CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ THANG MÁY. Giới thiệu Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hoá, vật liệu,… theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15 0 so với phương thẳng đứng theo một góc đã định sẵn. Thang máy thường được dùng trong các khách sạn, công sở, chung cư, bệnh viện, đài quan sát, tháp truyền hình, các nhà máy và công xưởng,… Đặc điểm vận chuyển bằng thang 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 vẻ đẹp và tiện nghi của công trình. Ý nghĩa sử dụng của thang máy rất lớn cho nên nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định đối với các toà nhà cao 6 tầng trở lên đều phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện, tiết kiệm thời gian và tăng năng suất lao động. Đối với những công trình đặc biệt như bệnh viện, nhà máy, khách sạn,…do yêu cầu phục vụ vẫn phải được trang bị thang máy nếu như số tầng nhỏ hơn 6. Giá thành của thang máy trang bị cho công trình có thể chiếm tới 10% tổng giá thành của công trình.
Lịch sử phát triển của thang máy Cuối thế kỷ 19, trên thế giới mới chỉ có một vài hãng thang máy ra đời như OTIS, Schindler. Chiếc thang máy đầu tiên đã được chế tạo và đưa vào sử dụng của hãng thang máy OTIS (Mỹ) năm 1853. Đến năm 1874, hãng thang máy Schindler (Thuỵ Sĩ) 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.
- 12 - 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),… đã chế tạo loại 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 450m/phút, 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 thuỷ 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 600m/phút. Vào những năm 1980, đã xuất hiện hệ thống điều khiển động cơ mới bằng phương pháp biến đổi điện áp và tần số (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 động cơ cảm ứng tuyến tính. Vào đầu những năm 1990, trên thế giới đã chế tạo những thang máy có tốc độ đạt tới 750m/phút và các thang máy có tính năng kỹ thuật đặc biệt. Trong thời điểm hiện nay khi mà mật độ dân cư tại các thành phố và các khu công nghiệp ngày càng tăng dẫn đến sự phát triển của các khu đô thị cao tầng, nhiều toà nhà cao tầng được xây dựng thì nhu cầu sử dụng thang máy là không thể thiếu.
Tình hình sử dụng thang máy ở Việt Nam Chúng ta có thể thấy rằng trong thời đại công nghiệp hoá và hiện đại hoá hiện nay thì thời gian và sức lực của con người là thứ vô cùng quý giá, chính vì vậy cần phải được tiết kiệm và sử dụng hợp lý, đây cũng chính là tiêu chí mà các nhà sản xuất đưa ra để nghiên cứu chế tạo các loại thang máy tối ưu tiết kiệm thời gian và sức lực cho con người nhất. Thị trường sử dụng thang máy lớn nhất ở nước ta là hai thành phố lớn: Thủ đô Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, đây là nơi tập trung các công sở, - 13 - trung tâm thương mại, các chung cư cao tầng. Hầu hết các toà nhà cao tầng đều đã được lắp đặt thang máy. Không chỉ dừng lại ở những trung tâm lớn, mà thị trường sử dụng thang máy đã và sẽ được mở rộng tới các thành phố, thị xã, các khu công nghiệp khác trong cả nước,… Hiện nay trên thị trường thang máy nước ta có các sản phẩm của các hãng như: Hãng MITSUBISHI elevator, LG elevator, NIPPON elevator, FUJI elevator,… Ở Việt Nam, có nhiều công ty kinh doanh về lĩnh vực thang máy như công ty thang máy Thiên Nam là một đại diện hàng đầu của thành phố Hồ Chí Minh, là độc quyền cho hãng thang máy nổi tiếng Hàn Quốc SIGMA, và công ty thang máy Thái Bình cũng là một đại diện thành phố Hồ Chí Minh,… các công ty này đều có khả năng cung cấp các loại thang máy chất lượng cao mà giá thành chỉ bằng 1/3 giá thành thang máy nhập ngoại, các công ty này hầu hết đã mở rộng thị trường ra miền nam, miền trung và miền bắc.
Hiện nay các công ty thang máy trong nước đều có khả năng lắp đặt, bảo trì và sửa chữa các loại thang máy và đang không ngừng nâng cao tỷ lệ nội địa hoá để giảm giá thành sản phẩm cũng như tăng khả năng tự chủ trong việc sản xuất thang máy. Phân loại và ký hiệu 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: * Phân loại theo công dụng: Có 5 loại ( TCVN 5744 – 1993 ) - Thang máy chuyên chở người - Thang máy chuyên chở người có tính đến hàng đi kèm - Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm - Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm - 14 - Ngoài ra còn có các loại thang chuyên dùng khác như thang máy cứu hoả, chở ôtô,. * Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin: - Thang máy dẫn động điện: loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ điện truyền qua hộp giảm tốc tới puly ma sát hoặc tang cuốn cáp.
- Thang máy thuỷ lực - Thang máy khí nén * 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 phía dưới giếng thang - Thang máy dẫn động cabin lên xuóng bằng bánh răng thanh răng : bộ tời dẫn động đặt ngay trên nóc cabin - Thang mát thuỷ lực: buồng máy đặt tại tầng trệt * Phân loại theo các thông số cơ bản: - Theo tốc độ di chuyển của cabin: Loại tốc độ thấp : v < 1m/s Loại tốc độ trung bình : v = 1 – 2.5 m/s Loại tốc độ cao : v = 2.5 – 4 m/s Loại tốc độ rất cao : v > 4m/s - Theo khối lượng vẫn chuyển của cabin: Loại nhỏ : Q < 500kg Loại trung bình :Q = 500 – 1000kg Loại lớn : Q = 1000 – 1600kg Loại rất lớn : Q > 1600kg Thang máy được ký hiệu bằng các chữ và số, dựa vào các thông số cơ bản sau: - 15 - - Loại thang: theo thông lệ quốc tế, người ta dùng các chữ cái ( chữ latinh ) để ký hiệu như sau: + Thang chở khách: P ( Passenger ) + Thang chở bệnh nhân: B ( Bed ) + Thang chở hàng: F ( Freight ) - Số người hoặc tải trọng: (người, kg) - Kiểu mở cửa + Mở chính giữa lùa về hai phía : CO (centre opening) + Mở một bên, lùa về một phía : 2S (Single side) - Tốc độ : m/ph, m/s - Số tầng phục vụ và tổng số tầng của toà nhà - Hệ thống điều khiển - Hệ thống vận hành - Ngoài ra có thể dung các thông số khác để bổ xung cho ký hiệu: ví dụ P11- CO-90-11/14-VVVF-Duplex. Ký hiệu trên có nghĩa là: thang máy chở khách, tải trọng 11 người, kiểu mở cửa chính lùa hai phía, tốc độ di chuyển cabin 90m/ph, có 11 điểm dừng phục vụ trên tổng số 14 tầng của toà nhà, hệ thống điều khiển bằng cách biến đổi điện áp và tần số, hệ thống vận hành kép.Cấu tạo thang máy Sơ đồ cấu tạo của loại thang máy chở người thông dụng nhất, dẫn động bằng tời điện với puly dẫn cáp bằng ma sát (gọi tắt là puly ma sát) được chỉ ra ở hình 1. Bộ tờ kéo 21 được đặt trong trong buồng máy 22 nằm ở phía trên giếng thang 15. Giếng thang 15 chạy dọc suốt chiều cao của công trình và được che chắn bằng kết cấu chịu lực (gạch, bê tong hoặc kết cấu thép với lưới che bằng kính) và chỉ để các cửa vào giếng thang để lắp cửa tầng 7.
Trên kết cấu chịu lực dọc theo giếng thang có gắn các ray dẫn hướng 12 và 13 cho đối trọng 14 và cabin 18. Cabin và đối trọng được treo trên hai đầu của các cáp - 16 - - 17 - nâng 20 nhờ hệ thống treo 19. Hệ thống treo có tác dụng đảm bảo cho các cáp nâng riêng biệt có độ căng như nhau. Cáp nâng được vắt qua các rãnh cáp của puly ma sát của bộ tời kéo.
Khi bộ tời kéo hoạt động, puly ma sát quay và truyền chuyển động đến cáp nâng làm cabin và đối trọng đi lên hoặc xuống dọc theo giếng thang. Khi chuyển động, cabin và đối trọng tựa trên các ray dẫn hướng trong giếng thang nhờ các ngàm dẫn hướng 16. Cửa cabin 4 và cửa tầng 7 thường là loại cửa lùa sang một bên hoặc hai bên chỉ đóng và mở được khi cabin dừng trước cửa tầng nhờ cơ cấu đóng mở cửa 3 đặt trên nóc cabin. Cửa cabin và cửa tầng được trang bị hệ thống khoá liên động và các tiếp điểm để đảm bảo an toàn cho thang máy hoạt động (thang máy không hoạt động được nếu một trong các cửa tầng hoặc cửa cabin chưa đóng hẳn, hệ thống khoá liên động đảm bảo đóng kín các cửa tầng và không mở được từ bên ngoài khi cabin không ở đúng vị trí cửa tầng.
Đối với loại cửa lùa đóng mở tự động thì khi đóng mở cửa cabin, hệ thống khoá liên động kéo theo cửa tầng cùng đóng hoặc mở). Tại các điểm trên cùng và dưới cùng của giếng thang có đặt các công tắc hạn chế hành trình cho cabin. Phần dưới của giếng thang là hố thang 10 để đặt các giảm chấn 11 và thiết bị căng cáp hạn chế tốc độ 9.