 39

2.2 Số tấm đối trọng: 40

-Chương 3 : BỘ TỜI THANG MÁY 41

3.1 Tính và chọn cáp thép : 42

3.2 Tính puly dẫn động và puly dẫn hướng: 44

3.2.1 Puly dẫn động: 44

3.2.2 Puly dẫn hướng: 44

3.2.3 Hình dạng rãnh puly: 44

3.3 Kiểm tra điều kiện bám của cáp trên puly: 46

3.3.3 Làm việc không tải: 49

3.4 Tính công suất động cơ: 50

3.4.1 Yêu cầu động cơ trang bị cho thang máy: 50

3.4.2 Công suất động cơ: 51

3.4.3 Bộ tời: 51

-Chương 4: HỆ THỐNG TREO CABIN VÀ ĐỐI TRỌNG 55

4.1 Nguyên lý hoạt động: 55

4.2 Tính toán hệ thống treo: 56

4.2.1 Thanh kéo: 56

4.2.2 Lò xo: 56

-Chương 5: BỘ GIẢM CHẤN 59

5.1 Lực tác dụng lên bộ giảm chấn: 60

5.2 Tính toán bộ giảm chấn lò xo: 60

Chương 6: BỘ HÃM BẢO HIỂM VÀ BỘ HẠN CHẾ TỐC ĐỘ 62

6.1 Bộ hãm bảo hiểm: 62

6.1.1 Cấu tạo: 62

6.1.2 Nguyên lý hoạt động: 63

6.1.3 Tính toán thiết bị kẹp: 63

6.1.4 Kích thước nêm: 66

6.2 Bộ hạn chế tốc độ: 67

6.2.1 Sơ đồcấu tạo và nguyên lý hoạt động: 68

6.2.2 Cáp của cơ cấu khống chế tốc độ: 68

6.2.3 Puly : 69

6.2.4 Lực nén cần thiết của lò xo và lò xo giữ quả văng: 69

6.2.5 Lò xo giữ quả văng: 70

6.3 Khối lượng đối trọng căng cáp của puly căng cáp: 72

Chương 7: DẪN HƯỚNG CABIN VÀ ĐỐI TRỌNG 73

7.1 Dẫn hướng cabin: 73

7.2 Tính toán ray dẫn hướng 75

7.2.1 Các lực tác dụng lên dẫn hướng: 75

-7.2.2 Tính toán ứng suất nhiệt phụ được gây ra do sự kẹp cứng các dẫn hướng: -

77 7.2.3 Độ mảnh của dẫn hướng: 78

Chương 8: CƠ CẤU ĐÓNG MỞ CỬA CABIN 79

8.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: 79

8.1.1 Cấu tạo: 79

8.1.2 Nguyên lý hoạt động: 79

8.2 Tính toán bộ phận dẫn động cửa: 80

Chương 9: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY 82

9.1 Hệ thống điều khiển thang máy: 82

9.1.1 Phân loại theovị trí các nút điều khiển: 82

9.1.2 Phân loại theo nguyên tắc điều khiển: 82

9.1.3 Phân loại theo hệ thống truyền động và điều khiển thang máy: 82

9.2 Hệ thống điện: 84

9.3.2 Thiết bị: 86

9.3.3 Sơ đồ điện: 87

9.3.4 Nguyên lý hoạt động: 87

-Chương 10: LẮP ĐẶT, SỬ DỤNG VÀ BẢO DƯỠNG 89

THANG MÁY 89

10.1 Yêu cầu kỹ thuật và cách lắp ráp các cụm: 89

10.2 Trình tự lắp ráp các cụm của thang máy: 89

10.2.1 Lắp ráp ray dẫn hướng cabin và đối trọng: 89

10.2.2 Lắp ráp thiết bị giảm va đập cabin và dối trọng: 90

10.2.3 Lắp ráp bộ tời thang máy: 90

10.2.4 Lắp ráp cabin: 90

10.2.5 Lắp ráp cửa tầng: 91

10.3 Thử và điều chỉnh: 91

10.3.1 Thử không tải: 91

10.3.2 Thử tải tĩnh: 91

10.3.3 Thử tải động: 92

10.4 An toàn khi lắp đặt: 92

10.5 Sử dụng và bảo dưỡng thang máy: 92

KẾT LUẬN 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

PHỤ LỤC 95

-Chương 1: ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI THANG MÁY

1.1 Tổng quan về thang máy:

Các bộ phận chính của thang máy là:

- Cabin trong đó chứa người hoặc hàng hóa Cabin chuyển động trên cácdẫn hướng thẳng đứng nhờ có các bộ guốc trượt lắp chặt vào cabin

- Cáp nâng trên đó có treo cabin được quấn vào tang hoặc vắt qua puli dẫncáp của bộ tời nâng Khi dùng puli dẫn cáp thì sự nâng cabin là do lực ma sátgiữa cáp và vành puli dẫn cáp Trọng lượng của cabin và một phần trọng lượngvật nâng được cân bằng bởi đối trọng treo trên các dây cáp đi ra từ puli dẫn cáphoặc từ tang (khi bộ tời có tang quấn cáp)

- Để an toàn, cabin được lắp trong giếng thang Phần trên của giếng thangthường bố trí buồng máy Trong buồng máy có lắp bộ tời và các khí cụ điềukhiển chính (tủ phân phối, trạm từ, bộ hạn chế tốc độ…) Phần dưới của giếngthang có bố trí các bộ giảm chấn cabin và giảm chấn đối trọng để cabin tập kếttrên đó trong trường hợp cabin di chuyển quá vị trí làm việc cuối cùng (khicabin ở vị trí giới hạn trên cùng thì đối trọng tập kết trên giảm chấn) Ở phầntrên cùng và dưới cùng của giếng thang có lắp các bộ hạn chế hành trình để hạn

của cabin

- Để tránh rơi cabin khi bị đứt cáp hoặc khi bị hỏng cơ cấu nâng, trêncabin có lắp bộ hãm bảo hiểm Trong trường hợp này thì thiết bị kẹp của nó sẽkẹp vào các dẫn hướng và giữ chặt cabin Đa số trường hợp thì các bộ hãm bảohiểm được dẫn động từ một cáp phụ, cáp này vắt qua puli của bộ hạn chế tốc độkiểu ly tâm Khi tốc độ cabin tăng cao hơn giới hạn nhất định thì bộ hạn chế tốc

1.2 Phân loại thang máy:

Thang máy được phân loại theo các nguyên tắc và đặc điểm sau:

1.2.1 Phân loại thang máy theo công dụng:

Theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN: 5744-1993 tùy thuộc vào công dụng các thangmáy được phân thành 5 loại sau:

- Loại 1: Thang máy thiết kế cho việc chuyên chở người

- Loại 2: Thang máy thiết kế chủ yếu để chuyên chở người nhưng có tính đến

hàng hóa mang kèm theo người

- Loại 3: Thang máy thiết kế chuyên chở giường (băng ca) dùng trong các bệnh

viện

- Loại 4: Thang máy thiết kế chủ yếu để chuyên chở hàng hóa nhưng thường có

người đi kèm theo

- Loại 5: Thang máy điều khiển ngoài cabin chỉ dùng để chuyên chở hàng, loại

này khi thiết kế cabin phải khống chế kích thước để người không thểvào được

1.2.2 Phân loại thang máy theo phương pháp dẫn động:

Hình 1.2: Thang máy dẫn động điện có bộ tời đặt phía dưới.

a) Cáp treo trực tiếp vào cabin giếng thang b) Cáp vòng qua đáy cabin

a/ Thang máy dẫn động điện:

Loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ điện truyền qua hộp giảm tốc tớipuly ma sát hoặc tang cuốn cáp Chính nhờ cabin được treo bằng cáp mà hành trình lênxuống của nó không bị hạn chế.

b/ Dẫn đông nhờ xi lanh thủy lực:

Hình 1.3: Hình vẽ thang máy dẫn động bằng xi lanh thủy lực

Đặc điểm của thang máy này là cabin được đẩy từ dưới lên nhờ pittông- xylanhthủy lực nên hành trình bị hạn chế Hiện nay thang máy thủy lực với hành trình tối đa

là khoảng 18m, vì vậy không thể trang bị cho các công trình cao tầng, mặc dù kết cấuđơn 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 có cùng sốtầng phục vụ, vì buồng máy đặt ở tầng trệt

c/ Dẫn động nhờ vis-đai ốc:

Các trục vít được sử dụng trước đây trong các thang nâng ở xưởng máy là nhờ cótruyền đông cơ khí, do giá thành cao và hiệu suất thấp nên trong các thang nâng hiệnnay chúng rất ít được sử dụng Chỉ sử dụng chủ yếu khi chiều cao nâng không lớn(chẳng hạn như các thang nâng toa xe lửa)

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

1.2.5 Theo các thông số cơ bản:

a/ Theo tốc độ di chuyển của cabin:

- Loại nhỏ Q < 500 kg

- Loại trung bình Q = 500 ÷ 1000 kg

- Loại lớn Q =1000 ÷ 1600 kg

- Loại rất lớn Q > 1600 kg

1.2.6 Theo kết cấu các cụm cơ bản:

a/ Theo kết cấu của bộ tời kéo:

- Bộ tời kéo có hộp giảm tốc

Hình 1.5: Bộ tời a) Có hộp giảm tốc b) Không có hộp giảm tốc

- Bộ tời 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 (LIM – linear Induction Motor )

- Bộ tời kéo có puly ma sát hoặc tang cuốn cáp để dẫn động cho cabin lênxuống

+ Loại có puly ma sát (hình 1.1 a, b) khi puly quay kéo theo cáp chuyển động lànhờ ma sát sinh ra giữa rãnh ma sát 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 hoặcxuống Loại này có hoặc không có đối trọng

- Không có xích hoặc cáp cân bằng.

c/ Theo cách treo cabin và đối trọng:

- Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin ( hình 1.1 b)

- Có palăng cáp (thông qua các puly trung gian) vào dầm trên của cabin( hình 1.2 a, 1.2 b)

- Đẩy từ phía dưới đáy cabin lên thông qua puly trung gian

d/ Theo hệ thống cửa cabin:

- Phương pháp đóng mở cửa cabin

+ Đóng mở bằng tay Khi cabin dừng đúng tầng thì phải có người ở trong hoặc ởngoài cửa tầng mở và đóng cửa cabin và cửa tầng

+ Đóng mở nửa tự động (bán tự động) Khi cabin dừng đúng tầng thì cửa cabin

và cửa tầng tự động mở, khi đóng phải dùng bằng tay hoặc ngược lại

Cả hai loại này dùng cho các thang máy chở hàng có người đi kèm, thang chởhàng không có người đi kèm hoặc thang máy dùng cho nhà riêng

+ Đóng mở cửa tự động Khi cabin dùng đúng tầng thì cửa cabin và cửa tầng tựđộng mở và đóng nhờ một cơ cấu đặt ở cửa cabin Thời gian và tốc độ đóng, mở điềuchỉnh được

- Theo kết cấu cửa cabin:

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

+ Cánh cửa dạng tấm (panen) đóng, mở bản lề một cánh hoặc hai cánh

Hai loại cửa này thường dùng cho thang máy chở hàng có người đi kèm hoặckhông có người đi kèm Hoặc thang máy dùng cho nhà riêng

+ Cánh cửa dạng tấm (panen), hai cánh mở chính giữa lùa về hai phía Đối vớithang máy có tải trọng lớn, cabin rộng, cửa cabin có bốn cánh mở chính giữa lùa vềhai phía (mỗi bên hai cánh) Loại này thường dùng cho thang máy có đối trọng đặt ởphía sau cabin

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

+ Cánh cửa dạng tấm (panen), hai cánh mở lùa về hai phía trên và dưới (thangmáy chở thức ăn)

+ Cánh cửa dạng tấm (panen), hai hoặc ba cánh mở lùa về một phía trên Loạinày thường dùng cho thang máy chở ôtô và thang máy chở hàng

- Theo số cửa cabin:

+ Thang máy có một cửa

+ Hai cửa đối xứng nhau

+ Hai cửa vuông góc với nhau

- Theo loại bộ hãm 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 tốc độ lớn hơn 45 m/ph vàthang máy chở bệnh nhân

1.2.7 Theo vị trí của cabin và đối trọng giếng thang:

- Đối trọng bố trí phía sau (hình 1.5 a)

- Đối trọng bố trí một bên (hình 1.5 b)

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

a) b)

Hình 1.6: Mặt cắt ngang giếng thang

a) Giếng thang có đối trọng bố trí phía sau

b) Giếng thang có đối trọng bố trí một bên 1.2.8 Theo quỹ đạo di chuyển của cabin:

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

- Thang máy nghiêng, là loại thang máy có cabin di chuyển nghiêng mộtgóc so với phương thẳng đứng

- Thang máy zigzag, là loại thang máy có cabin di chuyển theo phươngzigzag

1.3 Lựa chọn phương án thiết kế:

1.1.1 Đặc tính kỹ thuật của thang máy:

Thang máy được thiết kế trong luận văn có các đặc tính kỹ thuật sau:

- Loại thang :chở hàng có người áp tải

xi lanh thủy lực trong thang máy làm việc với áp suất rất cao nên dễ bị rò rỉ dầu và đòihỏi cần phải bảo dưỡng thường xuyên Thang máy được dẫn động nhờ xi lanh thủylực chỉ còn được sử dụng trong một số thang nâng chuyên dùng

cỡ nhỏ

b/ Dẫn động bằng cáp:

Có hai loại: dùng tang cuốn cáp và puly dẫn cáp

- Tang cuốn cáp: nhược điểm chính của bộ tời dùng tang cuốn cáp làkích thước tang lớn ít phù hợp với chiều cao nâng lớn và thường bị đứt cápnâng trong trường hợp các bộ ngắt hành trình bị hỏng cabin đi ra khỏi vị trí giớihạn trên cùng và đập vào trần giếng thang Hiện nay được dùng rất hạn chế vàchỉ dùng cho thang máy chở hàng có chiều cao nâng không lớn và tải trọngnâng lớn Tuy nhiên, vì một lý do nào đó mà không thể sử dụng đối trọng trong

hệ thống truyền – dẫn động thang máy thì việc sử dụng bộ tời kéo dùng tangcuốn cáp là tất yếu

- Puly dẫn cáp :bộ tời có puly dẫn cáp rất chắc chắn Kích thướt của

nó thực tế không phụ thuộc vào chiều cao nâng Trong nhiều trường hợp, pulydẫn cáp có thể lắp côngxôn trên trục ra của hộp giảm tốc nên dễ dàng tháo lắp,tốn ít công sức khi cần tháo lắp các puly bị mòn

Bộ tời có puly dẫn cáp có thể đặt ở trên hoặc ở dưới

+ Bộ tời đặt ở phía dưới: giảm được tiếng ồn phát sinh khi thang máy làm việc.Nhưng sơ đồ này sẽ làm tăng tải trọng tác dụng lên giếng thang cũng như làm tăngchiều dài cáp nâng và làm tăng số điểm uốn của cáp, làm cho cáp mau bị mòn Do đó

kiểu bố trí bộ tời như thế này chỉ sử dụng trong những trường hợp khi mà buồng máykhông thể bố trí được ở phía trên giếng thang và khi có yêu cầu cao về cần giảm độ ồnkhi thang máy làm việc

+ Bộ tời đặt ở trên: Khắc phục được những nhược điểm của loại thang mà buồngmáy đặt ở phía dưới như: tải trọng tác dụng lên toà nhà nhỏ hơn, chiều dài cáp ngắnhơn, số puly ít hơn, do đó làm tăng hiệu suất truyền động và làm giảm bớt chi phí, vìvậy trừ các trường hợp đặc biệt thì hầu hết các thang máy đều có buồng máy đặt ở phíatrên đỉnh giếng thang

Hình 1.7: Bộ tời đặt phía trên

Với thang máy có bộ tời đặt ở trên thì có một số kiểu mắc cáp như (hình 1.7 a,1.7 b, 1.7 c, 1.7 d)

Sơ đồ 1.7c là sơ đồ mắc cáp đơn giản nhất nhưng khi kích thướt cabin lớn thì khó

có thể bố trí theo dạng này, để khắc phục ta sử dụng sơ đồ 1.6d khi cần gia tăngkhoảng cách giữa cabin và đối trọng

Sơ đồ 1.6e là sơ đồ mắc cáp dùng cho các thang máy có tải trọng nâng lớn vìtrong sơ đồ này cả cabin và đối trọng đều được treo trên hai nhánh cáp do đó ta sẽđược lợi về lực, sẽ giảm được tải trọng tác dụng lên bộ tời của thang máy

Hình 1.6: Bộ tời đặt phía dưới

Sơ đồ 1.6f là sơ đồ dùng cho các thang máy có độ cao nâng trên 40-50 mét vì ở

độ cao nâng lớn như vậy thì trọng lượng của cáp nâng chiếm một phần đáng kể tảitrọng chung tác dụng lên thang máy do đó cần có thêm cáp cân bằng để trọng lượngcủa chúng sẽ cân bằng với trọng lượng các cáp treo cabin và treo đối trọng

Dựa vào việc phân tích ưu nhược điểm của các loại dẫn động thang máy trên,đối với thang máy trong luận văn này ta nên sử dụng bộ tời có puly cuốn cáp, đặt ởđỉnh giếng thang Tải trọng Q = 500 kg không lớn lắm nên sử dụng sơ đồ mắc cáp1.7b là thích hợp

Chương 2: KẾT CẤU CABIN VÀ ĐỐI TRỌNG

Hình 2.1 : Khung cabin

1 Khung đứng 2 Khung ngang 3 Nêm 4 Guốc trượt

5 Hệ thống treo 6 Kẹp cáp 7 Hệ thống tay đòn 8 Thanh giằng

Khung cabin bao gồm khung đứng 1 và khung ngang 2 liên kết với nhau bằngbulông Khung đứng 1 được tạo thành từ hai thanh đứng chế tạo bằng thép góc đềucạnh và dầm trên, dầm dưới chế tạo bằng thép dập hình chữ U Khung ngang 2 đượcchế tạo bằng thép góc đều cạnh, trên đó có lắp sàn cabin Dầm trên của khung đứngliên kết với hệ thống treo cabin 5, đảm bảo cho các cáp treo cabin có độ căng nhưnhau Cabin có kích thước lớn thì khung đứng và khung ngang liên kết với nhau bằngthanh giằng 8 Trên khung cabin có lắp hệ thống tay đòn 7 và các nêm 3 của bộ hãmbảo hiểm Hệ tay đòn 7 liên hệ với cáp của bộ hạn chế tốc độ qua bộ phận kẹp cáp 6 để

tác động lên bộ hãm bảo hiểm dừng cabin tựa trên ray dẫn hướng khi tốc độ hạ cabinvượt quá giá trị cho phép

Tại đầu các dầm trên và dầm dưới của khung đứng có lắp các guốc trượt dẫnhướng 4 để đảm bảo cho cabin chạy dọc theo ray dẫn hướng

2.1.2 Xác định kích thước cabin::

Việc xác định kích thước cabin phải chú ý đến khả năng phục vụ, tính kinh tế Do

đó kích thước cabin được xác định dựa vào tải trọng nâng và khả năng phục vụ Thangmáy thiết kế trong luận văn này dùng để vận chuyển hàng hoá, với tải trọng không lớnQ=500 kg, vận tốc v=0,63m/s, có người áp tải (chỗ cho người điều khiển có kíchthước khoảng mm, giữa cửa cabin và hàng hóa cần chừa một lối đi có bề rộng gần 400mm) ta chọn thang máy có kích thước : rộng x sâu x cao = 1110 x 1400 x 2200 mm( thông số kích thước tham khảo tại Công ty Thang máy Thiên Nam ) Chiều rộng cửa

Hình 2.2 : Sơ đồ tính toán bộ khung cabin

Để tính toán bền cho khung cabin ta chọn sơ bộ trước kích thước của các thanhthép, sau dó ta kiểm tra bền cho khung

Dầm trên : chế tạo bằng thép dập gồm 2 dầm có tiết diện như hình 2.3

440 260

90

Hình 2.3 : Tiết diện dầm trên

Theo hình dạng tiết diện ta có:

Hình 2.4 : Tiết diện dầm dưới

Theo hình dạng tiết diện ta có:

A =8100 mm2

Jx = 56087500 mm4

Vậy khối lượng dầm dưới :

Hình 2.5 : Tiết diện thanh đứng

Theo hình dạng tiết diện ta có:

Khối lượng khung dưới :

2.3 Các trường hợp chịu lực khung cabin:

2.3.1 Nguyên tắc chung về tính bền thang máy:

Các chi tiết thang máy chia làm 2 nhóm:

 Nhóm các chi tiết luôn luôn làm việc trong thời gian thang máy hoạt động

 Nhóm các chi tiết chỉ làm việc khi thang máy xảy ra sự cố

Khi tính toán các chi tiết ở nhóm thứ nhất thì phải tính đến khả năng làm việc củachúng trong các trường hợp sau:

- Trường hợp 1: Tải danh nghĩa

- Trường hợp 2: Khi cabin tập kết lên bộ hãm bảo hiểm và giảmchấn

- Trường hợp 3: Thử tải thang máy để đưa vào sử dụng khi khámnghiệm kỹ thuật (vượt tải 150÷200%)

- Trường hợp 4: Cabin kẹt trên ray dẫn hướng

Nguyên tắc chung tính bền thang máy dựa vào ứng suất cho phép

(2.1)Trong đó:

max

 - ứng suất lớn nhất tác dụng lên chi tiết

  - ứng suất cho phép.

 n - ứng suất nguy hiểm của vật liệu lấy theo giới hạn bền, giới hạn

mỏi hoặc giới hạn chảy trong từng trường hợp tính toán

n- hệ số an toàn nhỏ nhất cho phép

Vật liệu làm khung cabin:

Khung cabin được làm từ thép dập định hình Thép dập định hình có ưu điểmnhẹ, chịu nén, chịu uốn tốt và có thể chịu được lực phức tạp

kđ: hệ số động, được xác định theo công thức 1.13[I]

Vậy : Qt = 5000.1,15=5750 N

Gt = 5000.1,15=5750 N

Trường hợp 2: Xuất phát từ quy phạm an toàn đòi hỏi sự tăng quá tải của thang

máy lên 10% so với tải trọng nâng danh nghĩa Trị số kđ tăng thêm 20 ÷30%

+ Cabin tập kết lên bộ hãm bảo hiểm được xác định theo công thức 1.15[I] và1.14[I]

Lực do nêm tác dụng lên khung cabin ở hai đầu dầm đứng:

(2.6)Với: kđ=1,15+1,15.0,3=1,495

Vậy:

Qt = 8223 N

Gt = 7475 N+ Cabin tập kết lên bộ giảm chấn được xác định theo công thức 6.10[I]

Trường hợp 4: Khi cabin bị kẹt trên ray dẫn hướng

Tải trọng được xác định theo momen lớn nhất trên puly dẫn cáp theo công thức4.2[I] Pmax =Qt + Gcab + Gcáp + W – Gđt =292,34 (kg) =2923,4 N

2.3.3 Tính bền cabin:

Trường hợp 1:

Dầm trên chịu tác động của 1 lực tập trung tại giữa dầm (Qt + Gt), dầm dướichịu tác dụng của Gt đặt giữa dầm và lực Qt đặt lệch khỏi giữa dầm 1 đoạn A/6.Chuyển khung siêu tĩnh thành hệ thanh Sơ đồ chịu lực của khung như hình

Hình 2.7 : Sơ đồ tính toán của khung cabin trong trường hợp 1

a),b) – sơ đồ chịu lực , c) – biểu đồ momen

Góc xoay và momen uốn tại đầu mút của thanh đứng và dầm trên hoặc dưới lànhư nhau Do đó:

Phương trình cân bằng nút xoay của nút trái dầm trên và ở đầu nút trên của dầmđứng trái:

(2.7)Phương trình cân bằng nút xoay của nút trái dầm dưới và ở đầu nút dưới củadầm đứng trái:

(2.8)Với Qt =5750N, Gt=5750N, J1 =20142500 mm4, J2 =972617 mm4, J3 =56087500

mm4, A=1280 mm, H=3000 mm Thay số liệu vào 2 phương trình trên ta được:

M1= 61027 Nmm, M2 =-12101 Nmm

Trường hợp 2:

+ Cabin tập kết lên bộ hãm bảo hiểm:

15656 15656

Hình 2.8 : Sơ đồ tính toán của khung cabin trong trường hợp 2

a),b) – sơ đồ chịu lực , c) – biểu đồ momen

Phương trình cân bằng nút xoay của nút trái dầm trên và ở đầu nút trên của dầmđứng trái:

(2.9)Phương trình cân bằng nút xoay của nút trái dầm dưới và ở đầu nút dưới củadầm đứng trái:

(2.10)Với Qt =8223N, Gt=7475N, P=7849N J1 =20142500 mm4, J2 =972617 mm4, J3

=56087500 mm4, A=1280 mm, H=3000 mm Thay số liệu vào 2 phương trình trên tađược:

M1= 15656 Nmm, M2 =32281 Nmm

+ Cabin tập kết lên giảm chấn:

987138

7387138 987138

Hình 2.9: Sơ đồ tính toán của khung cabin trong trường hợp 2

a), b) – sơ đồ chịu lực , c) – biểu đồ momen

Phương trình cân bằng nút xoay của nút trái dầm trên và ở đầu nút trên của dầmđứng trái:

(2.11)Phương trình cân bằng nút xoay của nút trái dầm dưới và ở đầu nút dưới củadầm đứng trái:

(2.12)Với Qt =11000N, Gt=10000N, P=21000N, J1 =20142500 mm4, J2 =972617 mm4,

J3 =56087500 mm4, A=1280 mm, H=3000 mm Thay số liệu vào 2 phương trình trên tađược:

M1= -7875 Nmm, M2 =-16238 Nmm

Trường hợp 3: Khi khám nghiệm kỹ thuật:

987138

7387138 987138

Hình 2.10: Sơ đồ tính toán của khung cabin trong trường hợp 3

a), b) – sơ đồ chịu lực , c) – biểu đồ momen

Phương trình cân bằng nút xoay của nút trái dầm trên và ở đầu nút trên của dầmđứng trái:

(2.13)Phương trình cân bằng nút xoay của nút trái dầm dưới và ở đầu nút dưới củadầm đứng trái:

(2.14)Với Qt =10000N, Gt=10000N, J1 =20142500 mm4, J2 =972617 mm4, J3

=56087500 mm4, A=1280 mm, H=3000 mm Thay số liệu vào 2 phương trình trên tađược:

M1= 987138 Nmm, M2 =-453027 Nmm

2.4 Kiểm tra bền:

Dầm trên: chỉ chịu uốn

Ứng suất lớn nhất sinh ra trong dầm được tính như sau:

(2.15)Lấy số liệu trường hợp 3 để kiểm bền :

Do đó:

Với ch - giới hạn chảy ch=240N/mm2

n- hệ số an toàn n =2÷3

80 / 3

n



Ta thấy : dầm trên chọn thoã yêu cầu

Thanh đứng: vừa chịu kéo, vừa chịu uốn

(2.17)Lấy số liệu trường hợp 3 để kiểm bền:

Ưng suất lớn nhất và nhỏ nhất sinh ra trong thanh:

Ưng suất cho phép :

Với ch - giới hạn chảy ch=240N/mm2

n- hệ số an toàn n =2÷3

80 / 3

l- chiều dài thanh đứng l=3000mm

imin- bán kính quán tính cực tiểu

min min

972617

252.775

Ta thấy: thanh đứng chọn thoã yêu cầu

Dầm trên: chịu uốn và chịu xoắn Uốn do P, Gt, Qt gây ra, xoắn do Qt đặt lệch tâmmột đoạn C1 ( C1 =B/6 =1400/6 =233mm)

Momen xoắn do Qt đặt lệch tâm gây ra (lấy số liệu khi cabin tập kết lên bộ hãmbảo hiểm)

Mxoắn =8223.223 =1833729 Nmm

Ưng suất do momen xoắn gây ra:

Với -diện tích giới hạn bởi đường trung gian của tiết diện

265.185 49025mm

Ứng suất do momen uốn gây ra :

Vậy theo thuyết bền 3 :

Vậy dầm dưới thoã điều kiện bền

B- TÍNH BỀN CABIN THANG MÁY BẰNG SAP2000

Phần mềm Sap2000 là phần mềm có tính ứng dụng cao trong việc tính toán vàthiết kế các kết cấu chịu lực phức tạp Nhờ phần mềm này ta có thể tính toán đượcchính xác các phần tử chịu lực, đưa ra được kết cấu tối ưu nhất nhờ đó có thể tiết kiệmđược vật liệu

3.1 Mô hình kiểm tra khung cabin:

Mô hình thang máy được mô tả bằng Sap 2000 như sau:

3.2 Các trường hợp tính toán:

3.2.1 Trường hợp chịu tải danh nghĩa:

Hình 2.12: Sơ đồ chịu lực trong trường hợp chịu tải danh nghĩa

Do trường hợp này khung cabin chịu lực lệch tâm, ta khống chế bậc tự do nhưsau: tại A, C ta khống chế 5 bậc tự do còn lại bậc tự do theo phương Z-Z ; tại B, D takhống chế 4 bậc tự do còn lại bậc tự do theo phương Z-Z và phương X-X Điểm treocáp khống chế bậc tự do theo phương Z-Z

Chạy phân tích ta được kết quả sau:

a/ Dầm trên:

b/ Dầm dưới :

c/ Thanh đứng:

c/ Thanh đứng

3.2.2 Trường hợp khi cabin tập kết lên bộ hãm bảo hiểm và giảm chấn:

Khi cabin tập kết lên bộ hãm bảo hiểm:

Do trường hợp này khung cabin chịu lực lệch tâm, ta khống chế bậc tự do nhưsau: tại A, C ta khống chế 5 bậc tự do còn lại bậc tự do theo phương Z-Z ; tại B, D takhống chế 4 bậc tự do còn lại bậc tự do theo phương Z-Z và phương X-X Điểm treocáp sẽ không có do trường hợp này ta giả sử cáp bị đứt

Hình 2.13: Sơ đồ chịu lực trong trường hợp cabin tập kết lên hãm bảo hiểm

a/ Dầm trên:

b/ Dầm dưới:

c/ Thanh đứng:

Khi cabin tập kết lên giảm chấn:

Bậc tự do khống chế giống trường hợp tải danh nghĩa

Hình 2.14: Sơ đồ chịu lực trong trường hợp cabin tập kết lên giảm chấn

a/ Dầm trên:

b/ Dầm dưới:

c/ Thanh đứng:

3.2.3 Khi khám nghiệm kỹ thuật:

Do trường hợp này không chịu tải đặt lệch tâm bậc tự do được khống chế nhưsau: tại A, D ta khống chế 5 bậc tự do còn lại bậc tự do theo phương Z-Z ; tại B, C takhống chế 4 bậc tự do còn lại bậc tự do theo phương Z-Z và phương X-X Điểm treocáp khống chế bậc tự do theo phương Z-Z

Chạy phân tích ta được kết quả sau:

Hình 2.15: Sơ đồ chịu lực trong trường hợp chịu tải thử

a/ Dầm trên:

b/ Dầm dưới:

c/ Thanh đứng:

3.3 Kiểm bền:

Trường hợp này chủ yếu để tìm ra tiết diện tối ưu nhất mà vẫn đảm bảo điều kiệnbền

Dầm trên: chỉ chịu uốn

Ứng suất lớn nhất sinh ra trong dầm được tính như sau:

Ưng suất cho phép :

Với ch - giới hạn chảy ch=240N/mm2

n- hệ số an toàn n =2÷3

80 / 3

Trong trường hợp tính toán bằng Sap2000 ta được Wmin =74224mm3

Trường hợp tính toán bằng tay ta được Wmax =223805mm3

Căn cứ vào kết quả trên ta có thể chọn tiết diện cho dầm trên nằm trong khoảng

Wmin÷ Wmax

Thanh đứng:vừa chịu kéo, vừa chịu uốn

Ưng suất cho phép :

Với ch - giới hạn chảy ch=240N/mm2

n- hệ số an toàn n =2÷3

80 / 3

n



Lấy số liệu trường hợp khi cabin tập kết lên hãm bảo hiểm để kiểm bền :

Ưng suất lớn nhất sinh ra trong thanh:

Độ mảnh thanh đứng :

Với µ - hệ số phụ thuộc liên kết ở 2 đầu thanh µ = 0,5

imin- bán kính quán tính cực tiểu

min min

972584

251550

Trong trường hợp tính toán bằng Sap2000 ta được Wmin =7822mm3

Trường hợp tính toán bằng tay ta được Wmax =16769mm3

Căn cứ vào kết quả trên ta có thể chọn tiết diện cho thanh đứng nằm trongkhoảng Wmin÷ Wmax

Dầm dưới: chịu uốn và chịu xoắn Uốn do P, Gt, Qt gây ra, xoắn do Qt đặt lệchtâm một đoạn C1 ( C1 =B/6 =1400/6 =233mm)

Momen xoắn do Qt đặt lệch tâm gây ra (lấy số liệu khi cabin tập kết lên bộ hãmbảo hiểm)

Mxoắn =8223.223 =1833729 Nmm

Ưng suất do momen xoắn gây ra:

Với -diện tích giới hạn bởi đường trung gian của tiết diện

2

265.185 49025mm