CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ THANG MÁY 1.1 Giới thiệu chung về thang máy Thang máy là một thiết bị nâng hạ hiện đại, được bố trí và lắp đặt cố định, là thiết bị được sử dụng phổ biến và rộng rãi trong đời sống hàng ngày. Phần cabin của thang máy được thiết kế phù hợp để phục vụ di chuyển của con người, vận chuyển hàng hóa, thực phẩm… từ tầng này sang tầng khác, di chuyển theo phương thẳng đứng trong giếng thang hoặc nghiêng trong một toà nhà hoặc các công trình kiến trúc khác và được treo bằng dây cáp chắc chắn. Thang máy được lắp đặt và sử dụng trong các khu chung cư mini, tòa nhà cao tầng, chung cư, các tòa cao ốc, bệnh viện, các cơ quan công sở, trường đại học, siêu thị cho đến trung tâm thương mại, nhà máy sản xuất,v. Mục đích của việc di chuyển bằng thang máy là mang lại tốc độ lẫn thời gian đi lại giữa các tầng cực nhanh, có thể di chuyển nhiều người một lúc hay hàng hóa có khối lượng lớn mà không gây tiếng ồn.
Ngoài tầm quan trọng trong việc vận chuyển, thang máy còn trở thành một công nghệ thiết kế thông minh về kiến trúc và thẩm mỹ.1: Hình ảnh tổng thể của thang máy 14 Trong các tòa nhà nhiều tầng, lắp đặt và sử dụng thang máy để đảm bảo việc di chuyển trong tòa nhà. Nếu vấn đề về vận chuyển trong những tòa nhà này không thể giải quyết được, thì các dự án xây dựng nhà cao tầng không thể thực hiện được. Thang máy là phương tiện di chuyển an toàn nhất trong các thập kỉ gần đây, những bên cạnh đó vẫn sảy ra nhiều tình huống nguy hiểm gây bất an trong việc sử dụng thang máy, vì vậy thang máy luôn yêu cầu an toàn một cách rất nghiêm ngặt bởi nó liên quan trực tiếp đến tính mạng con người và các tài sản liên quan khác. Các yêu cầu cung cấp về thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng, bảo trì, bảo dưỡng cần phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt bởi các yêu cầu kỹ thuật an toàn đã được quy định trong các tiêu chuẩn, quy định, quy phạm.
Trong thời đại công nghệ và máy tính, có những bộ vi điều khiển có thể vận hành, xử lý và lưu lượng lưu trữ dữ liệu rất lớn. Thang máy được lập trình đặc biệt, cực đại hoá năng suất và an toàn tuyệt đối. Hơn nữa thang máy có buồng thang cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, được lắp đặt 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 khi sảy ra sự cố, chuông báo và đèn báo, bộ hạn chế tốc độ, cảm biến an toàn của cửa cabin, khóa an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất điện nguồn v.2 Phân loại thang máy 1.1 Phân loại theo chức năng 1.1 Thang máy chở người Hay còn gọi là thang máy tải khách: thang máy khách sạn, chung cư, thang máy gia đình. Gia tốc cho phép được quy định theo cảm giác của hành khách: Thông thường gia tốc tối ưu nhất là a < 2m/s2.
15 Thang máy dùng trong các toà nhà cao tầng: bao gồm các thang máy chở khách, thang máy gia đình, thang máy khách sạn, thang máy biệt thự. Loại này có tốc độ trung bình hoặc cao, yêu cầu vận hành êm ái, an toàn và rất thẩm mỹ… Hình 1.2: Thang máy tải người Thang máy dùng trong bệnh viện: Phải đảm bảo độ an toàn, cùng với sự tối ưu hóa sự thông suốt cho việc di chuyển, thời gian dịch chuyển và mức độ ưu tiên đúng theo các yêu cầu của bệnh viện… 1.2 Thang máy chở hàng Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và sản xuất, kinh doanh… Đòi hỏi độ chính xác cao trong việc dừng bộ phận thang máy để hàng hóa có thể vận chuyển lên xuống thang máy được dễ dàng, thuận tiện.3: Thang máy tải hàng 16 1.2 Phân loại theo tốc độ di chuyển Thang máy tốc độ thấp : v = 1 m/s. Di chuyển chậm hơn và thường được sử dụng trong các tòa nhà có số tầng ít và người sử dụng ít. Thang máy tốc độ trung bình: v= (1÷2,5) m/s.
Thờng dùng cho các nhà có số tầng từ 6 tới 12 tầng. Thang máy tốc độ cao:v =(2,5÷4) m/s. Thương dùng cho các nhà có số tầng trên 16 tầng. Thang máy tốc độ rất cao(Siêu tốc): V = 5m/s.
Thường dùng trong các toà tháp cao tầng.3 Phân loại theo trọng tải Thang máy loại nhỏ: Q < 500 Kg. Hay dùng trong thư viện,trong các nhà hàng ăn uống để vận chuyển sách hoặc thực phẩm. Thang máy loại trung bình: Q = 500÷1000 Kg. Thang máy loại lớn: Q > 1600 Kg.3 Những yêu cầu đối với thang máy Xuất phát từ những điều kiện làm việc đặc biệt (như vận chuyển người, hàng hóa, người sử dụng thang máy điều khiển hoặc nhân viên phục vụ thang máy có trình độ chuyên môn thấp) đối với các thang máy cần phải có các yêu cầu cao về độ tin cậy và an toàn khi làm việc gồm nhiều tiêu chí đặt lên hàng đầu.
Cho nên hiện nay đa số các nước trên thế giới đều yêu cầu, ban hành các quy định bắt buộc về chế tạo và sử dụng thang máy. Biện pháp thực hiện an toàn trong hệ thống thang máy phải được tính toán cẩn thận, bố trí, thiết kế sao cho ngoài các thiết bị sẵn sang làm việc khi có sự cố xảy ra, người ta còn phải bố trí các thiết bị kiểm tra theo giõi và giám sát các hoạt động của thang máy nhằm phát hiện sự cố kịp thời [1]. Trong lúc thang máy vận hành phải đàm bảo thang máy sẽ không vượt quá giới hạn chuyển động lên xuống, tức là không được vượt quá giới hạn 17 chuyển động lên xuống. Khi thang máy lên tới tầng cao nhất thì sẽ không thể đi lên được nũa, hay khi thang ở tầng thấp nhất thì chỉ có thể dừng lại hoặc chuyển động đi lên.
Với mục đích này, các thiết bị dừng tự động được lắp đặt ở đỉnh và đáy thang máy giúp cho thang máy luôn dừng chính xác. Vì lý do an toàn, ngoài các thiết bị tự động, người ta còn bố trí các cực hạn có nhiệm vụ đứng thẳng khi các thiết bị dừng thang bị hỏng.1 Độ chính xác dừng cabin ở mỗi tầng Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5744 - 1993, độ chính xác dừng cabin ở mỗi điểm dừng phải bảo đảm trong giới hạn ± 20 mm đối với thang máy bệnh viện và thang máy chất tải bằng xe, ± 50 mm đối với các thang máy khác. Độ chính xác dừng cabin còn phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của cabin. Khi cabin chuyển động với tốc độ lớn và dừng cabin tự động tại một tầng thì cần thiết phải giảm dần tốc độ này trước khi dùng phanh của bộ tời để phanh [1].1: Độ chính xác dừng cabin và gia tốc tối đa được cho phép [1] Gia tốc tối đa cho Độ chính xác Loại thang máy phép (m/s2) dừng cabin (mm) Thang máy chở người sức nâng đến 1000 kg với động cơ điện 2 tốc độ (tốc độ chuyển động của 1,5 ± 35 cabin v > 0,75 m/s) Thang máy bệnh viện 1,0 ± 20 Thang máy chở hàng điều khiển bằng nút ấn.
v = 0,5 m/s 1,5 ± 20 Thang máy chở hàng loại nhỏ v = 0,25 m/s - ±25 v = 0,5 m/s - ±50 18 1.2 Yêu cầu về độ ồn Việc kiểm soát tiếng ồn và nhiễu là yếu tố quan trọng không chỉ trong việc sử dụng thang máy mà còn trong việc chế tạo và lắp đặt chúng. Khi thiết kế và lắp đặt các bộ phận của thang máy, đặc biệt cần chú ý đến việc loại bỏ tiếng ồn và nhiễu. Trong điều kiện kỹ thuật thiết kế thang máy, bảng 1.2 quy định mức độ cường độ ồn cho phép trong các gian nhà và nơi lắp đặt thang máy. Khả năng cách âm của các tường buồng máy cần đảm bảo không dưới 50dB để giảm tiếng ồn từ hoạt động của thang máy.
Đồng thời, cửa ra vào cũng cần có khả năng cách âm không dưới 35dB để giảm tiếng ồn và nhiễu từ bên ngoài vào. Quan trọng là phải tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định này để đảm bảo môi trường sử dụng thang máy được yên tĩnh và thoải mái, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực đến người sử dụng và môi trường xung quanh [1].2: Mức độ cường độ âm cho phép khi thang làm việc [1] Mức độ cường độ âm cho phép(db) STT Đặc điểm nơi lắp đặt Trong khoảng lớn Tần số thấp của tần số Đài phát thanh, vô tuyến, 1 30 Không cho phép phòng ghi âm Nhà ở, bệnh viện, phòng 2 hòa nhạc, phòng đọc sách, 40 30 phòng làm việc Cơ quan, nhà ăn, nhà hàng, 3 50 40 nhà hát 4 Tòa nhà công nghiệp Không định chuẩn 19 1.4 Cấu tạo và các chi tiết cơ khí của thang máy Kết cấu, bố trí thiết bị thang máy cùng được thể hiện như hình vẽ: Hình 1.4: Chi tiết cơ khí các bộ phận của thang máy Trong đó: 1. Sàn phòng máy 2. Bố chống vượt tốc 9.
Bảng điều khiển nâng 5. Rail hướng dẫn 12. Hệ thống cửa tầng 13. Tủ điều khiển 14.
Lò so giảm chấn Mỗi bộ phân của thang máy sẽ thực hiện một nhiệm vụ cụ thể và luôn đảm bảo làm thang máy hoàn thiện hơn, an toàn hơn và hiện đại hơn. Nếu có nhiều bộ phận cấu thành tạo nên thang máy thì độ phức tạp của thang máy sẽ 20 tăng lên làm các chi tiết cơ khí cũng như lắp ráp điều chỉnh sẽ khó hơn và ảnh hưởng tới tốc độ và độ chính xác của thang máy.5 Chức năng của một số bộ phận chính trong thang máy 1.1 Giếng thang Giếng thang là không gian được thiết kế để đặt thang máy ở bên trong cho phép thang máy có thể di chuyển tịnh tiến lên xuống trong không gian ấy. Điều này cho phép người dùng đi lại giữa các tầng của tòa nhà một cách thuận tiện và tiết kiệm thời gian. Các thiết bị cố định trong giếng thang gồm: hệ tống rail dẫn hướng, bộ giảm chấn đặt ở dưới cùng của giếng thang, bộ tời kéo và trang thiết bị điện, hệ thống hạn chế tốc độ và hệ thống các cửa tầng [2].
Tại mỗi vị trí của các tầng, có một cờ chắn được gắn vào rail dẫn hướng. Khi cảm biến quang ở đầu cabin phát hiện cờ chắn, thì thang sẽ được ngừng lại tại vị trí của tầng đó. Trong giếng thang, có cài đặt hệ thống đèn chiếu sáng được bố trí theo chiều dọc của giếng, các điểm cửa tại mỗi tầng, và đường dây mạch an toàn cho các cánh cửa.