Các lực tác dụng lên dẫn hướng:

C –ĐỐI TRỌNG:

7.2.1 Các lực tác dụng lên dẫn hướng:

- Áp lực của guốc tựa cabin H1 do đặt tải trọng tính toán lệch tâm. Tải trọng này được đặt vào giữa mặt tựa của guốc tựa tại khoảng cách e tính từ trọng tâm tiết diện của dẫn hướng và tạo ra momen uốn và momen xoắn phụ

e H

M = 1 khi tính toán dẫn hướng ta thường bỏ qua momen này vì e quá nhỏ. - Tải trọng đứng S tác dụng lên bộ phận kẹp của bộ hãm bảo hiểm, được tính theo công thức:

µk

P

S = (7.1) Trong đó :

Pk –lực do nêm tác dụng khung cabin trong trường hợp cabin tập kết lên bộ hãm bảo hiểm, Pk= 308= kg μ - hệ số ma sát giữa má kẹp và dẫn hướng, μ= 0,25. Vậy: 308 1232 0, 25 S = = kg

Tải trọng S này cũng được đặt vào điểm giữa má kẹp của bộ hãm bảo hiểm và gây ra nén các dẫn hướng và uốn với momen M =S×e

Với e là khoảng cách từ điểm giữa của guốc tựa (điểm giữa của phần làm việc của ray) đến trọng tâm của mặt cắt ngang ray.

Chọn sơ bộ dẫn hướng theo ISO 7465 có số hiệu: T 89/B có các kích thước của mặt cắt ngang như hình vẽ.

Hình 7.3: Hình dáng mặt cắt ngang của ray dẫn hướng

Tra bảng ta được các kích thước của thanh T 89/B là:

b= 89 mm, h1= 62 mm, k= 15,88 mm, n= 33,4 mm, f= 11,1 mm, y= 20,7 mm Diện tích mặt cắt ngang: 2 15,7 F = cm . Momen chống uốn là: 3 14,5 x W = cm . Momen quán tính là: Jx =59,6cm4.

Khoảng cách từ điểm giữa của nêm đến trọng tâm của ray là:e=36 mm Vậy ta có momen uốn tác động lên ray là:

12320.36 443520

M = × =S e = Nmm

Ngoài ra tải trọng đứng S còn gây ra lực kéo trong ray và tạo ra ứng suất pháp.

Biểu đồ nội lực của ray được thể hiện trong hình vẽ dưới đây: Theo nguyên lí cộng tác dụng thì ứng suất trong ray sẽ là:

. z A X S M y F J σ = + (7.2) Trong đó yA là khoảng cách từ trục x đến điểm cần tính ứng suất. Đối với ray như hình trên thì điểm cần tính ứng suất là điểm tiếp giáp giữa lồng và đế. Theo hình vẽ mặt cắt ngang thì: yA = − =h f 62 20,7 41,3− = mm

Thay số vào công thức trên ta được ứng suất trong ray là:

2 2 2 3 12320 443520 .41,3 308 / 30,8 / 15, 7.10 59, 6.10 z N mm KN cm σ = + = =

Ta có ứng suất cho phép của thép làm ray là:[σ]=37KN/cm2

Do σ <z [σ]nên ray dẫn hướng đủ bền trong trường hợp cabin tập kết trên bộ hãm bảo hiểm.

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

Trị số lớn nhất của ứng suất nhiệt σt có thể xác định từ giả thiết là ứng lực trong các dẫn hướng khi thay đổi nhiệt độ, không thể lớn hơn lực ma sát giữa chúng và các tấm kẹp dẫn hướng. 1 0 2 σ µ σt x F f Z × = (7.3) Trong đó Z0- tổng số bu lông bắt các dẫn hướng nằm phía trên tiết diện xem xét. Ta có Z0=2

F- diện tích mặt cắt ngang của dẫn hướng, F =15,7 cm2

σx- là ứng suất trong bu lông do lực xiết bu lông, σx =(400÷500)kG μ1- hệ số ma sát giữa dẫn hướng và gối đỡ, μ1=0,15-0,2

f-diện tích tiết diện của một bu lông, ta dùng bu lông M16 có diện tích tiết diện là:

2 2 2 1,6 2 4 4 d f =π× =π× = cm (7.4) Vậy ta có ứng suất nhiệt phụ được gây ra do sự kẹp cứng các dẫn hướng là:

2 2 2 2 400 0,15 30,5 / 15,7 t KN cm σ = × × = Ta thấy σt < [σ] = 37 KN/cm2 7.2.3 Độ mảnh của dẫn hướng:

Bên cạnh việc tính bền cũng cần kiểm tra độ cứng vững của dẫn hướng. Độ mảnh λ của dẫn hướng là: x l i µ λ= × (7.5) Với μ- là hệ số quy đổi, khi tính toán cho dẫn hướng ta coi nó như là một thanh có liên kết bản lề ở hai đầu nên ta có hệ số quy đổi là: μ=1.

l- Khoảng cách giữa hai gối tựa của dẫn hướng, l =2,4 m

ix- bán kính quán tính của tiết diện trong mặt cắt ngang, ix =19,5mm

Vậy: 1 2, 2 113

0,0195

λ= × =

Trong khi đó độ mảnh cho phép của thanh chịu nén bằng thép là: [λ]=120

Vậy độ mảnhλ của thanh dẫn hướng có số hiệu T 89/B nằm trong giới hạn cho phép.

Chương 8: CƠ CẤU ĐÓNG MỞ CỬA CABIN

Trong thang máy chở hàng có người áp tải thì cửa cabin là một bộ phận mang tính tiện nghi, giúp người áp tải có thể thuận tiện trong việc đóng mở cửa, vận chuyển hàng hoá, và góp phần đảm bảo an toàn cho người áp tải trong quá trình làm việc.

Do kết cấu của cabin được thiết kế để có thể chứa được xe đẩy bằng tay và người áp tải, vì vậy để thuận tiện cho việc bố trí cửa ta chọn cửa cabin là loại cửa lùa về một phía với chiều rộng cửa 800mm.

8.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

8.1.1 Cấu tạo: 5 4 3 2 1 6 7 8 9 10 11

Hình 8.1: Sơ đồ cấu tạo cabin

8.1.2 Nguyên lý hoạt động:

Trạng thái cửa cabin đang đóng. Khi có tín hiệu điện động cơ 10 sẽ quay truyền chuyển động qua bộ truyền đai răng 8, cánh cửa cabin thứ nhất được nối với

đai răng sẽ di chuyển với tốc độ v, đồng thời cửa thứ nhất được nối với cánh cửa thứ hai qua bộ truyền cáp nên khi cánh cửa thứ nhất chuyển động với tốc độ v thì đồng thời cánh cửa thứ hai sẽ di chuyển với tốc độ v/2. Sở dĩ vận tốc cánh cửa thứ hai bằng một nữa vận tốc cánh cửa thứ nhất là do cánh cửa thứ hai được nối với tâm của puly của bộ truyền cáp nên theo nguyên tắc vòng ngoài puly chuyển động với tốc độ v thì tâm chuyển động với tốc độ v/2 (lưu ý rằng puly của bộ truyền cáp có đường kính bằng puly của bộ truyền đai răng).

Trường hợp đóng cửa cũng tương tự. Cửa cabin liên hệ với cửa tầng qua kiếm cửa 6, nhờ vậy mà khi cửa cabin đóng, mở thì cửa tầng cũng đóng mở theo. Cửa cabin không tự mở khi cabin đang chuyển động, cửa tầng cũng như vậy nhờ cơ cấu khoá cửa. Cửa tầng có thể mở từ bên ngoài bằng dụng cụ chuyên dùng.

8.2 Tính toán bộ phận dẫn động cửa:

φ40

φ40Bộ truyền đai răng Bộ truyền cáp

Động cơ

Hình 8.2: Sơ đồ phân tích lực

Lực cản mở của chủ yếu là lực cản ma sát lăn và ma sát ổ trục do trọng lượng của cửa cabin và cửa tầng tác động lên gây ra (bỏ qua lực cản do độ võng của cáp và độ võng của dây đai vì các lực này ảnh hưởng không đáng kể).

Thông số của bánh xe treo cửa và puly của các bộ truyền: - Bánh xe treo cửa làm bằng gang và dùng ổ lăn

Đường kính bánh xe :Dbx =60 mm. Đường kính ngỗng trục :dbx =20 mm

Lực cản do ma sát lăn và ổ trục: 2. . . . . c bx f d W G g k D µ + = Trong đó:

Gc- khối lượng của 1 bộ cửa, Gc = 50 kg

μ- hệ số cản lăn, μ = 0,3mm

f- hệ số ma sát ổ trục quy về đường kính ngỗng trục, f =0,015 Dbx-đường kính bánh xe treo cửa, Dbx =60 mm

k-hệ số kể đến do ma sát thành bánh và mặt đầu xoay ở bánh xe, k=2,2 Nên : 50.9,81.2.0,3 0,015.20.2, 2 16

60

W = + = N

Hiệu suất chung của bộ truyền

η = η12 η22 =0,942.0,9952=0,87 η1- hiệu suất của bộ truyền đai, η1=0,94 η2- hiệu suất của một cặp ổ lăn, η2 =0,995

Công suất cần thiết của động cơ: 1 2 .( ) 60.1000. dc W v v N η + = Với : v1 = 2v2

Khi cabin mở hết cánh thì cánh cửa thứ nhất chuyển động với đoạn đường S=800 mm, với t= 2,5 giây tức là với v1=S/t=0,32 m/s =19,2m/ph

Vậy: 16.(19, 2 19, 2 / 2) 0,0088 8,8

60.1000.0,87

dc

N = + = Kw= W

Số vòng quay của trục động cơ là: 2 4 1 3 70 40 . . 136,5. . 239 / 40 40 dc p D D n n vong phut D D = = =

Chương 9: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY

9.1 Hệ thống điều khiển thang máy:

Hệ thống điều khiển thang máy là toàn bộ các trang thiết bị và linh kiện điện đảm bảo cho thang máy hoạt động theo đúng chức năng yêu cầu và an toàn.

Hiện nay, có rất nhiều loại mạch điều khiển thang máy từ đơn giản nhất đến hiện đại nhất.

9.1.1 Phân loại theovị trí các nút điều khiển:

Điều khiển từ trong cabin (thang máy chở hàng có người đi kèm…), điều khiển bên ngoài cabin (thang máy chở hàng không có người đi kèm) và điều khiển cả trong và ngoài cabin với các nút bấm điều khiển trong cabin và nút bấm ngoài cửa tầng để gọi tầng.

9.1.2 Phân loại theo nguyên tắc điều khiển:

Điều khiển riêng biệt: khi thang máy đang thực hiện một lệnh điều khiển thì

các lệnh khác không có tác dụng mà chỉ thực hiện lệnh tiếp theo khi thang máy đã dừng hẳn.

Điều khiển kết hợp: thang máy có thể cùng lúc nhận nhiều lệnh điều khiển,

các lệnh này được thực hiện theo thứ tự ưu tiên nhất định tùy theo chương trình cài đặt của mạch điều khiển. Thang máy điều khiển kết hợp có năng suất cao hơn thang máy điều khiển riêng biệt.

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

a/ Hệ thống truyền động thang máy bằng động cơ điện xoay chiều với điều khiển bằng công tắc tơ:

Hệ thống này có ưu điểm là đơn giản và giá thành hạ, nhưng không đáp ứng được biểu đồ tốc độ chuyển động tốt nhất cho cabin và làm việc không thật tin cậy do các tiếp điểm của rơle và công tắc tơ có thể bị mài mòn và hỏng hóc khi đóng cắt nhiều lần. Hệ thống này thường được sử dụng trong các thang máy có tốc độ chạy chậm và trung bình.

b/ Hệ thống truyền động thang máy bằng động cơ điện xoay chiều điều khiển bằng bộ biến tần bán dẫn:

Ưu điểm của loại này là làm việc rất tin cậy vì không có các tiếp điểm và có thể điều khiển tốc độ động cơ để đạt được biểu đồ tốc độ tốt nhất cho cabin. Loại này thường được sử dụng trong các thang máy tốc độ nhanh và hiện đại. Tất nhiên là sơ đồ điều khiển sẽ phức tạp hơn và giá thành cao hơn.

c/ Hệ thống truyền động thang máy bằng bộ máy phát động cơ một chiều với điều khiển bằng các thiết bị bán dẫn:

Trong hệ thống này người ta dùng một động cơ không đồng bộ để quay máy phát điện một chiều. Đến lượt máy phát điện một chiều cung cấp điện cho động cơ điện một chiều hoạt động để nâng hạ buồng thang. Ưu điểm của loại này là: rất dễ dàng điều chỉnh tốc độ của động cơ điện một chiều để đạt được biểu đồ tốc độ chuyển động tối ưu cho cabin. Nhưng giá thành của hệ thống này cao do có nhiều động cơ và cần phải có máy phát nên chỉ được sử dụng trong các thang máy cao tốc.

d/ Hệ thống điều khiển bằng kỹ thuật vi xử lý PLC (Programmable Logic Control):

VI ĐIỀU KHIỂN

XỬ LÝ TÍN HIỆU CỬA TẦNG VÀ BUỒNG

PLC

ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM

Bu s B. S4 85 BIẾN TẦN

ĐỘNG CƠ NÂNG HẠ ĐỘNG CƠ ĐÓNG MỞ CỬA BIẾN TẦN NGUỒN DỰ PHÒNG CÁC CẢM BIẾN CÁC CẢM BIẾN CÁC NÚT BẤM HIỂN THỊ HỆ THỐNG RƠLE HỆ THỐNG PHỤ TRỢ PHANH

Hình 9.1: Cấu trúc hệ thống điều khiển thang máy dùng PLC

Đây là kỹ thuật điều khiển hiện đại nhất. Nó cho phép điều khiển thang máy linh hoạt hơn do có thể lập trình mạch điều khiển để nó hoạt động theo chu kỳ mà

ta mong muốn. Sau này khi có yêu cầu thay đổi chu trình làm việc của thang máy (bỏ qua một số tầng hay tăng số điểm dừng) thì ta có thể thì ta có thể thực hiện điều đó một cách nhanh chóng bằng cách lập trình lại. Sử dụng kỹ thuật vi xử lý vào điều khiển thang máy sẽ cho phép có nhiều tiện nghi hơn, linh hoạt hơn trong quá trình hoạt động của thang máy nhằm đáp ứng một cách cao nhất các nhu cầu của con người.

9.2 Hệ thống điện:

Mạch động lực: là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động của thang máy để

đóng, mở động cơ dẫn động và phanh cơ khí của cơ cấu.

Mạch điều khiển: là hệ thống điều khiển tầng có tác dụng thực hiện một

chương trình điều khiển phức tạp, phù hợp với chức năng yêu cầu của thang máy. Hệ thống điều khiển tầng có nhiệm vụ: lưu trữ các lệnh di chuyển từ cabin, các lệnh gọi tầng của hành khách và thực hiện các lệnh di chuyển hay dừng theo một thứ tự ưu tiên nào đó. Tất cả các hệ thống điều khiển tự động đều sử dụng nút bấm.

Mạch tín hiệu: là hệ thống đèn tín hiệu với các với các kí hiệu đã thống nhất

hoá để báo hiệu trạng thái của thang máy, vị trí và hướng chuyển động của cabin.

Mạch chiếu sáng: để chiếu sáng cho cabin, buồng máy và hố thang.

Mạch an toàn: là các công tắc, rơle, tiếp điểm nhằm đảm bảo an toàn cho

thang máy khi làm việc như: bảo vệ quá tải cho động cơ, các công tắc hạn chế hành trình, bộ hạn chế tốc độ. Mạch an toàn tự động ngắt điện để dừng thang trong các trường hợp:

+ Mất điện điều khiển.

+ Cabin vượt quá giới hạn công tắc hạn chế hành trình.

+ Đứt cáp hoặc tốc độ cabin vượt quá giới hạn cho phép (bộ hạn chế tốc độ và phanh an toàn làm việc).

9.3 Hệ thống điều khiển cho thang máy thiết kế:

9.3.1 Lưu đồ:

Lưu đồ của chương trình chính:

Y N N N N N Y Y Y Y Y Y N N Tầng 2 đến 4 cần thang? Ngưng thang Tới tầng góc hay không? Tới tầng lầu hay không? Mở cửa thang Cửa mở thay không ? Theo chiều đi xuống

Có tín hiệu cần thang hay không ?

Ngưng thang Mở cửa thang Mở cửa hay không ? Theo chiều đi lên Tầng cao hơn có cần thang hay không

Mở cửa Tầng 1 Có tín hiệu cần thang hay không ? Cài đặt trị số ban đầu cho thang máy ở tầng 1

Lưu đồ của chương trình con đóng mở cửa:

9.3.2 Thiết bị:

Động cơ điện Đ là động cơ roto lồng sóc 2 tốc độ.

Công tắc cực hạn KC: để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, công tắc cắt điện khi cabin buồng thang vượt quá giới hạn trên hoặc giới hạn dưới trong trường hợp sự cố.

Khoá liên động C1, C2, C3, C4 : cắt điện khi cửa tầng bất kỳ chưa đóng.

Khoá bảo hiểm BH: cắt điện khi tốc độ của buồng thang quá lớn hay đứt cáp nâng.

Khoá liên động CB: cắt điện khi cửa cabin chưa đóng. Nút dừng D: xóa các lệnh điều khiển.

Các nút gọi tầng 1GT, 2GT, 3GT, 4GT đặt ở các cửa tầng, các nút đếm tầng 1ĐT, 2ĐT, 3ĐT, 4ĐT đặt ở trong buồng thang để điều khiển buồng thang.

Công tắc chuyển đổi tốc độ khi nâng CVN2, CVN3, CVN4 (đặt dưới mỗi sàn tầng) và công tắc chuyển đổi tốc độ khi hạ CVH1, CVH2, CVH3, (đặt phía trên mỗi sàn tầng) dùng để chuyển tốc độ cao sang tốc độ thấp.

Y Y Y Y Y Y Y N N N N N N Cưỡng chế mở cửa hay không? Đóng cửa trước

hay không?

Phát tín hiệu khóa cửa Đóng cửa Mở cửa đúng vị trí? Mở cửa Làm trễ 5 giây hay không? Mở cửa đúng vị trí? Mở cửa Thang ngưng hay không? Tín hiệu ngưng thang

Công tắc tầng CT1, CT2, CT3, CT4 để cabin dừng lại ở sàn tầng cần dừng. Cuộn dây MO dùng dể đóng mở cửa tầng.

Để thực hiện các lệnh điều khiển, ta dùng công tắc tơ tốc độ cao C, công tắc