Thiết kế thang máy chở khách không buồng máy

Thang máy là thiết bị không thể thiếu được trong việc vận chuyển người và hàng hóa theo phương thẳng đứng trong các tòa nhà cao tầng, chính vì vậy mà 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 hành khách cũng như yêu cầu ngày càng cao về tính an toàn, về tốc độ di chuyển, khối lượng vận chuyển, tiện nghi ... Trong những năm gần đây, tại Việt Nam, yêu cầu về nhà ở tăng trong khi quỹ đất thì hạn chế, do đó xu hướng phát triển nhà theo chiều cao là tất yếu. Vì vậy thang máy ngày càng tăng về số lượng cũng như độ cao nhờ đó thang máy, thang cuốn nói chung và thang máy chở người nói riêng đ• và đang sẽ được sử dụng càng nhiều. Các h•ng thang máy hàng đầu đ• có mặt ở nước ta. Tuy nhiên so với các nước trong khu vực số lượng thang máy được lắp đặt chưa lớn và vẫn còn là một thiết bị mới. Sự hiểu biết về thang máy còn bị giới hạn ở một số nhà chuyên môn. Nhất là về cấu tạo, lắp đặt, sử dụng và vận hành thang. Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của em là: Thiết kế thang máy chở khách không buồng máy

Lời nói đầu Thang máy là thiết bị không thể thiếu đợc trong việc vận chuyển ngời và hàng hóa theo phơng thẳng đứng trong các tòa nhà cao tầng, chính vì vậy mà từ khi xuất hiện đến nay thang máy luôn đợc nghiên cứu, cải tiến, hiện đại hóa để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của hành khách cũng nh yêu cầu ngày càng cao về tính an toàn, về tốc độ di chuyển, khối lợng vận chuyển, tiện nghi . Trong những năm gần đây, tại Việt Nam, yêu cầu về nhà ở tăng trong khi quỹ đất thì hạn chế, do đó xu hớng phát triển nhà theo chiều cao là tất yếu. Vì vậy thang máy ngày càng tăng về số lợng cũng nh độ cao nhờ đó thang máy, thang cuốn nói chung và thang máy chở ngời nói riêng đã và đang sẽ đợc sử dụng càng nhiều. Các hãng thang máy hàng đầu đã có mặt ở nớc ta. Tuy nhiên so với các nớc trong khu vực số lợng thang máy đợc lắp đặt cha lớn và vẫn còn là một thiết bị mới. Sự hiểu biết về thang máy còn bị giới hạn ở một số nhà chuyên môn. Nhất là về cấu tạo, lắp đặt, sử dụng và vận hành thang. Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của em là: Thiết kế thang máy chở khách không buồng máy là một loại thang mới, cha đợc lắp đặt nhiều ở Việt Nam. Do đó nhiệm vụ của em lại càng khó khăn trong khi hiểu biết cơ bản về thang máy còn cha thật nhiều. Tuy nhiên để hoàn thành tốt đồ án, nâng cao hiểu biết của bản thân cũng nh góp phần phát triển thang máy ở Việt Nam, em đã rất cố gắng tìm hiểu qua các tài liệu vốn rất ít ỏi, qua thực tế lắp ráp và vận hành thang máy tại cơ sở thực tập. Trang 1 Là một sinh viên sắp ra trờng, em tự thấy có trách nhiệm phải cố gắng góp phần vào sự phát triển chung của ngành cơ khí nớc nhà. Cụ thể thông qua đồ án này em muốn mình sau khi ra trờng sẽ trở thành một ngời có hiểu biết sâu về thang máy từng bớc nắm bắt kỹ thuật cũng nh các vấn đề khác về thang máy tiến tới có thể đi đến tự sản xuất, giảm giá thành của thang, biến công nghệ sản xuất thang máy của nớc ngoài thành công nghệ của chính mình. Thực tế cho thấy, điều mà hầu hết sinh viên mới ra trờng gặp phải đó là sự thiếu kinh nghiệm thực tế, thiếu những va chạm cần thiết nên việc thay đổi điều này là hết sức quan trọng. Để bổ sung kinh nghiệm thực tế ngay từ khi cha ra trờng thì việc tận dụng tốt kỳ thực tập tốt nghiệp và quá trình làm đồ án tốt nghiệp là hết sức quan trọng. Đợc sự quan tâm của trờng cũng nh thầy Nguyễn Văn Hội - là ngời trực tiếp hớng dẫn tốt nghiệp tạo điều kiện, em đã tận dụng tốt dịp này để bổ sung những điều còn thiếu: tiếp cận với thực tế sản xuất, lắp ráp thang máy làm quen và tìm hiểu về công việc sau khi ra trờng, tìm hiểu so sánh những điều đã học so với thực tế, công việc của các kĩ s tại các phòng kĩ thuật hay ngay tại nơi sản xuất, làm quen dần với sự hoạt động của một công ty. Qua dịp này, em đã cảm thấy giữa học tập và thực tế sản xuất có một khoảng cách tơng đối lớn. Để hiểu đợc những điều đó em phải rất cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy thuộc bộ môn Cơ sở thiết kế máy đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Hội h- ớng dẫn trực tiếp cho em. Em cũng rất cảm ơn đến sự hết sức tạo điều kiện của bộ môn Cơ sở thiết kế máy cũng nh Khoa Cơ khí. Hà nội ngày tháng năm Sinh viên: Trần Văn Minh Trang 2 PhÇn I TÝnh to¸n thiÕt kÕ thang m¸y Trang 3 Chơng I Tổng quan về thang máy I. Khái niệm chung về thang máy: * Thang máy là thiết bị chuyên dụng để chở ngời, hàng hóa, vật liệu . theo phơng thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15 0 so với phơng thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn. * Thang máy thờng dùng trong khách sạn, công sở, chung c, bệnh viện, các đài quan sát, tháp truyền hình, trong các nhà máy, công xởng . Đặc điểm vận chuyển bằng thang máy so với các thiết bị vận chuyển khác là thời gian vận chuyển của một chu kỳ bé, tần suất vận chuyển lớn, đóng mở máy liên tục. Ngoài ý nghĩa về vận chuyển, thang máy còn là một trong các yếu tố làm tăng vẻ đẹp và tiên nghi của các công trình. * Nhiều quốc gia trên thế giới quy định, đối với các tòa nhà 6 tầng trở lên đều phải đợc trang bị thang máy để đảm bảo cho ngời đi lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian và tăng năng suất lao động. Giá thành của thang máy trang bị cho công trình so với tổng giá thành của công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý. Đối với những công trình đặc biệt nh bệnh viện, nhà máy, khách sạn ., tuy số tầng nhỏ hơn 6 nhng do yêu cầu phục vụ vẫn phải trang bị thang máy. * Với những nhà cao 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 ngời trong tòa nhà này không đợc giải quyết thì các dự án xây dựng các tòa nhà cao tầng không thể 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 ngời. Vì vậy yêu cầu chung đối với thang máy là khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và Trang 4 sửa chữa là phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an toàn đợc quy định trong các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm. * Thang máy chỉ có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu thì cha đủ điều kiện để đa vào sử dụng mà phải có đầy đủ thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy nh: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện, điện thoại nội bộ(Interphone), chuông báo, bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin (đối trọng), công tắc an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất điện nguồn . II. Lịch sử phát triển của thang máy: * Cuối thế kỷ XIX, trên thế giới mới chỉ có một vài hãng thang máy ra đời nh OTIS, Schindler. Chiếc thang máy đầu tiên đã đợc chế tạo và đa vào sử dụng là của hãng thang máy OTIS (Mỹ) năm 1853. Đến năm 1874, hãng thang máy Schindler (Thụy Sỹ) cũng đã chế tạo thành công một số 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 XX, có nhiều hãng thang máy khác ra đời nh KONE (Phần Lan), MISUBISHI, NIPPON ELEVATOR . (Nhật Bản), THYSEN (Đức), SABIEM (ý) . đã chế tạo các thang máy có tốc độ cao, tiện nghi trong cabin tốt hơn và êm hơn. * Vào đầu những năm 1970, thang máy đã chế tạo đạt tới tốc độ 450 m/ph, những thang máy chở hàng đã có tải trọng lên 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 sự tiến bộ của các ngành khoa học khác, tốc độ thang máy đã đạt tới 600 nm/ph. Vào những năm 1980, đã xuất hiện hệ thống điều khiển động cơ mới bằng phơng pháp biến đổi điện áp và tần số VVVF (inverter). Thành tựu này cho phép thang máy hoạt động êm hơn, tiết kiệm đợc khoảng 40% công suất động cơ. Trang 5 * Đồng thời cũng vào khoảng thời gian này đã xuất hiện thang máy dùng động cơ điện cảm ứng tuyến tính. * Vào 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. Phân loại thang máy: Hiện nay, thang máy đợc sản xuất, thiết kế với nhiều chủng loại khác nhau để phù hợp với mục đích sử dụng của từng công trình cũng nh mục đích của con ngời. Có thể phân loại thang máy theo các nguyên tắc, đặc điểm sau: 3.1 Theo công dụng (TCVN 5744 - 1993): thang máy đợc phân làm 5 loại: a. Thang máy chuyên chở ngời: Loại này để vận chuyển ngời trong các khách sạn, công sở, nhà nghỉ, các khu chung c, trờng học . b. Thang máy chuyên chở ngời có kèm theo hàng: thờng dùng cho các siêu thị, khu triển lãm . c. Thang máy chuyên chở bệnh nhân: thờng dùng trong các bệnh viện, khu điều dỡng . Đặc điểm của loại thang này là kích thớc thông thủy cabin phải đủ lớn để chứa băng ca hoặc giờng bệnh cùng các bác sỹ, hộ tá, các dụng cụ cấp cứu đi kèm. d. Thang máy chuyên chở hàng không có ngời đi kèm: loại này dùng chuyên chở vật liệu, thức ăn trong khách sạn, nhà ăn tập thể . Đặc điểm của loại này là có điều khiển bên ngoài cabin (trớc cửa tầng) trong khi các loại thang khác có điều khiển cả trong và ngoài cabin. Ngoài 5 loại thang trên còn có một số loại thang khác nh: thang máy cứu hỏa, thang máy chở ô tô . 3.2 Theo hệ thống dẫn động cabin: Trang 6 thang máy đợc chia thành 3 loại sau: a. Thang máy dẫn động điện: dẫn động thang bằng động cơ điện qua hộp giảm tốc tới puly ma sát hoặc tang cuốn cáp. Chính nhờ cabin đợc treo bằng cáp mà hành trình thang không bị hạn chế. Ngoài ra còn có loại thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng chuyên dùng chở ngời phục vụ cho các công trờng xây dựng cao tầng. b. Thang máy thủy lực (bằng xy lanh - pít tông): Cabin đợc đợc đẩy từ dới lên nhờ pít tông - xy lanh thủy lực nên hành trình bị hạn chế. Hiện nay thang máy thủy lực có hành trình tối đa là khoảng 18 m vì vậy không thể trang bị cho các công trình cao tầng mặc dù kết cấu gọn, tiết diện giếng thang nhỏ hơn khi có cùng tải trọng so với dẫn động cáp, chuyển động êm, an toàn, giảm đợc chiều cao tổng thể của công trình do buồng máy đặt ở tầng trệt. c. Thang máy khí nén 3.3 Theo vị trí đặt bộ tời kéo: * Đối với thang máy điện có 2 loại: - Thang máy có bộ tời kéo đặt phía trên giếng thang - Thang máy có bộ tời kéo đặt phía dới giếng thang * Đối với thang máy dẫn động lên xuống bằng bánh răng thanh răng thì bộ tời dẫn động đặt ngay trên nóc cabin. * Đối với thang máy thủy lực: buồng máy đặt tại tầng trệt. 3.4 Theo hệ thống vận hành: a. Theo mức độ tự động: - Loại nửa tự động. - Loại tự động. b. Theo tổ hợp điều khiển: - Điều khiển đơn Trang 7 - 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 3.5 Theo các thông số cơ bản: a. Theo tốc độ di chuyển của cabin: - Loại tốc độ thấp: v < 1 m/s - Loại tốc độ trung bình: v = 1 ữ 2,5 m/s - Loại tốc độ cao: v = 2,5 ữ 4 m/s - Loại tốc độ rất cao: v > 4 m/s b. Theo khối lợng vận chuyển của cabin: - Loại nhỏ: Q < 500 kg - Loại trung bình: Q = 500 ữ 1000 kg - Loại lớn: Q = 1000 ữ 1600 kg - Loại rất lớn: Q > 1600 kg 3.6 Theo kết cấu 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: thờng dùng cho các loại thang có tốc độ 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 ( Linear Induction Motor). - Bộ tời kéo có puly ma sát hoặc tang cuốn cáp để dẫn động cho cabin lên xuống. Trang 8 b. Theo hệ thống cân bằng: - Có đối trọng - Không có đối trọng - Có cáp hoặc xích cân bằng dùng cho những 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 pa lăng cáp ( thông qua puly trung gian) vào dầm trên của cabin - Đẩy từ phía đáy cabin lên thông qua các puly trung gian. d. Theo hệ thống cửa cabin: - Theo phơng pháp đóng mở cửa cabin: + đóng mở bằng tay. + đóng mở nửa tự động. Hai loại này thờng dùng cho thang máy chở hàng có hoặc không có ngời đi kèm + đóng mở tự động. - 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 hoặc hai cánh + Cánh cửa dạng tấm, hai cánh mở chính giữa lùa về hai phía. Loại này thờng dùng cho thang máy có đối trọng đặt phía sau cabin. + Cánh cửa dạng tấm, hai hoặc ba cánh mở về một bên, lùa về một phía. Loại này thờng dùng cho thang máy có đối trọng đặt bên cạnh cabin. + Cánh cửa dạng tấm, hai cánh mở chính giữa lùa về hai phía trên và dới (thang máy chở thức ăn). Trang 9 + Cánh cửa dạng tấm, hai hoặc ba cánh mở lùa về một phía trên. Loại này thờng dùng cho thang máy chở ô tô và chở hàng. - Theo số cửa cabin: + Thang máy có một cửa. + Thang máy có hai cửa đối xứng nhau. + Thang máy có hai cửa vuông góc với nhau. e. Theo loại bộ hãm bảo hiểm an toàn cabin: - Hãm tức thời: loại này thờng dùng cho thang máy có tốc độ thấp đến 45 m/phút. - Hãm êm: loại này thờng dùng cho thang máy có tốc độ lớn hơn 45 m/phút và thang máy chở bệnh nhân. 3.7 Theo vị trí cửa cabin và đối trọng giếng thang: a. Đối trọng bố trí phía sau. b. Đối trọng bố trí một bên. Trong một số trờng hợp, đối trọng có thể đợc bố trí ở một vị trí khác mà không cùng chung giếng thang với cabin. 3.8 Theo quỹ đạo di chuyển của cabin: a. Thang máy thẳng đứng: là loại thang máy có cabin di chuyển theo phơng thẳng đứng (hầu hết các thang máy hiện nay sử dụng theo cách này). b. Thang máy nghiêng: là loại thang máy có cabin di chuyển nghiêng một góc so với phơng thẳng đứng. c. Thang máy zigzag: là loại thang máy có cabin di chuyển theo đờng zigzag. Trang 10 . chiều cao là tất yếu. Vì vậy thang máy ngày càng tăng về số lợng cũng nh độ cao nhờ đó thang máy, thang cuốn nói chung và thang máy chở ngời nói riêng đã và. thang. Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp của em là: Thiết kế thang máy chở khách không buồng máy là một loại thang mới, cha đợc lắp đặt nhiều ở Việt Nam. Do đó