CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ THANG MÁY 1.1 Giới thiệu chung về thang máy Thang máy là thiết bị chuyên dụng để vận chuyển người và hàng hóa theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15 độ so với phương thẳng đứng trên một tuyến cố định. Chúng thường được sử dụng trong các khách sạn, công sở, chung cư, bệnh viện, đài quan sát, tháp truyền hình, nhà máy và công xưởng. So với các phương tiện vận chuyển khác, thang máy có chu kỳ vận chuyển ngắn, tần suất vận chuyển cao và khả năng đóng mở liên tục. Ngày nay, thang máy trở thành thiết bị không thể thiếu, đặc biệt trong các tòa nhà cao tầng, giúp người dùng không phải leo cầu thang bộ và thay thế cho cầu thang truyền thống.1 Yêu cầu chung về thang máy Thang máy là một thiết bị vận chuyển theo phương thẳng đứng, yêu cầu tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật do liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người.
Khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chữa thang máy, cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật an toàn. Thang máy phải được trang bị đầy đủ các thiết bị an toàn như: hệ thống chiếu sáng dự phòng khi mất điện, điện thoại nội bộ, chuông báo, bộ hãm bảo hiểm, hệ thống an toàn cabin (đối trọng), công tắc an toàn của cabin, khóa an toàn cửa tầng, và hệ thống cứu hộ khi mất điện nguồn.2 Vai trò của thang máy Thang máy là một phương tiện vận chuyển thiết yếu, được thiết kế để di chuyển người và hàng hóa theo phương thẳng đứng. Sự ra đời của thang máy đáp ứng nhu cầu di chuyển nhanh chóng giữa các độ cao khác nhau, giúp tăng năng suất lao động và tiết kiệm thời gian, công sức. Vì vậy, thang máy được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế.
Trong công nghiệp, thang máy không chỉ vận chuyển hàng hóa và sản phẩm mà còn đưa công nhân đến các vị trí làm việc ở độ cao khác nhau. Các 15 Đồ án tốt nghiệp ngành như khai thác hầm mỏ, xây dựng, và luyện kim đều không thể thiếu thang máy. Ngoài ra, trong các tòa nhà cao tầng, cơ quan, bệnh viện, và khách sạn, thang máy giúp tiết kiệm thời gian và công sức, đồng thời nâng cao hiệu quả công việc. Hiện nay, thang máy là yếu tố quan trọng trong sự cạnh tranh và phát triển của hệ thống xây dựng kinh doanh.
Với tỷ lệ chiếm khoảng 7-10% tổng giá trị công trình đối với các tòa nhà cao tầng từ 25 tầng trở lên, thang máy đóng vai trò quan trọng trong quá trình xây dựng. Điều này khiến thang máy trở thành một phần không thể thiếu của các dự án xây dựng lớn trên toàn thế giới. Các công ty thang máy hàng đầu luôn nỗ lực nghiên cứu và phát triển sản phẩm để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng. Tại Việt Nam, thang máy ban đầu chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp để vận chuyển hàng hóa và đang ở giai đoạn phát triển sơ khai.
Tuy nhiên, với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, nhu cầu sử dụng thang máy trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội ngày càng tăng cao.2 Phân loại thang máy Thang máy ngày nay được thiết kế và chế tạo với nhiều kiểu dáng và loại hình khác nhau để phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau của từng công trình. Dưới đây là một số cách phân loại thang máy: 1.1 Phân loại theo công dụng - Thang máy chuyên chở người: Dùng để vận chuyển người trong các tòa nhà, khách sạn, trung tâm thương mại. 16 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.1: Thang máy chuyên chở người [1] - Thang máy chuyên chở người có tính đến hàng đi kèm: Thang máy chở người kèm hàng hóa thường được sử dụng trong các siêu thị. Loại thang máy này được thiết kế để vận chuyển cả người và hàng hóa một cách an toàn và hiệu quả.2: Thang máy chuyên chở người có tính đến hàng đi kèm [2] 17 Đồ án tốt nghiệp - Thang máy chuyên chở người bệnh nhân: Thang máy chở bệnh nhân được sử dụng trong các bệnh viện và khu điều dưỡng.
Đặc điểm của loại thang máy này là cabin phải đủ rộng để chứa băng ca hoặc giường bệnh, cùng với các bác sĩ, nhân viên y tế và dụng cụ cấp cứu. Hiện nay, các thang máy này được sản xuất theo tiêu chuẩn kích thước và tải trọng quốc tế, đảm bảo an toàn và tiện lợi cho việc vận chuyển bệnh nhân.3: Thang máy chuyên chở người bệnh nhân [3] - Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm: Thang máy chở hàng có người đi kèm thường được sử dụng trong các nhà máy, công xưởng, kho bãi và khách sạn. Loại thang máy này chủ yếu vận chuyển hàng hóa nhưng có người đi kèm để hỗ trợ và giám sát quá trình vận chuyển. 18 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.4: Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm [4] - Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm: Thang máy chở hàng không có người đi kèm được thiết kế để vận chuyển vật liệu và thức ăn trong các khách sạn và nhà ăn tập thể.
Đặc điểm của loại thang máy này là chỉ có hệ thống điều khiển bên ngoài cabin. Ngoài ra, còn có các loại thang máy chuyên dụng khác như thang máy cứu hỏa và thang máy chở ô tô.5: Thang máy chuyên chở hàng không có người đi kèm [5] 19 Đồ án tốt nghiệp 1.2 Theo cấu tạo - Thang máy có phòng máy: Máy kéo và các thiết bị khác được đặt trong phòng máy trên đỉnh giếng thang. - Thang máy không phòng máy: Máy kéo và các thiết bị khác được đặt trong lòng giếng thang.6: Thang máy có phòng máy- không phòng máy [6] 1.3 Phân loại theo hệ thống vận hành - Theo mức độ tự động: + Loại bán tự động. + Loại tự động.
- Theo tổ hợp điều khiển: + Điều khiển đơn. + Điều khiển kép. + Điều khiển theo nhóm. - Theo vị trí điều khiển: + Điều khiển trong ca bin + Điều khiển ngoài ca bin.
20 Đồ án tốt nghiệp + Điều khiển cả trong và ngoài ca bin.4 Phân loại theo các thông số cơ bản - Theo tốc độ di chuyển của ca bin: + 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.
- Theo khối lượng vận chuyển của ca bin: + Loại nhỏ: Q <500kg + Loại trung bình: Q=500-1000kg + Loại lớn: Q = 1000÷1600kg + Loại rất lớn: Q>1600kg 1.5 Phân loại theo hệ thống dẫn động 1.1 Dẫn động có đối trọng: Sử dụng máy kéo và puly ma sát. Loại thang máy này sử dụng động cơ điện kết hợp với hộp giảm tốc và puli ma sát hoặc tang cuốn cáp để di chuyển cabin lên xuống. Nhờ vào việc cabin được treo bằng cáp, hành trình di chuyển của nó không bị giới hạn. [7] Ngoài ra, còn có loại thang máy sử dụng hệ thống bánh răng và thanh răng để dẫn động cabin lên xuống, thường được dùng để chở người phục vụ trong quá trình xây dựng các công trình cao tầng.
[7] 21 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.7: Thang máy điện có bộ tời phía trên giếng thang [7] a,b) Dẫn động cabin bằng puly ma sát c) Dẫn động cabin bằng tang cuốn cáp 1.2 Dẫn động không đối trọng: Sử dụng pit tông thủy lực hoặc trục vít. Loại thang máy này có đặc điểm nổi bật là cabin được đẩy từ dưới lên nhờ hệ thống pít tông và xi lanh thủy lực. Điều này dẫn đến hành trình di chuyển bị giới hạn, với chiều cao tối đa chỉ đạt 18m, khiến nó không phù hợp cho các công trình cao tầng. Tuy nhiên, thang máy thủy lực có cấu trúc đơn giản, tiết kiệm diện tích giếng thang so với thang máy dẫn động bằng cáp, mang lại sự di chuyển mượt mà và an toàn.
Đặc biệt, việc đặt buồng thang máy ở tầng trệt giúp giảm chiều cao tổng thể của công trình khi số tầng phục vụ là như nhau.6 Phân loại theo vị trí đặt bộ tời treo - Đối với thang máy dẫn động có đối trọng: 22 Đồ án tốt nghiệp Hình 1.8: Thang máy điện a) Thang máy có bộ tời kéo đặt trên giếng thang b) Thang máy có bộ tời kéo đặt dưới giếng thang Với thang máy sử dụng hệ thống bánh răng và thanh răng, bộ truyền động được lắp đặt trực tiếp trên nóc cabin. Ngược lại, thang máy thủy lực có buồng máy được bố trí tại tầng trệt.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 [8].
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 23 Đồ án tốt nghiệp 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.