CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY 1.1 Giới thiệu chung. Khái niệm chung về thang máy. Thang máy là một thiết bị chuyên dùng để vận chuyển người, hàng hoá, vật liệu v. theo phương thẳng đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 15 0 so với phương thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn.
Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định, đối với các 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. 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 như bệnh viện, nhà máy, khách sạn v. Tuy nhiên số tầng nhỏ hơn 6 nhưng do yêu cầu phục vụ vẫn phải được trang bị thang máy.
Với các nhà nhiều tầng có chiều cao lớn thì việc trang bị thang máy là bắt buộc để phục vụ việc đi lại trong nhà. Nếu vấn đề vận chuyển người trong những toà nhà này không được giải quyết thì các dự án xây dựng các toà nhà cao tầng không 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 người. Vì vậy, yêu cầu chung đối với thang máy khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, sử dụng và sửa chữa là phải tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an toàn được quy định trong các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm.
Thang máy chỉ có cabin đẹp, sang trọng, thông thoáng, êm dịu thì chưa đủ điều kiện để đưa vào sử dụng mà phải có 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 (Interphone), chuông báo, bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin (đối trọng), công tác an toàn của cabin, khóa an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất điện nguồn. Lịch sử phát triển thang máy. Cuối thế kỷ thứ 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 OTIS (Mỹ) năm 1853.
Đến năm 1874, hãng thang máy Schindler (Thụy 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 đứng bằng tay, tốc độ di chuyển của cabin thấp. Đầu thế kỷ thứ 20, có nhiều hãng thang máy khác ra đời như KONE (Phần Lan), MISUBISHI, NIPON, ELEVATOR,. đã chế tạo các 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 7.5m/s, những thang máy chở hàng đã có tải trọng tới 30 tấn đồng thời cũng trong khoảng thời gian này cũng có các 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 10m/s. Vào những năm 1980, đã xuất hiện hệ thống điều khiển động cơ mới bằng phương pháp biến đổi điện áp và tần số VVVF (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 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 12.5 m/s và các thang máy có các tính năng kỹ thuật khác. Như đã trình bày ở trên, trước đây thang máy ở Việt Nam đều do Liên Xô cũ và một số nước Đông Âu cung cấp. Chúng được sử dụng để vận chuyển trong công nghiệp và chở người trong các nhà cao tầng.
Tuy nhiên số lượng còn rất khiêm tốn. Trong những năm gần đây, do nhu cầu thang máy tăng mạnh, một số hãng thang máy đã ra đời nhằm cung cấp, lắp đặt thiết bị thang máy theo hai hướng là: + Nhập thiết bị toàn bộ của các hãng nước ngoài, thiết bị hoạt động tốt, tin cậy. Nhưng với giá thành rất cao.tang + Trong nước tự chế tạo phần điều khiển và một số phần cơ khí đơn giản khác. Các hệ thống thang máy truyền động bằng động cơ điện hiện đại phổ biến là dùng kỹ thuật vi xử lý kết hợp với điều khiển vô cấp tốc độ động cơ điện.
Phân loại 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 của từng công trình. Phân loại theo chức năng. + Thang máy chở người: Thang máy chở người trong các nhà cao tầng: Có tốc độ chậm hoặc trung bình, đòi hỏi vận hành êm, yêu cầu an toàn cao và có tính mỹ thuật.
Thang máy dùng trong các bệnh viện: Đảm bảo tuyệt đối an toàn, tối ưu về tốc độ di chuyển và có tính ưu tiên đáp ứng đúng các yêu cầu của bệnh viện. Thang máy dùng trong các hầm mỏ, xí nghiệp: Đáp ứng được các điều kiện làm việc nặng nề trong công nghiệp như tác động môi trường về độ ẩm, nhiệt độ, thời gian làm việc, ăn mòn. + Thang máy chở hàng: Được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, ngoài ra nó còn được dùng trong nhà ăn, thư viện. Loại này có đòi hỏi cao về việc dừng chính xác cabin để đảm bảo hàng hoá lên xuống dễ dàng, tăng năng suất lao động.
Phân loại theo tốc độ di chuyển. + Thang máy tốc độ chậm v = 0,5 m/s: Hệ truyền động cabin thường sử dụng động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hoặc dây quấn, yêu cầu về dừng chính xác không cao. + Thang máy tốc độ trung bình v = (0,75 1,5) m/s: Thường sử dụng trong các nhà cao tầng, hệ truyền động cabin là truyền động một chiều. + Thang máy cao tốc v = (2,5 5) m/s: Sử dụng hệ truyền động một chiều hoặc truyền động bộ biến tần - động cơ xoay chiều ba pha, hệ thống điều khiển sử dụng các phần tử cảm biến phi tiếp DO.tang điểm, các phần tử điều khiển lôgic, các vi mạch cỡ lớn lập trình được hoặc các bộ vi xử lý.
Phân loại theo trọng tải. Thang máy loại nhỏ Q < 160kG. Thang máy trung bình Q = 500 2000kG. Thang máy loại lớn Q > 2000 kG.
Kết cấu thang máy điển hình.1: Hệ thống thang máy chở khách DO. Con trượt dẫn hướngCabin 3. Ray dẫn hướng Cabin 4. Thanh kẹp tăng cáp 5.
Cụm đối trọng 6. Ray dẫn hướng đối trọng 7. Ụ dẫn hướng đối trọng 8. Cửa xếp Cabin 11.
Kẹp ray Cabin 16. Bu lông bắt gá ray 18. Gá ray đối trọng 19. Kẹp ray đối trọng Hình 1.2: Kết cấu cơ khí của thang máy.
Hố giếng của thang máy (11) là khoảng không gian từ mặt bằng sàn tầng 1 cho đến đáy giếng. Nếu hố giếng có độ sâu hơn 2 mét thì phải làm thêm cửa ra vào. Để nâng - hạ buồng thang, người ta dùng động cơ (9). Động cơ (9) được nối trực tiếp với cơ cấu nâng hoặc qua hộp giảm tốc.
Nếu nối trực tiếp, buồng thang máy được nâng qua puli quấn cáp. Nếu nối gián tiếp thì giữa puli cuốn cáp và động cơ có nắp hộp giảm tốc (5) với tỷ số truyền i = 18 120. Cabin 1 được treo lên puli quấn cáp bằng kim loại (8) (thường dùng 1 đến 4 sợi cáp). Buồng thang luôn được giữ theo phương thẳng đứng nhờ có ray dẫn hướng (3) và những con trượt dẫn hướng (2) (con trượt là loại puli trượt có bọc cao su bên ngoài).
Đối trọng di chuyển dọc theo chiều cao của thành giếng theo các thanh dẫn hướng (6). Là một phần tử chấp hành quan trọng nhất trong thang máy, nó sẽ là nơi chứa hàng, chở người đến các tầng, do đó phải đảm bảo các yêu cầu đề ra về kích thước, hình dáng, thẩm mỹ và các tiện nghi trong đó. Hoạt động của ca bin là chuyển động tịnh tiến lên xuống dựa trên đường trượt, là hệ thống hai thanh dẫn hướng nằm trong một mặt phẳng để đảm bảo chuyển động êm nhẹ, chính xác không rung giật trong cabin trong quá trình làm việc. Để đảm bảo cho cabin hoạt động đều cả trong quá trình lên xuống, có tải hay không có tải người ta sử dụng một đối tượng có chuyển động tịnh tiến trên hai thanh khác đồng phẳng giống như cabin nhưng chuyển động ngược chiều với cabin do cáp được mắc qua puli kéo.
Do trọng lượng của cabin và trọng lượng của đối trọng đã được tính toán tỷ lệ và kỹ lưỡng cho nên mặc dù chỉ vắt qua puli kéo cũng không xảy ra hiện tượng trượt trên puli cabin, hộp giảm tốc đối trọng tạo nên một hệ phối hợp chuyển động nhịp nhàng do phần khác điều chỉnh đó là động cơ. Gồm cabin và cửa tầng, cửa cabin để khép kín cabin trong quá trình chuyển động không tạo ra cảm giác chóng mặt cho khách hàng và ngăn không cho rơi DO.tang khỏi cabin bất cứ thứ gì. Cửa tầng để che chắn bảo vệ toàn bộ giếng thang và các thiết bị trong đó. Cửa cabin và cửa tầng có khoá tự động để đảm bảo đóng mở kịp thời.
Bộ hạn chế tốc độ: là bộ phận an toàn khi vận tốc thay đổi do một nguyên nhân nào đó vượt qua vận tốc cho phép, bộ hạn chế tốc độ sẽ bật cơ cấu khống chế cắt điều khiển động cơ làm việc và phanh làm việc. Là khâu an toàn, nó thực hiện nhiệm vụ giữ cho cabin đứng im ở các vị trí dừng tầng, khối tác động là hai má phanh sẽ kẹp lấy tang phanh, tang phanh gắn gắn đồng trục với trục động cơ. Hoạt động đóng mở của phanh được phối hợp nhịp nhàng với quá trình làm việc của đông cơ. Các nút ấn gọi tầng.
Bên ngoài các cửa tầng thường có hai nút để gọi cho thang đi lên hay đi xuống. Riêng ở tầng dưới cùng thì chỉ có nút gọi thang theo chiều lên và tầng trên cùng chỉ có nút gọi thang theo chiều xuống. Bên trong buồng thang có các nút hiển thị tầng mà hành khách muốn đến. khi muốn đến tầng nào thì hành khách chỉ việc ấn số tương ứng với tầng muốn đến.
Ngoài ra còn có các phím đóng mở cửa nhanh và các phím dùng để liên lạc vơi bên ngoài khi có sự cố với thang máy. Các yêu cầu điều khiển thang máy. Thang máy là thiết bị chuyên dùng để chở người, chở hàng từ độ cao này đến độ cao khác vì vậy trong thang máy, vấn đề an toàn được đặt lên hàng đầu.