Đề tài Thang máy chở người phục vụ cho nhà chung cư cao tầng

Lêi nãi ®Çu Với xu thế ngày càng phát triển của xã hội thì việc phải xây dựng nhiều nhà cao tầng như: khách sạn, nhà hàng, công sở, bệnh viện, nhà chung cư…là một tất yếu, điều này đòi hỏi phải tạo ra thiết bị phục vụ cho công việc chuyên chở người và hàng hóa trong các tòa nhà đó. Chính vì vậy thang máy đã ra đời và trở thành một thiết bị không thể thiếu trong các nhà cao tầng. Ở Việt Nam, thang máy đang xuất hiện ngày càng nhiều và phần lớn đều phải nhập từ nước ngoài, do đó việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thang máy đang là vấn đề rất cần được quan tâm đầu tư đúng mức. Thang máy chở người phục vụ cho các nhà chung cư cao tầng trở thành lĩnh vực nghiên cứu chủ yếu nhằm tạo ra được một loại thiết bị phục vụ tối ưu nhất cho việc vận chuyển người trong nhà chung cư, góp phần giải quyết vấn đề dân số đang ngày càng tăng cao ở các đô thị lớn. Trong đồ án tốt nghiệp này, em đi sâu nghiên cứu thiết kế “thang máy chở người phục vụ cho nhà chung cư cao tầng” với tải trọng định mức: 750 kg, vận tốc: 2 m/s; số tầng phục vụ: 17 tầng. Đồ án được chia làm 4 phần chính: Phần I: Giới thiệu chung. Phần II: Tính toán chung. Phần III: Giới thiệu trang bị điện cho thang máy. Phần IV: Qui định về lắp dựng và bảo trì, bảo dưỡng. Với khối lượng công việc thiết kế như vậy đã trang bị cho em được những kiến thức cơ bản và chuyên sâu vào nghành thang máy nói riêng, tuy nhiên do khả năng của em và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Do đó, em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài được hoàn thiện hơn. Em xin được chân thành cảm ơn thầy giáo Hoa Văn Ngũ đã tận tình hướng dẫn, các thầy cô trong Khoa cơ khí Xây dựng và Bộ môn Máy Xây dựng cùng các bạn sinh viên đã giúp đỡ cho em hoàn thành đồ án này. Hà Nội, tháng 6 năm 2004. Sinh viên: Hồ Bá Hào PhÇn i Giíi thiÖu chung §1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THANG MÁY Ở các nước trên thế giới, thang máy đang trở thành một thiết bị phổ biến và thông dụng trong các nhà cao tầng. Đối với các nhà cao từ 6 tầng trở lên thì thang máy là thiết bị bắt buộc phải có để đảm bảo cho người đi lại được thuận tiện, tiết kiệm thời gian và tăng năng suất lao động. Ở Việt Nam, thang máy đã bắt đầu xuất hiện trong vài thập niên trở lại đây, chủ yếu là thang máy chở người. Quá trình phát triển của thang máy ở Việt Nam đến nay có thể chia ra thành 3 giai đoạn chính như sau: - Trước năm 1975: đây là thời kỳ mà đất nước còn chưa được thống nhất, một số thang máy được nhập vào Việt Nam theo chương trình viện trợ của nước ngoài, các công trình được lắp đặt thang máy chỉ là một số bệnh viện, công sở. - Từ sau năm 1975 đến năm 1994: đây là giai đoạn mà đất nước đã được thống nhất, tuy nhiên còn bị lệnh cấm vận của Mỹ làm cho nền kinh tế còn khó khăn. Giai đoạn này, thang máy nhập ngoại còn ít trong khi nước ta còn chưa tự sản xuất được, các công trình lắp đặt thang máy cũng chỉ theo chương trình viện trợ từ nước ngoài như khách sạn của Tổng công ty Du lịch Việt Nam được lắp đặt đồng bộ thang máy của hãng Nippon. - Từ sau năm 1994 trở lại đây: Mỹ dỡ bỏ lệnh cấm vận đối với Việt Nam, hầu hết các hãng thang máy lớn nhỏ trên thế giới đều thâm nhập thị trường Việt Nam như: Otis (Mỹ), Mitsubishi, Toshiba (Nhật), Thysen (Đức), Kone (Phần Lan)… Đặc biệt trong vài năm gần đây, nhà nước ta có chủ trương hình thành các nhà chung cư cao tầng nhằm giải quyết vấn đề dân số đang tăng lên không ngừng ở các thành phố lớn, chính vì vậy nhu cầu lắp đặt thang máy cho nhà chung cư cao tầng là rất lớn. Hiện nay, có rất nhiều công ty hoạt động trong lĩnh vực thang máy được thành lập ở Việt Nam, đặc biệt ở các thành phố lớn. Tuy nhiên hình thức hoạt động của các công ty này chủ yếu là làm đại lý lắp đặt, bảo trì và bảo dưỡng thang máy cho các hãng thang máy nổi tiếng trên thế giới. Ngoài các hãng thang máy nước ngoài đang có mặt tại Việt Nam thì bản thân trong nước cũng đã thành lập các công ty sản xuất thang máy như Thiên Nam, Á Châu, Thái Bình… Đối với các nhà chung cư cao tầng ở Việt Nam, việc lắp đặt thang máy ngoại nhập còn đắt, giải pháp sử dụng thang máy trong nước là hợp lý nhất bởi giảm được giá thành sản phẩm và vận chuyển, tiết kiệm được lượng ngoại tệ lớn, quá trình lắp đặt, bảo trì, bảo dưỡng dễ dàng và thuận tiện hơn do nhà sản xuất nghiên cứu chi tiết và tính đến các điều kiện sinh hoạt và khí hậu tại Việt Nam. Chính vì vậy việc nghiên cứu thiết kế chế tạo thang máy phục vụ cho các nhà chung cư cao tầng hiện nay đang được quan tâm đầu tư. §2 PHÂN LOẠI THANG MÁY Hiện nay thang máy đã và đang được thiết kế, chế tạo rất phong phú và đa dạng tùy theo đặc điểm và điều kiện của từng công trình, do đó thang máy cũng được phân loại theo nhiều cách khác nhau: Phân loại theo công dụng: Thang máy chuyên chở người; Thang máy chuyên chở người có tính tới hàng đi kèm; Thang máy chuyên chở bệnh nhân; Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm; Thang máy chuyên chở hàng. Phân loại theo hệ thống dẫn động ca bin: Thang máy dẫn động điện; Thang máy thủy lực; Thang máy khí nén; Thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng; Thang máy dẫn động bằng vít me. b) a) e) d) c) Hình 1-1: Các phương án dẫn động cabin Thang máy điện dẫn động cáp dùng puly ma sát Thang máy điện dẫn động cáp dùng tang cuốn cáp Thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng Thang máy điện dẫn động bằng vít me Thang máy dẫn động bằn thủy lực Phân loại theo buồng máy: Thang máy có buồng máy; Thang máy không có buồng máy. 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 dưới giếng thang; Thang máy có bộ tời dẫn động đặt trên nóc cabin. Hình 1-2: Các phương án bố trí bộ tời kéo Bộ tời đặt trên nóc cabin Bộ tời đặt phía trên giếng thang Bộ tời đặt phía dưới giếng thang c) b) a) Phân loại theo các thông số cơ bản: Theo tốc độ di chuyển của cabin: Thang máy có tốc độ thấp: v < 1 m/s Thang máy có tốc độ trung bình: v = 1 2,5 m/s; Thang máy có tốc độ cao: v = 2,5 4 m/s; Thang máy có tốc độ rất cao: v > 4 m/s. Theo khối lượng vận chuyển của cabin: Thang máy loại nhỏ: Q < 500 kg; Thang máy loại trung bình: Q = 500 1000 kg; Thang máy loại lớn: Q = 1000 1600 kg; Thang máy loại rất lớn: Q > 1600 kg. Phân loại theo hệ thống vận hành: Theo mức độ tự động: Thang máy loại nửa tự động; Thang máy loại tự động. Theo tổ hợp điều khiển: Thang máy điều khiển đơn; Thang máy điều khiển kép; Thang máy điều khiển theo nhóm. Theo vị trí điều khiển: Thang máy điều khiển từ trong cabin; Thang máy điều khiển từ ngoài cabin; Thang máy điều khiển cả trong và ngoài cabin. Phân loại theo vị trí của cabin và đối trọng trong giếng thang: Đối trọng bố trí một bên cabin; Đối trọng bố trí phía sau cabin. Hình 1-3: Phương án bố trí cabin và đối trọng trong giếng thang Đối trọng bố trí một bên cabin Đối trọng bố trí phía sau cabin b) a) Phân loại theo kết cấu của các cụm cơ bản: Theo kết cấu của bộ tời: Bộ tời có hộp giảm tốc; Bộ tời không có hộp giảm tốc; Bộ tời kéo sử dụng động cơ một chiều, xoay chiều; động cơ một tốc độ, hai tốc độ; động cơ điều chỉnh vô cấp…; Bộ tời kéo với puly masát hoặc tang cuốn cáp. Theo hệ thống cân bằng: Thang máy có đối trọng; Thang máy không có đối trọng; Thang máy có sử dụng cáp bù hoặc xích bù; Thang máy không sử dụng cáp bù hoặc xích bù. Theo cách treo cabin và đối trọng: Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin; Qua palăng cáp vào đầu trên của cabin; Đẩy từ phía dưới đáy thông qua các puly trung gian; Đẩy trực tiếp từ đáy cabin (đối với thang máy thủy lực); Kết hợp thanh đẩy và puly cáp (đối với thanh đẩy thủy lực); Đẩy trực tiếp từ bên vách cabin (đối với thang máy dùng bánh răng thanh răng). Theo hệ thống đóng mở cửa cabin Theo phương pháp đóng mở cửa: Thang máy đóng mở cửa bằng tay; Thang máy đóng mở cửa bán tự động; Thang máy đóng mở cửa tự động. Theo kết cấu cửa cabin: Dạng cửa xếp lùa về một phía hoặc hai phía; Dạng đóng mở cửa kiểu bản lề; Dạng cửa tấm, loại 2 cánh hoặc 4 cánh, mở chính giữa lùa về hai phía ; Dạng cửa tấm, loại 2 cánh hoặc 3 cánh, đóng mở về một phía; Dạng cửa tấm đóng mở chính giữa nhưng lùa lên và xuống; Dạng cửa tấm lùa về một phía trên, loại 2 cánh hoặc 3 cánh. Theo loại hãm bảo hiểm an toàn cabin: Loại hãm bảo hiểm tác động tức thời (dùng cho thang máy tốc độ thấp); Loại hãm bảo hiểm tác động êm (dùng cho thang máy có tốc độ v > 0,75 m/s và thang máy chuyên chở bệnh nhân); Phân loại theo quỹ đạo chuyển động của cabin: Thang máy di chuyển thẳng đứng; Thang máy di chuyển nghiêng một góc so với phương thẳng đứng; Thang máy di chuyển theo đường ziczắc; Phân loại theo đặc điểm của công trình: Thang máy bố trí trong công trình; Thang máy bố trí ngoài công trình: Thang máy vĩnh cửu; Thang máy tạm thời (loại này lắp đặt phục vụ cho việc xây dựng, sau đó sẽ được vận chuyển và lắp dựng tại công trình khác). §3 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ I. Phân tích các phương án: Dựa theo đặc điểm tòa nhà chung cư cao tầng, yêu cầu thiết kế và các chỉ tiêu đánh giá theo tiêu chuẩn, ta phân tích, so sánh các phương án để lựa chọn phương án tối ưu nhất. Nhóm phương án về hệ thống dẫn động cabin: f) e) d) c) b) a) Hình 1-4: Các phương án dẫn động cabin Thang máy điện dẫn động cáp có buồng máy đặt phía dưới giếng thang Thang máy dẫn động thủy lực Thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng Thang máy dẫn động bằng vít me Thang máy điện dẫn động cáp có bộ tời dùng puly ma sát đặt phía trên giếng thang Thang máy điện dẫn động cáp có bộ tời dùng tang cuốn cáp đặt phía trên giếng thang Thang máy điện dẫn động cáp: Ưu điểm chính của loại này là chiều cao nâng lớn tùy theo chiều cao của công trình, làm việc an toàn do có thể dùng nhiều sợi cáp trong quá trình làm việc không thể đứt cùng lúc, dễ điều khiển và sử dụng, không gây ồn khi làm việc. Hiện nay loại thang này đang được sử dụng rộng rãi và chủ yếu đối với loại thang máy chuyên chở khách. Thang máy điện dẫn động bằng bánh răng thanh răng: Loại này có ưu điểm là không cần đối trọng nên giảm được kích thướng của giếng thang, động cơ dẫn động được bố trí ngay trên nóc cabin nên không cần sử dụng buồng máy, toàn bộ tải trọng được truyền lên thanh răng xuống móng công trình nên không ảnh hưởng đến kết cấu chịu lực của công trình. Nhược điểm chính của loại này là quá trình nâng hạ nhờ kết cấu cơ khí bánh răng và thanh răng nên rất ồn, toàn bộ tải trọng được truyền lên thanh răng nên dễ mất ổn định khi chiều cao nâng lớn. Vì vậy phương án dẫn động bằng bánh răng thanh răng là không phù hợp cho nhà ở chung cư cao tầng. Thang máy dẫn động bằng vít me: Ưu điểm của loại này là động cơ được bố trí ngay trên nóc cabin nên không cần phải dùng buồng máy, độ dừng tầng chính xác cao, tải trọng được truyền lên trục vít xuống móng công trình qua đai ốc cố định trên cabin do đó không ảnh hưởng đến kết cấu chịu lực của công trình. Nhược điểm chính của loại này cũng là làm việc ồn do quá trình làm việc nhờ kết cấu cơ khí trục vít và đai ốc, toàn bộ tải trọng tác truyền lên trục vít do đó chiều cao nâng của thang bị hạn chế vì mất ổn định dọc trục. Vì vậy phương án sử dụng thang máy dẫn động bằng vít me cũng không phù hợp cho nhà ở chung cư cao tầng. Thang máy thủy lực: Ưu điểm của thang máy thủy lực là làm việc êm dịu, giảm được diện tích của giếng thang do không cần phải dùng đối trọng, toàn bộ tải trọng được truyền lên pittông do đó không ảnh hưởng đến kết cấu chịu lực của công trình Nhược điểm của loại thang máy này là hạn chế về chiều cao, hiện nay chiều cao nâng tối đa của một thang máy thủy lực mới chỉ đạt 15m tương ứng với 6 tầng; khó bảo trì bảo dưỡng do có sự rò rỉ dầu; sự thay đổi nhiệt độ làm thay đổi độ nhớt của dầu dẫn đến hiện tượng dừng tầng không chính xác. Như vậy phương án thang máy điện dẫn động cáp là phương án thiết kế hợp lý nhất trong số các phương án đã nêu. Thang máy điện dẫn động cáp với bộ tời dùng puly ma sát: Loại này có ưu điểm là dùng hệ thống điện dễ điều khiển, lắp đặt và sử dụng, có chiều cao nâng lớn tùy theo chiều cao của công trình. Bộ tời dùng puly ma sát làm cho thang máy chuyển động được êm dịu. Thang máy điện dẫn động cáp với bộ tời dùng tang cuốn cáp: Loại này có ưu điểm là không cần dùng đối trọng do đó có thể tiết kiệm được diện tích buồng thang. Nhược điểm chính của loại thang dùng tang cuốn cáp đó là hạn chế về chiều cao nâng, điều này rất không phù hợp với các nhà cao tầng. Ngoài ra, kết cấu bộ tời cồng kềnh, làm việc không êm dịu, giảm tuổi thọ của cáp nâng. Nhóm phương án bố trí sơ đồ dẫn động thang máy: Đối với thang máy dẫn động cáp, ta có nhiều cách mắc cáp và bố trí bộ tời trong công trình tùy theo các điều kiện cụ thể như kết cấu công trình, tốc độ định mức, tải trọng định mức…, ta có một số phương án sau: d) c) b) a) Hình 1-5: Các phương án bố trí sơ đồ dẫn động Phương án dùng palăng cáp Phương án dùng puly phụ cuốn cáp hai lần Phương án dùng puly đổi hướng cáp Phương án không dùng puly đổi hướng cáp Bộ tời đặt trên giếng thang (hình 1-4.e, f): Phương án này có ưu điểm là dễ lắp đặt, bảo trì, bảo dưỡng, tiết kiệm được khoảng không gian sử dụng của công trình, tải trọng được truyền qua dầm máy, kết cấu chịu lực công trình xuống đất. Hiện nay cách bố trí này đang được sử dụng rộng rãi và là lựa chọn tối ưu nhất. Bộ tời đặt dưới giếng thang (hình 1-4.a): Phương án này thường chỉ sử dụng cho công trình không bố trí được buồng máy phía trên giếng thang, tải trọng tác dụng lên công trình thường lớn. Ngoài ra so với phương án bố trí trên giếng thang thì phương án này thường khó lắp đặt, bảo trì bảo dưỡng hơn. Bộ tời không dùng puly phụ: Loại này kết cấu đơn giản tuy nhiên chỉ sử dụng cho loại thang có kích thước cabin nhỏ. Bộ tời dùng palăng cáp: Loại này giảm lực căng cáp lên mỗi nhánh cáp tuy nhiên tốc độ của thang giảm, không phù hợp với thang có tốc độ cao. Bộ tời quấn hai lần: Loại này làm tăng góc ôm của cáp quấn lên puly ma sát, tăng khả năng kéo của puly ma sát tuy nhiên làm tăng ứng suất trong cáp làm giảm tuổi thọ của cáp. Từ những phân tích trên, ta thấy phương án dẫn động có bộ tời đặt trên giếng thang dùng puly đổi hướng cáp với bội suất palăng bằng 1 là hợp lý nhất (hình 1-5.c). Nhóm phương án các cụm cơ bản: Bộ tời kéo dùng puly ma sát có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, khả năng kéo cao, dễ bố trí, chiều cao nâng không hạn chế. Bộ tời dùng tang cuốn cáp có kết cấu cồng kềnh, hạn chế về chiều cao nâng, không thích hợp cho nhà cao tầng. Hộp giảm tốc bánh vít trục vít là lựa chọn tối ưu nhất so với các loại khác do kết cấu đơn giản, tỉ số truyền cao, khả năng tự hãm lớn, làm việc an toàn, độ tin cậy cao. Phanh hai má kiểu điện từ hiện nay đang được dùng rộng rãi bởi làm việc với độ tin cậy cao, hiệu suất cao, đóng mở nhanh nhạy, nhỏ gọn, trọng lượng và quán tính bé. Hệ thống mở cửa cabin: Đối với thang máy chở người có đối trọng đặt về phía sau cabin thì cửa cabin dạng tấm (panel) hai cánh mở chính giữa là thích hợp nhất và hiện nay đang được sử dụng rộng rãi bởi thời gian đóng mở cửa nhỏ, tiết kiệm được chiều rộng buồng thang, cơ cấu đóng mở đơn giản. II. Chọn phương án thiết kế: Từ những phân tích các phương án trên, ta lựa chọn phương án thiết kế tối ưu nhất (hình 1-6): Thang máy điện dẫn động cáp có bộ tời kéo đặt phía trên đỉnh giếng thang; dùng động cơ điện không đồng bộ 3 pha rôto dây cuốn; hộp giảm tốc bánh vít trục vít; phanh hai má kiểu điện từ loại thường đóng; dẫn động nhờ puly ma sát; kết cấu đóng mở cửa cabin là loại 2 cánh đóng mở chính giữa lùa sang hai bên; bộ hãm bảo hiểm kết hợp với bộ hạn chế tốc độ để dừng cabin khi đứt cáp, chùng cáp hoặc cabin vượt quá tốc độ định mức; bộ giảm chấn thủy lực lắp đặt dưới đáy giếng thang nhằm giảm chấn cho cabin và đối trọng. Theo TCVN 6395-1998, tham khảo tiêu chuẩn Nhật Bản (JIS A.4302-1383) ta tính toán diện tích sàn cabin theo tải trọng như sau: số hành khách = (với Q: Tải trọng định mức, kết quả lấy đến số nguyên, bỏ số lẻ), diện tích tối thiểu sàn cabin là 1,87m2 ứng với số hành khách là 11 người, ta có: Đối tượng phục vụ: nhà chung cư cao 17 tầng; Tải trọng nâng định mức: 750 kg (11 người); Vận tốc định mức: v = 2 m/s; Kích thước bên trong của Cabin: Chiều rộng: W = 1400 mm; Chiều sâu: D = 1350 mm; Chiều cao: H = 2300 mm. ích thước cửa cabin: Chiều rộng: W = 800 mm; Chiều cao: H = 2100 mm. Hình 1-6: Hình chung phương án thiết kế Kích thước buồng thang: Chiều rộng: W = 1800 mm; Chiều sâu: D = 2000 mm; PhÇn II tÝnh to¸n chung §1 TÍNH TOÁN BỘ TỜI KÉO I. Chọn sơ đồ dẫn động: Theo phương án thiết kế đã chọn, bộ tời kéo được đặt trong buồng máy phía trên giếng thang, gồm động cơ không đồng bộ rôto dây quấn, hộp giảm tốc bánh vít trục vít, phanh hai má điện từ, puly dẫn động bằng ma sát. Do kích thước của cabin lớn do đó ta dùng puly phụ đổi hướng cáp. Sơ đồ dẫn động thang máy có dạng như hình 2-1. Hình 2-1: Sơ đồ dẫn động thang máy Cáp cân bằng Đối trọng Puly đổi hướng cáp Puly dẫn động Cáp nâng Cabin II. Sơ bộ xác định trọng lượng của cụm cabin và đối trọng: Để xác định sơ bộ trọng lượng của cụm cabin, ta tiến hành xác định sơ bộ trọng lượng của các bộ phận trong cụm cabin theo phương pháp khai triển cấu tạo các bộ phận thành dạng tấm phẳng và tham khảo kết cấu, trọng lượng của máy cơ sở có ký hiệu: P11.CO.60/5F của hãng Nippon. Ta có: Mcb = Mk + Mv + Mst + Msd + Mnt + Mmc Trong đó: Mcb: Trọng lượng của cabin; Mk: Trọng lượng của khung treo; Mv: Trọng lượng của vách cabin; Mst: Trọng lượng của sàn tĩnh; Msd: Trọng lượng của sàn động; Mnt: Trọng lượng của nóc và trần cabin; Mmc: Trọng lượng của cơ cấu mở cửa. Mk = (272014704 + 230031004) 7,86.10-6 = 124,8 kg; Mv = [2(1400 + 1350) 2300] 7.8610-6 = 198,6 kg; Mst = (220010004 + 422014702) 7,86.10-6 = 32,8 kg; Msd = [(140013503 + 222014004 + 4110(1400 + 1350) 23]7,86.10-6 = 120,8 kg; Mnt = [22001300 + 2(1400 + 1350) 1602]7,86.10-6 = 45,6 kg; Mmc = [22001300 + 1640(170 + 50) 2 + 21853705 + + 1690(240 + 75 + 40) 2 + 23401604]7,86.10-6 = 19,2 kg. Thay vào (1.1) ta có: Mcb = Mk + Mv + Mst + Msd + Mnt + Mmc = 124,8 + 198,6 + 32,8 + 120,8 + 45,6 + 19,2 = 541,8 (kg) = 5418 N. Mcb được nhân với hệ số 1,2 tính đến trọng lượng của các bộ phận khác như bộ hãm bảo hiểm cabin, đầu treo cáp, các con lăn dẫn hướng, cáp điện, cáp cân bằng…, do đó ta có trọng lượng sơ bộ của cabin Mcb = 541,81,2 = 650,16 (kg) = 6501,6 N. Để xác định sơ bộ trọng lượng của đối trọng, ta áp dụng công thức sau: Md = Mcb + Q = 650,16 + 0,5750 = 1025,16 (kg) = 10251,6 N. Trong đó: Md: Trọng lượng của đối trọng; Q = 750 kg: Tải trọng nâng định mức của thang máy; = 0,5: Hệ số cân bằng, với nhà chung cư cao tầng, dân cư đông và phần lớn thời gian trong ngày thang máy vận chuyển số lượng người lớn do đó có thể lấy hệ số cân bằng = 0,5 là hợp lý. Trọng lượng cáp cân bằng là: Gx = H(qn – 0,25qd) =56,1(40,35 – 20,251) = 22,4 (kg) = 224 N; qd = 1 kg/m: Trọng lượng của cáp điện tương ứng với 1m cáp; qn = 0,35 kg/m: Trọng lượng của cáp nâng tương ứng với 1m cáp. III. Tính lực căng cáp lớn nhất và chọn cáp: Đối với bộ tời dùng puli ma sát, ta chỉ cần tính lực căng cáp lớn nhất cho nhánh cáp treo cabin. Lực căng cáp lớn nhất Smax được tính với tải trọng danh nghĩa Q, không tính đến các lực quán tính và tính cho 2 vị trí của cabin là trên cùng và dưới cùng. Lực căng cáp khi cabin ở vị trí trên cùng: Smax1===371,6 (kg) = 3716 N; Lực căng cáp khi cabin ở vị trí dưới cùng: Smax2 = = = 370,7 (kg) = 3707 N; Trong đó: Gd: Trọng lượng của cáp điện; Gd = md[]qd = 2()1 = 64,1kg: md = 2: Số cáp điện; Gn = 4(H + 2)0,35 = 82,74 kg: Trọng lượng của cáp nâng; mn = 4: Số sợi cáp riêng biệt treo cabin và đối trọng. Cáp thép được chọn theo điều kiện sau: Smax n Sđ; với n = 13 (ứng với thang máy có tốc độ lớn hơn 2 m/s). Vậy Smax = Smax1 = 3716 N. Do đó: Sđ 371613 = 48250 N; Tra bảng 1.38 tài liệu [03] ta chọn cáp bện đôi kiểu . 2688-69, có đặc tính sau: Đường kính cáp dc = 9,9 mm; Khối lượng 1000m cáp đã bôi trơn: 3586 N; Độ bền giới hạn thép: 545,5 N/mm2. Theo công thức 1.2 tài liệu [01], ta xác định đường kính puli ma sát tính đến tâm cáp là: D e. dc = 459,9 = 445 mm; Trong đó: e = 45: Hệ số được tra bảng theo tiêu chuẩn; Ta chọn D = 500 mm; Đường kính puli đổi hướng cáp được xác định theo công thức trang 25 tài liệu [04] : D = (0,50,8) Dp = 0,8500 = 400 mm; IV. Xác định hệ số kéo cần thiết và kích thước của puli ma sát: Giá trị lớn nhất của tỉ số lực căng giữa các nhánh cáp trong thang máy ()max chính là hệ số kéo cần thiết cần xác định. Ta xét các trạng thái sau: Trạng thái thử tải tĩnh: max1 = = = 2,13. Trạng thái làm việc có kể đến lực quán tính khi phanh và mở máy - Khi cabin đầy tải, ở vị trí dưới cùng max2 = =1,24 = 1,74; - Khi cabin không tải, ở vị trí trên cùng: max3 = = 1,24 = 1,87. Với: = : Hệ số tải trọng động; amax: Gia tốc lớn nhất trong quá trình chuyển động không ổn định của thang máy; Theo công thức 3.6 tài liệu [02], ta có: v = = amax(ta - to) amax = với ta = 2,7: Thời gian gia tốc của thang máy; t0 = 0,70,8 (s): Thời gian trước và sau khi đạt gia tốc ổn định; do đó ta có: amax = = 1,05 (m/s2). Hệ số tải trọng động: = = = 1,24. Vậy hệ số kéo cần thiết có giá trị max = 2,13. Từ điều kiện Ơle đảm bảo cho cáp không bị trượt trên rãnh puli max e, ta tính được hệ số ma sát tính toán ft: ft = = 0,32. Theo công thức 1.34, tài liệu [01] tính góc nghiêng của hai thành bên rãnh puli: = 2arcsin = 2arcsin = 0,63 (rad) = 36o; Với f = 0,1: hệ số ma sát giữa rãnh cáp và cáp; Ta thấy 2 với = arctg(f) = arctg0,1 =0,099 (rad) = 5o7’: góc ma sát giữa vật liệu cáp và rãnh làm puli. Ta chọn chiều sâu rãnh cáp(h), chiều rộng(b) rãnh cáp và khoảng cách giữa 2 rãnh cáp(t) của puli là: h = 1,2dc = 1,29,9 = 11,9 mm; Hình 2-2: Kích thước rãnh puly ma sát b = 0,5dc = 0,59,9 = 5 mm; t = b + htg + 9 = 22,5 mm; Chiều rộng của puli ma sát là: Bp = 4t + 10 = 100 mm; Góc lệch cho phép() phải đảm bảo: tg < = 0,06 hay < 3o5’ Ta kiểm tra rãnh cáp của puli theo ứng suất dập cho phép, áp dụng công thức 1.36, tài liệu [01] , ta có: pmax [p] = 150 N/mm2. pmax = = = 1,91 N/mm2. Như vậy puly thỏa mãn điều kiện bền theo ứng suất dập cho phép. V. Chọn công suất động cơ và hộp giảm tốc: Xác định chế độ làm việc của thang máy để chọn động cơ: Theo công thức tính toán chu kỳ làm việc, bảng 3.4, tài liệu [02] ta có: Số lần dừng xác suất khi thang máy đi lên và đi xuống: fl = = = 6,93; fx = = = 6,93; Trong đó: n = 17 - 1 = 16: Số bến thang máy phục vụ không kể bến chính; rl, rx = 0,8r = 0,811=8,8: Số hành khách trong cabin khi đi lên và đi xuống r = 11: Số hành khách định mức mỗi lần vận chuyển của thang máy; Tổng số lần dừng xác suất: F = fl + fx = 6,93 +6,93 = 13,86; Thời gian gia tốc: ta = = = 2,4 s; Quãng đường gia tốc: Sa = 0,5vta = 0,522,4 = 2,4 m; Quãng đường hoạt động xác suất: S = = = 7,6 m; Với Sl: Chiều cao phục vụ; Ta thấy: S > 2Sa nên thời gian chuyển động của thang máy khi đi lên và đi xuống là: tl = = = 43 s; tx = = = 43 s; Thời gian làm việc không ổn định của thang máy là: = tafl + tafx = 2,46,93 + 2,46,93 = 33,3 s; Thời gian làm việc ổn định của thang máy là: = 52,8 s; Tổng thời gian chuyển động của thang máy là: T1 = t1 + tx = 43 + 43 = 86 s; Thời gian đóng mở cửa: T2 = tiF = 3,713,86 = 51,282 s; Với ti = 3,7: thời gian đóng mở cửa một lần, tra bảng ứng với kích thước cửa; Thời gian ra vào của hành khách: T3 = = = 35,2 s; Thời gian hao phí khác: T4 = 0,1(T2 + T3) = 0,1(51,282 + 35,2) = 8,6 s; Do đó: thời gian làm việc của thang máy trong một chu kỳ là: = 86 + 51,282 + 35,2 + 8,6 = 181 s; Tổng thời gian dừng của thang máy là: = 51,282 + 35,2 + 8,6 = 90 s; Chế độ làm việc của thang máy được tính theo công thức sau: CĐ% = = 47%. Trong quá trình làm việc, động cơ phải khắc phục được các thành phần lực cản sau: Lực vòng Pmax trên puli ma sát, lực cản do không khí, lực ma sát giữa ray dẫn hướng và ngàm dẫn hướng. Tuy nhiên lực cản do ma sát và do không khí là không đáng kể nên ta chỉ tính lực cản do chênh lệch lực căng của hai nhánh cáp Pmax gây ra. Từ kết quả: S2 = Smax = 3716 N; max = 2,12 ta có: S1 = = 1752,8 N Pmax = (S1 - S2)max = 3716 - 1752,8 = 1963,2 N; Tổng lực cản mà động cơ phải khắc phục là: P = uPmax = 4Pmax = 41963,2 = 7852,8 (N) = 785,3 (kg); Với u = 4: Số sợi cáp treo cabin Công suất động cơ được tính theo công thức 13.11, tài liệu [01] : N = = = 19 kW; Trong đó: v = 2 m/s: Vận tốc định mức của thang máy; = 0,8 : Hiệu suất chung của cơ cấu dẫn động thang máy. Động cơ được chọn theo công thức: Ndc N. Tra bảng 1.6, tài liệu [03] ta chọn động cơ kiểu: MTB 412-6 với các thông số: Công suất định mức: Ndm = 19 kW; Số vòng quay định mức: ndm = 980 v/p; Hiệu suất: 87 %; Cos = 0,64; Mmax = 850 N.m; Mômen quán tính: J = 0,7 kg.m2; Khối lượng: Q = 345 kg. Tỉ số truyền hộp giảm tốc được chọn theo công thức sau: i = ; Với: npl = = = 76,4 (v/p): Số vòng quay của puli trong 1 phút; i = = 12,8; Ta tra bảng chọn hộp giảm tốc loại Ч-170 với các thông số kỹ thuật: Tỉ số truyền: i = 12,41; Số vòng quay của trục vào: n = 1000 v/p; Ta tiến hành kiểm tra động cơ theo điều kiện quá tải khi làm việc ở thời kỳ mở máy phải thỏa mãn điều kiện: M [M]gt; Mdn = = = 185 N.m M = ()Mdn = 1,4185 = 259 N.m; [M]gt: Trị số mômen cho phép mà hộp giảm tốc có thể truyền được; [M]gt = 9550 = 1,69550 = 290,32 N.m; = 1,6: Bội số của mômen mở máy. Ta thấy, động cơ được chọn thỏa mãn điều kiện: M [M]gt Tốc độ thực tế của cabin trong quá trình chuyển động ổn định: Vtt = = = 2,06 m/s; Mômen tĩnh khi mở máy quy về trục động cơ: M = = = 197,7 N.m; Mômen tĩnh khi phanh quy về trục động cơ là: M = = = 126,5 N.m; Mômen phanh quy về trục động cơ là: Mp = 1,6M= 1,6126,5 = 202,4 N.m; VI. Tính chọn khớp nối: Khớp nối thường được đặt giữa giữa đầu ra của trục động cơ và đầu vào của hộp giảm tốc, để thuận tiện cho việc bố trí phanh ta chọn khớp nối loại có bánh phanh. Khớp nối được tính chọn theo mô men xoắn danh nghĩa trên trục động cơ, và khi tính kiểm tra cho khớp nối thì mô men xoắn lớn nhất khi mở máy động cơ phải thỏa mãn điều kiện: Với : Mômen xoắn lớn nhất mà khớp có thể truyền được khi mở máy; Ta xét Mmax trong hai trường hợp mở máy khi nâng tải và phanh khi hạ tải: Mômen mở máy khi nâng tải: Mômen dư cần thiết để thắng được lực quán tính khi mở máy nâng tải là: = 850 – 197,7 = 652,3 N.m Với Mt: Mô men cản tĩnh trên trục động cơ ứng với tải trọng nâng danh nghĩa; Mô men vô lăng nửa khớp phía động cơ lấy bằng 40% mô men vô lăng của khớp: (GD2)’k = 0,4GD2k Mô men vô lăng các khối lượng quay phía trục động cơ: (GD2)’I = GD2ro + (GD2)’k = 27,5 + 0,4.GD2k Với GD2ro = 4gJ = 49,810,7 = 27,5 N.m2 Tổng mô men của cả hệ thống là: GD2 = (GD2ro + GD2k) + = 1,2(27,5 + GD2k) + 15,9 Với = = 15,9 N.m2 = 1,2: Hệ số kể đến mô men quán tính của khối lượng các chi tiết quay chậm so với trục động cơ. Tổng mô men vô lăng của phần cơ cấu từ nửa khớp phía hộp giảm tốc về sau, kể cả tải danh nghĩa là: (GD2)’ = GD2 - (GD2)’I = 0,8GD2k + 21,4 (N.m2) Do đó, phần mô men dư truyền qua khớp là: = 652,3 Tổng mô men truyền qua khớp là: M’k = Mt + M’d = 197,7 + 652,3 < [Mmax] Mômen phanh truyền qua khớp khi hạ tải: Mqt = Mp - M = 202,4 – 126,5 = 75,9 N.m Mô men truyền qua khớp để thắng lực quán tính các khối lượng quay bên phía trục động cơ được tính tương tự như phần trên, ta có: < [Mmax] Tra bảng 37 tài liệu [09] chọn khớp nối loại МЧВП-6 với các thông số sau: Mô men xoắn lớn nhất [Mmax] = 700 N.m; Đường kính đầu trục d = 3555 mm; Mô men quán tính Jk = 0,4 kg.m2; Đường kính bánh phanh: DT = 320 mm. Ta có GD2k = 4gJk = 49,810,4 = 15,6 N.m2 Do đó M’k = 197,7 + 652,3 = 524,5 (N.m2) < [Mmax] = 37,8 (N.m2) < [Mmax] Vậy GD2 = 1,2(27,5+ GD2k) + 15,9 = 67,62 N.m2 VII. Tính toán thời gian mở máy và thời gian phanh của động cơ: Thời gian mở máy khi nâng cabin là: t= = = 2,88 s; Gia tốc mở máy khi nâng cabin là: a = = = 0,71 m/s2; Thời gian mở máy khi hạ cabin là: t= = = 0,38 s; Gia tốc mở máy khi hạ cabin là: a = = = 5,42 m/s2; Thời gian phanh khi nâng cabin là: t= = = 2,33 s; Gia tốc phanh khi nâng cabin là: a = = = 0,88 m/s2; Thời gian phanh khi hạ cabin là: t= = = 0,54 s; Gia tốc phanh khi hạ cabin là: a = = = 3,8 m/s2; VIII. Tính chọn phanh: Phanh được đặt trước trục nhanh của hộp giảm tốc, có bánh phanh là một nửa của khớp nối đã được chọn ở trên. Mô men phanh được tính toán theo công thức sau: Mp = kpM; Với kp = 1,6: hệ số an toàn phanh kể đến mô men quán tính của các khối lượng chuyển động tịnh tiến và quay trong cơ cấu. Mô men tĩnh được tính theo công thức: = 126,5 N.m; Do đó ta có: Mp = kpM = 1,6126,5 = 202,44 N.m; Tra bảng 1.13 tài liệu [03] ta chọn phanh điện từ loại TKT-300/200 với các thông số sau: D = 300mm: Đường kính bánh phanh; B = 140mm: Chiều rộng má phanh; Mp = 240 N.m: Mô men phanh; Q = 60kg: Khối lượng phanh. Thời gian phanh khi nâng cabin là: t= = = 3,87 s; Thời gian phanh khi hạ cabin là: t= = = 0,89 s; IX. Kiểm tra động cơ theo điều kiện phát nhiệt: Động cơ được kiểm tra theo mô men tương đương, theo công thức 6.10 tài liệu [01] ta có: Mtđ = ; Với: Mm = 259 N.m: Mô men mở máy trung bình của động cơ; = 33,3s: Thời gian làm việc không ổn định của thang máy trong chu kỳ; = 52,8s: Thời gian làm việc ổn định của thang máy trong chu kỳ; = 90s: Tổng thời gian dừng của thang máy; : Hệ số kể đến điều kiện làm mát của động cơ; : Hệ số kể đến sự suy giảm điều kiện làm mát; Như vậy ta có: Mtđ = = 167,46 N.m; Công suất tương đương phải thỏa mãn điều kiện; Ntđ =; Ta thấy Ntd = (Kw) Nđc = 19 Kw; Như vậy động cơ được chọn thỏa mãn điều kiện về phát nhiệt. §2 TÍNH TOÁN TRỤC ĐỠ PULY ĐỔI HƯỚNG CÁP I. Tính toán trục đỡ puly: Puly đổi hướng cáp được lắp trên trục đỡ nhờ ổ bi. Do trục được cố định trên dầm đỡ bộ tời kéo và puly quay quanh trục nên thành phần lực dọc trục là không đáng kể. Vì vậy ta chỉ cần tính bền cho trục với tải trọng tác dụng vuông góc với trục. Hình 2-3: Sơ đồ lực tác dụng lên trục Theo sơ đồ dẫn động, ta thấy góc ôm của cáp lên puly đổi hướng cáp là . Do trục được bắt bulông chặt ở hai đầu do đó khi tính toán ta coi trục là dầm tĩnh định chịu uốn phẳng thuần túy hai đầu ngàm, sơ đồ tính toán như hình 2-4.b,c. Trục được tính toán với trường hợp lực căng lớn nhất. Lực căng Smax gây ra phản lực N = 2.Smax.sin = 2.7853.sin45o = 6010(N) ở ổ trục của puly đổi hướng cáp. Lực N tác dụng lên trục gây ra mô men uốn trên trục. a) Hình 2-4: a) Sơ đồ kết cấu trục đỡ puly đổi hướng cáp b,c) Sơ đồ tính toán trục Biểu đồ mômen uốn do tải trọng tác dụng e,f) Biểu đồ mômen uốn do phản lực bằng đơn vị gây ra g) Biểu đồ mômen của trục b) c) d) e) f) g) Theo sơ đồ tính toán, ta tiến hành tách một đầu dầm bên trái thay bằng phản lực R và mômen M. Áp dụng phương pháp lực để giải hệ siêu tĩnh ta có: Các biểu đồ mômen do tải trọng (MN) và do các ẩn số bằng đơn vị (MR, MM) gây ra trong hệ cơ bản như hình 2-4.d,e,f. Ta có hệ phương trình chính tắc: (2.1) (2.2) Với: (2.3) (2.4) (2.5) (2.6) (2.7) Thay (2.3), (2.4), (2.5), (2.6), (2.7) vào hệ phương trình chính tắc (2.1), 2.2) ta giải được: R = 5111 (N) M = 419017 (N.mm). Do đó, ta vẽ được biểu đồ mômen uốn của trục (M) như hình 2-4.g. Từ biểu đồ mô men uốn, ta thấy tại tiết diện gối đỡ gần puly là tiết diện nguy hiểm nhất. Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm được xác định theo công thức: d với =50 N/mm2 (tra bảng 7-2 tài liệu [10] với vật liệu làm trục là thép 45 có giới hạn bền N/mm2). Từ đó d = 42,3 mm. Ta lấy d = 45mm. II. Tính chính xác trục: Với đường kính trục tại gối đỡ d = 45mm, ta thiết kế được trục đỡ puly đổi hướng cáp với các kích thước như hình 2. Ổ đỡ được lắp với trục tại tiết diện đặt lực N. Kiểm nghiệm trục theo hệ số an toàn n theo công thức 7-6 tài liệu [10], ta có: n = . Với N/mm2: giới hạn mỏi uốn; Hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn, tra bảng 7-6, tài liệu [10] ; : Hệ số kích thước, tra bảng 7-4, tài liệu [10]; : Hệ số kể đến ảnh hưởng của trị số ứng suất trung bình; = 1,6: Hệ số tăng bền bề mặt trục, tra bảng 7-5, tài liệu [10]; : Biên độ ứng suất pháp; : Trị số trung bình ứng suất pháp; N/mm2. Do đó ta có: Vậy trục thỏa mãn điều kiện bền theo hệ số an toàn cho phép. III. Tính chọn ổ đỡ cho puly đổi hướng cáp: Hệ số khả năng làm việc được tính theo công thức 8-1, tài liệu [10]: C = Q(nh)0,3 bảng. Q = NKvKnKt. Với (nh)0,3 = 32: Tra bảng 8-7, tài liệu [10]; Kv = 1,1: Hệ kể đến vòng quay của vòng ổ, tra bảng 8-5, tài liệu [10]; Kn = 1: Hệ số kể đến nhiệt độ làm việc của ổ, tra bảng 8-4, tài liệu [10]; Kt = 1: Hệ số kể đến tải trọng tĩnh, tra bảng 8-2, tài liệu [10]. Do đó ta có: Q = 60101,111 = 6611 N; C = Q(nh)0,3 = 661132 = 21155bảng; Tra bảng 16P, tài liệu [10] ta chọn ổ đũa trụ ngắn đỡ 2210 với các thông số sau: Cbảng = 57000; Đường kính trong d = 50mm; Đường kính ngoài D = 90mm; Chiều rộng: B = 20mm. §3 TÍNH TOÁN DẦM ĐỠ BỘ TỜI KÉO Bộ tời kéo được đặt trong buồng máy và được đỡ bằng các dầm thép hình như hình 2-5. Theo kết cấu dầm đỡ bộ tời như hình 2-5 thì dầm thép (I) là hai thanh thép hình chữ I được bắt vào kết cấu chịu lực công trình bằng vít nở bắt bulông, toàn bộ trọng lượng của bộ tời, khối lượng cabin, đối trọng và tải được truyền sang kết cấu công trình qua hai dầm này. Để bộ tời làm việc bình thường thì cần đảm bảo khoảng cách giữa điểm thấp nhất của puly đổi hướng cáp so với mặt sàn buồng máy, vì vậy dầm được bố trí thêm các thanh thép hình chữ C (II), (III) và (IV). Giữa dầm (I) và (II) được đệm bằng gối cao su nhằm giảm độ rung xuống công trình trong quá trình thang máy làm việc. Các dầm được liên kết với nhau bằng bulông đai ốc. Ta tiến hành tính toán bền cho dầm trong trường hợp thử tải tĩnh với tải trọng 2Q. Theo sơ đồ kết cấu bộ tời, ta có sơ đồ tính toán cho các dầm như hình 2-6, 2-7, 2-8. Puly ma sát dẫn động Cáp nâng Puly đổi hướng cáp Gối đỡ trục puly Dầm thép hình chữ C - No20 (III) Gối cao su Hình 2-5: Kết cấu dầm đỡ bộ tời kéo Dầm thép hình chữ I - No24 (I) Dầm thép hình chữ C - No20 (II) Dầm thép hình chữ C - No12 (IV) Động cơ điện Khớp nối Phanh Hộp giảm tốc bánh vít trục vít Đối với dầm (IV), do đặc điểm bố trí kết cấu bộ tời ta có thể coi tải trọng bố trí lên dầm đỡ động cơ, dầm đỡ hộp giảm tốc cách đầu gối đỡ khoảng cách e = lIV/3 = 147mm. Ta có sơ đồ tính toán và biểu đồ mô men như hình 2-6. Theo sơ đồ tính toán, ta thấy dầm đỡ hộp giảm tốc chịu tải trọng lớn hơn nên ta chỉ cần tính toán bền cho dầm đỡ hộp giảm tốc. Trang bảng phụ lục I-2 tài liệu [10], chọn thép hình chữ C có ký hiệu No12 với kích thước tiết diện như hình 2-6 và các thông số: A = 1330 mm2: Diện tích tiết diện; Wx = 50600 mm3: Mô men chống uốn đối với trục X; Wy= 8520 mm3: Mô men chống uốn đối với trục Y. Hình 2-6: a) Sơ đồ tính và biểu đồ mômen dầm (IV) đỡ hộp giảm tốc b) Sơ đồ tính và biểu đồ mômen dầm (IV) đỡ động cơ điện c) Mặt cắt tiết diện dầm (IV) a) c) b) Kiểm tra bền cho dầm theo công thức: =133,3 N/mm2. Trong đó: N/mm2: Ứng suất cho phép của thép hình; n = 1,2: Hệ số an toàn. Ta có N/mm2. Như vậy dầm đỡ (IV) được chọn thỏa mãn điều kiện bền cho phép. Đối với dầm đỡ dọc (III), ta có thể coi dầm là dầm đơn giản gối tựa hai đầu tại vị trí bắt bulông với dầm (II). Theo sơ đồ kết cấu và kết quả tính toán dầm đỡ (IV) ta có sơ đồ tính toán và biểu đồ mômen cho dầm (III) như hình 2-7. Trang bảng phụ lục I-2 tài liệu [10], chọn thép hình chữ C có ký hiệu No20 với kích thước tiết diện như hình 2-7 và các thông số: A = 2340 mm2: Diện tích tiết diện; Wx = 152000 mm3: Mô men chống uốn đối với trục X; Wy= 20500 mm3: Mô men chống uốn đối với trục Y. a) b) Hình 2-7: a) Sơ đồ tính và biểu đồ mômen dầm đỡ bộ tời (III) b) Mặt cắt tiết diện dầm (III) Kiểm tra bền cho dầm theo công thức: =133,3 N/mm2. Ta có N/mm2. Như vậy dầm đỡ (III) được chọn thỏa mãn điều kiện bền cho phép. Đối với dầm đỡ (I), ta cũng có thể coi là dầm đơn giản gối tựa hai đầu tại điểm liên kết bulông bắt vào vách công trình. Tải trọng được truyền xuống dầm (I) từ dầm (II) và (III) qua gối đỡ bằng cao su. Từ sơ đồ kết cấu và tính toán ở trên ta có sơ đồ tính toán và biểu đồ mômen cho dầm đỡ (I) như hình 2-8. Trang bảng phụ lục I-1 tài liệu [10], chọn thép hình chữ I có ký hiệu No24 với kích thước tiết diện như hình 2-8 và các thông số: A = 3480 mm2: Diện tích tiết diện; Wx = 289000 mm3: Mô men chống uốn đối với trục X; Wy= 34500 mm3: Mô men chống uốn đối với trục Y. b) a) Hình 2-8: a) Sơ đồ tính và biểu đồ mômen dầm đỡ bộ tời (I) b) Mặt cắt tiết diện dầm (I) Kiểm tra bền cho dầm theo công thức: =133,3 N/mm2. Ta có N/mm2. Như vậy dầm đỡ (III) được chọn thỏa mãn điều kiện bền cho phép. Như vậy dầm đỡ bộ tời kéo là các thanh thép hình chữ I và C được chọn đều thỏa mãn điều kiện bền cho phép. §4 TÍNH CHỌN RAY DẪN HƯỚNG CABIN VÀ ĐỐI TRỌNG I. Tính chọn ray dẫn hướng cho cabin và đối trọng: Ray dẫn hướng được lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động thẳng đứng dọc theo giếng thang. Ray dẫn hướng đảm bảo cho cabin và đối trọng luôn nằm ở vị trí thiết kế trong quá trình chuyển động đồng thời phải đủ độ cứng vững để giữ được trọng lượng của cabin và tải trọng trên ray khi bộ hãm bảo hiểm làm việc. Ray dẫn hướng gồm nhiều đoạn và được nối với nhau bằng các tấm ốp phía sau. Các tấm ốp này liên kết với chân ray bằng bulông. Ray được cố định vào kết cấu chịu lực của công trình thông qua các mố ray. Các mố ray được cố định vào vách giếng thang bằng vít nở và cách nhau từ 1,5 đến 3,5m tùy theo thiết kế và tính toán. Ray được kẹp vào mố ray bằng cóc kẹp ray, đảm bảo cho ray không bị biến dạng do lún công trình và dễ lắp đặt. Quá trình tính toán và chọn ray dẫn hướng được dựa theo các thành phần lực tác dụng lên ray dẫn hướng cabin và đối trọng. Các thành phần lực tác dụng lên ray dẫn hướng bao gồm: lực thẳng đứng tác dụng lên ray do phanh hãm an toàn gây ra khi phanh hãm cabin; lực ngang do tải trọng phân bố không đều lên sàn cabin; lực cản do ma sát giữa con lăn dẫn hướng với ray dẫn hướng… tuy nhiên lực cản do ma sát là rất nhỏ do đó ta có thể bỏ qua mà chỉ tính toán với hai thành phần lực còn lại. Ray dẫn hướng được tính chọn có cường độ chịu kéo giới hạn từ 370520 N/mm2 tương ứng với ứng suất giới hạn N/mm2 và tra theo bảng 7.1, 7.2 tài liệu [07] được đưa ra trong bảng sau: Ký hiệu b mm h mm k mm n mm c mm g mm f mm p mm y mm T 50/A 50.0 50.0 5.00 39.0 - - - 5.0 14.3 T 70-3/B 70.0 49.2 16.88 26.4 9.5 7.9 9.5 - 17.3 T 75-3/B 75.0 62.0 10.00 30.0 8.0 7.9 9.0 - 18.6 T 89/B 89.0 62.0 16.88 33.4 9.5 7.9 11.1 - 20.7 T 127-1/B 127.0 88.9 16.88 44.5 9.5 12.7 11.1 - 20.0 T 127-2/B 127.0 88.9 16.88 50.8 9.5 12.7 16.9 - 24.6 T 140-1/B 139.7 107.9 19.00 50.0 12.7 12.7 16.9 - 32.0 T 140-2/B 139.7 101.6 28.60 50.8 19.0 14.3 17.0 - 34.8 T 140-3/B 139.7 127.0 31.70 57.1 26.4 17.5 26.4 - 44.2 Bảng 2-1: Kích thước ray dẫn hướng Ký hiệu S .102mm2 q kg/m Jx .104mm4 Wx .104mm3 ix mm Jy .104mm4 Wy .104mm3 iy mm T 50/A 6.75 3.73 11.24 3.15 16.4 6.25 2.10 10.5 T 70-3/B 11.54 9.30 27.50 8.52 16.2 26.80 7.54 15.0 T 75-3/B 10.99 8.63 40.35 9.29 19.2 26.49 7.06 16.5 T 89/B 16.70 12.30 59.60 14.50 19.5 52.50 11.80 18.3 T 127-1/B 22.50 17.80 187.00 30.00 28.6 151.00 24.00 26.5 T 127-2/B 28.90 22.70 200.00 31.00 26.3 234.00 36.80 28.5 T 140-1/B 36.10 27.50 403.00 52.90 33.8 310.00 44.40 29.7 T 140-2/B 43.22 32.70 452.00 67.50 32.5 365.00 52.30 29.2 T 140-3/B 57.35 47.60 946.00 114.00 40.6 488.00 70.00 29.2 Bảng 2-2: Đặc tính kỹ thuật ray dẫn hướng Tra bảng 2.1, 2.2 ta chọn ray dẫn hướng cabin loại T 89/B với các số liệu: S = 1570 mm2: Diện tích tiết diện mặt cắt ngang; Wx = 14,6.103 mm3: Mô men chống uốn đối với trục X; Wy = 11,8.103 mm3: Mô men chống uốn đối với trục Y; Hình 2-9: Kích thước ray dẫn hướng Jx = 59,6.104 mm4: Mô men quán tính đối với trục X; Jy = 52,6.104 mm4: Mô men quán tính đối với trục Y; ix = 19,5 mm: Bán kính quán tính của tiết diện ray đối với trục X; iy = 19,3 mm: Bán kính quán tính của tiết diện ray đối với trục Y; e = 24,6 mm; l = 2500 mm: Khoảng cách giữa hai bản mã cố định ray dẫn hướng, lấy theo TCVN 3596.1998; c = 1,74: Hệ số uốn dọc, phụ thuộc vào độ mảnh của ray và được chọn theo bảng 8-2, tài liệu [07]; : Độ mảnh của ray; lod = 0,7l = 0,72500 = 1750 mm: Chiều dài quy đổi của một bước ray. Khi phanh hãm an toàn làm việc, kẹp chặt cabin trên ray tạo sẽ tạo ra một lực thẳng đứng tác dụng lên ray dẫn hướng cabin. Giá trị lực thẳng đứng Fd được tính theo công thức 7.16 tài liệu [07]: Fd = = = 13735 N; Trong đó: : Hệ số động học; amax = g: Gia tốc lớn nhất khi phanh hãm an toàn cabin làm việc, được lấy tương ứng với gia tốc rơi tự do. m = 2: Số ray dẫn hướng cabin. a) b) c) Hình 2-10: Sơ đồ tính ray dẫn hướng Sơ đồ tính cho một bước dầm ray dẫn hướng Biểu đồ mô men uốn dọc của ray dẫn hướng Lực thẳng đứng Fd có điểm đặt lệch với trọng tâm tiết diện mặt cắt ray một khoảng e, lực này gây ra mô men uốn dọc trong ray. Ta có sơ đồ phân bố lực tác dụng lên dầm (ray) và biểu đồ mô men trong một nhịp dầm như 2-10: Theo biểu đồ mô men, ta thấy tiết diện giữa dầm là nguy hiểm nhất, ứng suất uốn dọc sinh ra được tính theo công thức 7.14 tài liệu [07]: = = 26,8 N/mm2; Ta thấy ray có đủ độ bền khi chịu lực phanh Fd vì thỏa mãn điều kiện bền: N/mm2; Thành phần lực ngang tác dụng lên ray Fx1, Fx2, Fy do sự phân bố tải trọng không đều lên sàn cabin. Giả thiết lực phân bố không đều lên sàn cabin là tải trọng phân bố đều theo đường bậc nhất, với giá trị lực tập trung là Q ứng với khoảng lệch tâm ex = c/6; ey = b/6 so với tâm sàn cabin. Ta có sơ đồ phân bố tải trọng như 2-11: a) b) Hình 2-11: a) Sơ đồ tính lực ngang tác dụng lên ray dẫn hướng do tải trọng phân bố không đều b) Sơ đồ phân bố tải trọng lên mặt sàn Theo sơ đồ tính toán và áp dụng các công thức 7.11, 7.12, 7.13 tài liệu [07], giá trị các lực ngang được tính như sau: N; N; N. Các thành phần lực ngang này gây ra ứng suất lớn nhất tại mặt cắt giữa dầm ray tạo ra chuyển vị theo phương ngang. Chuyển vị (độ võng) lớn nhất theo phương ngang gây ra bởi các lực ngang tác dụng lên ray được tính theo công thức 7.19, 7.20 tài liệu [07] : = = 0,735 mm; = = 1 mm; Trong đó: E = 2,1.105 kg/mm2: Mô đun đàn hồi của vật liệu thép làm ray. Ta thấy , do đó ray được chọn thỏa mãn chuyển vị cho phép. Ứng suất lớn nhất trong ray được tính toán theo công thức 7.17, 7.18 tài liệu [07]: (N/mm2) N/mm2; (N/mm2) N/mm2; Như vậy ray được chọn thỏa mãn độ bền theo ứng suất cho phép. Theo kết cấu giếng thang, ta có tổng chiều cao giếng thang từ sàn hố thang đến đỉnh giếng thang là: H = 2,1 + 3,316 + 5,5 = 60,4m. Ứng với chiều dài mỗi đoạn ray là 5m thì tổng số đoạn ray dẫn hướng cabin mà ta cần phải lấy là n = = 24. Trong quá trình hoạt động của thang máy, ray dẫn hướng đối trọng chịu lực tác dụng không đáng kể do đối trọng di chuyển lên xuống theo phương thẳng đứng không dùng bộ hãm bảo hiểm an toàn. Do đó, ta có thể chọn ray dẫn hướng đối trọng có mặt cắt tiết diện nhỏ hơn so với ray dẫn hướng cabin. Tra bảng 1-1 ta chọn ray dẫn hướng cho đối trọng loại T 75-3/B với các kích thước hình học như sau: S = 1099 mm2: Diện tích tiết diện mặt cắt ngang; Wx = 9.29.103 mm3: Mô men chống uốn đối với trục X; Wy = 7.06.103 mm3: Mô men chống uốn đối với trục Y; Jx = 40.36.104 mm4: Mô men quán tính đối với trục X; Jy = 26.49.104 mm4: Mô men quán tính đối với trục Y; ix = 19.2 mm: Bán kính quán tính của tiết diện ray đối với trục X; iy = 16.5 mm: Bán kính quán tính của tiết diện ray đối với trục Y; Tổng chiều dài ray dẫn hướng đối trọng đúng bằng tổng chiều dài ray dẫn hướng cabin, ta lấy số thanh ray dẫn hướng đối trọng là n = 23 thanh. II. Tính toán bản mã cố định ray dẫn hướng: Bản mã ray dẫn hướng (mố ray) là chi tiết để cố định ray dẫn hướng cabin và đối trọng vào vách giếng thang như hình 2-12. Mố ray phải đủ bền để giữ được ray dẫn hướng không bị cong vênh hay biến dạng khi xuất hiện lực ngang tác động lên ray từ cabin. Do kết cấu công trình bằng bêtông vững chắc do đó mố ray được cố định vào vách giếng thang (02) bằng vít nở (01). Mố ray bao gồm có hai thanh thép hình (03) được hàn với nhau khi đã chỉnh khoảng cách giữa ray dẫn hướng (07) và con lăn dẫn hướng. Chân ray sẽ được cố định vào mố ray bằng cóc kẹp ray (06) nhờ bulông (04). Khi xuất hiện lực ngang từ cabin tác dụng lên ray dẫn hướng sẽ truyền lên mố ray sang kết cấu công trình. Với chiều cao của giếng thang H=60m và khoảng cách giữa hai mố ray l =2,5m thì số mố ray mỗi bên cần phải xác định là: n = = = 24. Hình 2-12: Kết cấu bản má cố định ray dẫn hướng Vít nở Vách giếng thang Bản mã thép L3030 Bulông kẹp ray Tấm lót Cóc kẹp ray Ray dẫn hướng Từ kết quả phần tính ray, ta có các thành phần lực ngang lớn nhất tác dụng lên ray là Fx = 356N, Fy = 554 N. Do đầu mố ray cố định vào vách giếng thang bằng vít nở và siết chặt bằng bulông do đó ta có thể coi liên kết ở đầu mố này là liên kết ngàm, ta có sơ đồ tính toán cho một mố ray như hình 2-13 và biểu đồ nội lực như hình 2-14: b) a) Hình 2-13: a) Sơ đồ tính toán bản mã cố định ray dẫn hướng b) Mặt cắt tiết diện bản mã Theo sơ đồ tính toán và biểu đồ nội lực ta thấy rằng mố ray chịu uốn và xoắn đồng thời dưới tác dụng của lực ngang Fx còn dưới tác dụng của lực ngang Fy thì mố ray chịu uốn và nén đồng thời. Theo sơ đồ tính mố ray, ta thấy tiết diện mố ray ngàm vào vách là tiết diện nguy hiểm nhất. Tính bền cho tiết diện nguy hiểm theo điều kiện bền: = N/mm2. Hình 2-14: Các biểu đồ nội lực My: Mômen uốn theo phương y Mxoan: Mômen xoắn Mx: Mômen uốn theo phương x N: Lực dọc Ta có: = = 16,5 N/mm2; = 3,26 N/mm2; Trong đó: Wx = mm3: Mômen chống uốn đối với trục X; Wy = mm3: Mômen chống uốn đối với trục Y; Wxo=bh2=0,26725072 = 3271mm3: Mômen chống xoắn của tiết diện, = 0,267: hệ số được lấy theo tỷ lệ b/h tra theo bảng 6-2 tài liệu [10]; A = 2507 = 1750 mm2: Diện tích tiết diện mặt cắt ngang mố ray. Vậy: = = 18,05 N/mm2 Ta thấy tiết diện bản mã thỏa mãn điều kiện bền. §5 TÍNH TOÁN BỘ HẠN CHẾ TỐC ĐỘ: Dầm đỡ Công tắc điện Thanh gạt công tắc Lẫy giữ quả nặng Thanh đẩy quả văng Puly Hạn chế hành trình Trục đỡ puly Khung bộ hạn chế tốc độ Quả văng Hạn chế hành trình Lò xo đẩy Vỏ bộ hạn chế tốc độ Cáp Quả nặng kẹp cáp Giá đỡ kẹp cáp Lò xo điều chỉnh kẹp cáp Bộ hạn chế tốc độ là một loại thiết bị đảm bảo an toàn cho thang máy khi cabin vượt quá tốc độ cho phép hoặc đứt cáp. Thông qua hệ thống tay đòn tác động lên bộ hãm bảo hiểm để dừng cabin tựa trên các ray dẫn hướng. Theo 9.3.1 TCVN 6396.1998, giá trị cho phép của tốc độ hạ cabin đạt giá trị bằng 115% vận tốc định mức và phải nhỏ hơn m/s. Khi tốc độ hạ cabin đạt tới giá trị v =2,6 m/s thì bộ hạn chế tốc độ sẽ làm việc, phát động bộ hãm bảo hiểm làm việc kẹp giữ cabin trên ray dẫn hướng. Bộ hạn chế tốc độ làm việc theo nguyên lý của phanh ly tâm. Hình 2-15: Sơ đồ cấu tạo của bộ hạn chế tốc độ Theo sơ đồ cấu tạo hình 2-15, ta thấy trục (08) được gắn cứng với khung (09) bằng đai ốc. Trên trục có lắp puly (06) bằng ổ bi để có thể quay tự do quanh trục 08. Hai quả văng (10) gắn trên puly liên kết với nhau bằng thanh đẩy (05) có hạn chế hành trình (07). Một đầu thanh gắn quả văng (10) có gắn lò xo chịu nén (12) với thân puly, đẩy quả văng (10) có xu hướng vào trục quay (08). Cáp hạn chế tốc độ (14) vắt qua puly (06) và treo thiết bị căng cáp đặt dưới hố thang, được kẹp chặt vào cabin. Khi cabin hạ quá vận tốc cho phép, quả văng (10) tách ra xa trục quay (08) khi lực li tâm của quả văng thắng được lực nén của lò xo (12) và ngắt công tắc (02) cắt điện động cơ và mạch điều khiển nhờ thanh gạt (03), đồng thời lẫy gạt (04) làm việc tách quả nặng (15) để kẹp chặt cáp. Cáp hạn chế tốc độ dừng lại trong khi cabin vẫn đi xuống sẽ làm cho bộ hãm bảo hiểm làm việc, kẹp giữ cabin trên ray dẫn hướng. Lò xo nén (17) đẩy giá đỡ kẹp cáp (16) nhằm tạo ra độ trượt cho cabin khi phanh hãm làm việc. Phân tích sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động ta có sơ đồ tính toán bộ hạn chế tốc độ như hình 2-16. Theo sơ đồ tính toán ta thấy khi làm việc quả văng chị tác dụng của trọng lực P, lực nén lò xo Fx , lực li tâm Flt . Do trục quay được đặt nằm ngang do đó lực nén lò xo khi làm việc tùy thuộc vào vị trí của quả văng so với mặt phẳng ngang đi qua tâm trục quay. Theo sơ đồ ta thấy Fx đạt giá trị lớn nhất khi quả văng ở vị trí bên dưới, xét cân bằng mô men cho quả văng đối với điểm O1là tâm trục chốt quả văng: ; (5.1) Từ biểu thức (5.1) ta nhận thấy Fxmax khi l2max, nghĩa là l2 vuông góc với đường thẳng đứng. Như vậy, vị trí đặt vấu ngắt công tắc động cơ tương ứng với vị trí của quả văng khi đạt Fxmax. w 63o Hình 2-16: Sơ đồ tính toán bộ hạn chế tốc độ Trong đó, các kích thước bộ hạn chế tốc độ và khối lượng quả văng được lấy sơ bộ và tham khảo thiết bị của thang máy có sẵn P11.CO.60/5F của hãng Nippon: Dp = 300 mm: Đường kính puly; rv =115 mm: Khoảng cách từ trục quay tới tâm quả văng; l1 = 120 mm; l3 = 60 mm; l2 = 115sin63o = 100 mm; P = mg = 1,59,81 = 14,7 N; (rad/s): Vận tốc góc giới hạn; N; N; Ta tiến hành tính toán lò xo nén như sau: Đường kính của lò xo được tính từ điều kiện biến dạng khi xoắn, áp dụng công thức 9.16 tài liệu số [7]: ; Chọn : Tỷ số giữa đường kính trung bình của lò xo và đường kính dây lò xo; : Hệ số độ cong, được tra theo biểu đồ 9.7 tài liệu [7]; =476 N/mm2: Ứng suất khi xoắn N/mm2: Ứng suất bền của vật liệu làm lò xo; Do đó ta có: mm; Chọn d = 4 mm; Đường kính trung bình của lò xo là: D = mm; Chiều dài làm việc của lò xo: Llv = (0,30,5)Dp = 0,35300 = 105 mm; Khe hở nhỏ nhất giữa các vòng khi lò xo làm việc là: mm; Bước làm việc của lò xo là: t = d + = 8 mm; Số vòng làm việc của lò xo là: z = vòng; Chiều dài toàn bộ lò xo khi nén là: Ln = dz = 48 = 32 mm; Lò xo có dẫn hướng, tỷ số là hợp lý. Như vậy, lò xo nén dùng cho bộ hạn chế tốc độ được thiết kế với các thông số: Chiều dài: L = 105 mm, đường kính trung bình: D = 27 mm, đường kính dây lò xo: d = 4 mm; số vòng lò xo: z = 13,25 vòng. Thiết bị căng cáp của bộ hạn chế tốc độ có công dụng đảm bảo cho cáp không bị xoắn trong quá trình làm việc và có đủ độ căng để truyền lực ma sát. Sơ đồ cấu tạo như hình 2-17. Theo sơ đồ cấu tạo của thiết bị căng cáp: khung (05) được gắn cứng với ray dẫn hướng cabin. Đối trọng (06) được treo vào trục (02) của puly căng (03) và di chuyển theo phương đứng theo khung (05) nhờ ngàm trượt (09). Công tắc (08) được gắn vào khung (05) nhằm ngắt động cơ dẫn động và mạch điều khiển nhờ hạn chế hành trình (07) khi hành trình đối trọng (06) vượt quá giá trị cho phép hoặc đứt cáp hạn chế tốc độ. Đường kính puly căng cáp (03) bằng đường kính puly của bộ hạn chế tốc độ. Khối lượng đối trọng được tính dựa theo điều kiện đảm bảo cáp không trượt trên rãnh puly hạn chế tốc độ: Hình 2-17: Sơ đồ cấu tạo của thiết bị căng cáp hạn chế tốc độ Cáp hạn chế tốc độ Trục đỡ puly Puly căng cáp Vít liên kết đối trọng Khung thiết bị Đối trọng Hạn chế hành trình Công tắc điện Ngàm dẫn hướng Lỗ kẹp ray Theo công thức Ơle, hệ số ma sát tính toán giữa cáp và rãnh puly phải đảm bảo điều kiện: ; (4.2) Trong đó: : Góc ôm của cáp lên puly; : Tỷ số lực căng cáp; Qd: Khối lượng của đối trọng. Giá trị 400N là lực phát động bộ hạn chế tốc độ làm việc, được lấy theo 9.3.5 TCVN 6396.1998; Ta thiết kế puly rãnh tròn có xẻ rãnh, áp dụng công thức 2.7 tài liệu [02] ta tính hệ số ma sát tính toán: ; thay vào biểu thức 4.2 ta có: N; Vậy khối lượng cần thiết của đối trọng là 58 kg; Ta chọn khối lượng của đối trọng là 60 kg; §6 TÍNH TOÁN BỘ HÃM BẢO HIỂM Để tránh cho cabin rơi tự do trong giếng thang khi xảy ra hiện tượng đứt cáp hoặc cabin hạ với tốc độ vượt quá giá trị cho phép. Khi đó bộ hạn chế tốc độ sẽ tác động lên bộ hãm bảo hiểm để dừng và giữ cabin trên ray dẫn hướng. Bộ hãm bảo hiểm được thiết kế với hai nêm tác động hai bên với lò xo nén đẩy hai nêm sang hai bên tạo ra khe hở giữa nêm và ray khi thang máy hoạt động bình thường. Hình 2-18: Sơ đồ cấu tạo bộ hãm an toàn cabin Vỏ bộ hãm Lò xo nén Thanh cứng Má tĩnh Dẫn hướng nêm Bi đũa Nêm (má động) Dẫn hướng lò xo Thanh đẩy nêm Cấu tạo của bộ hãm bảo hiểm như hình 2-18, gồm một thanh cứng hình chữ U bao quanh má tĩnh có thể chịu được lực nén từ má động khi phanh hãm an toàn làm việc. Thanh dẫn hướng lò xo (08) cùng với lò xo nén (02) làm cho má tĩnh (04) luôn có xu hướng tách ra xa ray nhằm tạo khoảng cách giữa ray và nêm (07). Bi đũa (06) biến ma sát trượt giữa nêm và má tĩnh thành ma sát lăn để phanh hãm tác động nhanh hơn. Lực phát động bộ hãm bảo hiểm làm việc từ cáp của bộ hạn chế tốc độ khi cabin đi xuống vượt quá tốc độ cho phép hoặc đứt cáp được lấy theo 9.3.5 TCNV 6396.1998: F=200 N cho mỗi bên nêm hãm an toàn. Khi lực F tác dụng, bộ hãm làm việc, cabin và tải trọng được kẹp giữ trên ray dẫn hướng tạo ra các phản lực N1, N2, T1,T2 . Ta có sơ đồ tính toán như 2-19. Hình 2-19: Sơ đồ tính toán bộ hãm bảo hiểm Xét cân bằng một nêm theo phương thẳng đứng ta có: F + T2 – T1cos– N1sin = 0 (6.1) N1cos - T1sin - N2 = 0 (6.2) Trong đó: T1 = N1f1: Lực ma sát giữa nêm và vỏ bộ hãm an toàn; T2 = N2f2: Lực ma sát giữa nêm và ray dẫn hướng cabin; f1=tg1: Hệ số ma sát giữa nêm và vỏ bộ hãm an toàn; f2=tg2: Hệ số ma sát giữa nêm và ray dẫn hướng cabin; : Góc nêm; N1, N2: Lực pháp tuyến tác dụng lên nêm. Từ (6.1) và (6.2) ta có: N1= T2 (6.3) Thay vào (7.1) ta có: = 0 Suy ra: F= (6.4) Quá trình tự hãm của nêm phải được thực hiện khi cabin vượt quá tốc độ cho phép hoặc rơi tự do với trọng lượng (Q+Mcb)g, ma sát giữa ray dẫn và nêm phải đảm bảo lực ma sát: 2T2 =3500 (N); (6.5) Thay vào (6.4) ta có: F (6.6) Bộ hãm làm việc và phải giữ cabin ở trạng thái treo, khi đó lực F=0 và biểu thức (6.6) trở thành: 0 hay: . (6.7) Sau khi biến đổi bất phương trình trên ta nhận được: (6.8) Trong thực tế giá trị góc nêm thường trong khoảng 6o đến 7o. Giả thiết rằng bộ hãm an toàn được bôi trơn, khi đó hệ số ma sát giữa nêm và vỏ bộ hãm f1có thể lấy giá trị: f1 = 0,1. Hệ số ma sát f2 có thể chọn sao cho thỏa mãn biểu thức (6.8): f2 = 0,3 và f1 = 0,1 thì suy ra ; và 11o; f2 = 0,25 và f1 = 0,1 thì suy ra ; và 8o20’; f2 = 0,22 và f1 = 0,1 thì suy ra ; và 6o45’; Ta lấy giá trị f2 = 0,22; f1 = 0,1; 6o45’ Với F = 200 N ta tính được giá trị lực ma sát T2 theo biểu thức (6.4): F=, suy ra: ==7800N; Ta thấy T2 thỏa mãn biểu thức (6.5). Thay giá trị T2 vào các biểu thức (6.2), (6.3) ta có: N1= T2 = 7800 = 36088 N N2 = N; T1 = N1f1 = 360880,1 = 3608,8 N. Để xác định diện tích bề mặt nêm của bộ hãm an toàn, ta áp dụng công thức tính bền cho vật liệu làm nêm theo điều kiện áp lực cho phép: 0,3 (6.9) Với A: diện tích bề mặt nêm; = 60 N/mm2: Áp lực cho phép của thép làm nêm, tra theo bảng 19, tài liệu [04]. Ta có: A = 1970 mm2. Từ đó ta chọn tiết diện A = 3375 = 2475 mm2. Khi phanh hãm làm việc tạo ra phản lực tác dụng lên thanh chữ U của vỏ bộ hãm theo phương ngang làm cho thanh chữ U có xu hướng giãn ra. Tuy nhiên do yêu cầu cấu tạo và đặc điểm làm việc của bộ hãm phải đảm bảo thanh chữ U không bị biến dạng khi chịu lực tác dụng từ nêm, vì vậy thanh phải đảm bảo tuyệt đối cứng. Theo kết cấu của bộ hãm, ta thấy thành phần lực ngang tác dụng lên thanh chữ U là N2 có điểm đặt tại tâm của má tĩnh. Ta có sơ đồ tính toán và tiết diện cho thanh chữ U như hình 2-20, 2-21. Theo sơ đồ tính toán ta vẽ được biểu đồ nội lực trong thanh khi chịu lực tác dụng N2 theo phương ngang như hình 2-21: Theo sơ đồ tính toán và biểu đồ nội lực trên, ta kiểm tra bền cho thanh theo điều kiện bền ứng suất cho phép tại tiết diện nguy hiểm nhất tại chân ngàm: N/mm2. Hình 2-20: Sơ đồ kết cấu thanh chịu lực hình chữ U của bộ hãm Với A = 16100 = 1600 mm2: Diện tích tiết diện thanh; Wx = mm3: Mômen chống uốn của tiết diện thanh; N/mm2: Ứng suất bền cho phép của vật liệu thép 45 tôi cải thiện, tra theo bảng 3-8, tài liệu [04]; Ta thấy N/mm2. Vậy thanh thỏa mãn điều kiện bền. Điều kiện đảm bảo bộ hãm làm việc an toàn có tính đến biến dạng của thanh là không đáng kể, thanh chữ U phải đảm bảo tuyệt đối cứng. Biểu đồ mômen uốn Mx Theo sơ đồ tính toán, ta phải đảm bảo chuyển vị theo phương ngang tại tiết diện đặt lực trên thanh phải nhỏ hơn giá trị cho phép [y]= 0,1mm. Biểu đồ lực dọc N Theo phương trình vi phân độ võng: Hình 2-21: Sơ đồ tính toán thanh cứng chịu lực hình chữ U của bộ hãm an toàn = (6.10) Với: Mx(z) = - N2z Tích phân hai lần liên tiếp phương trình 1 theo z ta có: (6.11) . (6.12) Độ võng tại tiết diện ngàm là bằng 0, từ (6.11) và (6.12) ta có: y”(l) = 0 y(l) = 0 mm. Tại tiết diện đặt lực(z = 0), độ võng của thanh là lớn nhất. Từ (6.12) ta thấy độ võng của thanh là: y = C2 = 0,035mm là không đáng kể. Do đó độ cứng của thanh thỏa mãn điều kiện về độ võng cho phép ymm. §7 TÍNH TOÁN CỤM CABIN VÀ ĐỐI TRỌNG I. Tính toán khung cabin: Khung cabin được hợp bởi 3 bộ phận chính: dầm treo cabin, dầm đỡ sàn cabin, thanh đứng khung cabin như hình 2-22.c. Ba bộ phận này liên kết với nhau bằng bulông bắt chặt và có thể coi là các liên kết ngàm, do đó khi tách dầm tính toán ta có thể coi các dầm là dầm đơn giản có đặt lực tác dụng và mô men tại hai gối tựa hai đầu dầm. Ngoài ra còn có các bộ phận khác liên kết với khung cabin như: con lăn dẫn hướng, thanh giằng sàn cabin, bộ hãm an toàn cabin, vách cabin, trần cabin…Tải trọng tác dụng lên sàn cabin và truyền lực xuống dầm đỡ sàn qua các tấm đệm bằng cao su, tuy nhiên để đơn giản trong tính toán ta có thể coi tải trọng tác dụng lên dầm là phân bố đều. Tham khảo kết cấu của thang máy có sẵn P11.CO.60/5F của hãng Nippon ta chọn tiết diện của dầm treo cabin (hình 2-22.b), dầm đỡ sàn cabin (hình 2-22.b), thanh đứng khung cabin (hình 2-22.a). Khung được làm từ vật liệu tôn dập vừa đảm bảo độ cứng vừa có khối lượng nhỏ. 06 X 01. Hãm an toàn 02. Dầm đỡ cabin 03. Sàn cabin 04. Thanh giằng 05. Thanh đứng 06. Dầm treo cabin 05 04 03 02 01 c) O Y Z b) a) Hình 2-22: Kết cấu khung cabin Mặt cắt tiết diện thanh đứng (05) Mặt cắt dầm treo (06) và dầm đỡ cabin (02) Kết cấu khung cabin Chọn hệ trục không gian 0XYZ như hình vẽ, tiến hành tính toán các đặc trưng hình học tiết diện như sau: Đối với thanh đứng khung cabin: Diện tích tiết diện: A = 2470 + 1824 = 1288 mm2; Mô men tĩnh: S = 247035 + 18242 = 21056 mm3; Tung độ trọng tâm: yc = mm; Mô men quán tính đối với trục x: Jx = = 3,3.105 mm4; Mô men quán tính đối với trục y: Jy = = 2.106 mm4; Mô men chống uốn đối với trục x: Wx = = mm3; Đối với dầm treo và dầm đỡ sàn cabin: Diện tích tiết diện: A = 2430 + 2524 + 21704 + 1924 = 2784 mm2; Mô men tĩnh: S = 212055 + 2208168 + 268085 + 7682 = 224224 mm3; Tung độ trọng tâm: zc = mm; Mô men quán tính đối với trục x: Jx = = 7,9.106 mm4; Mô men quán tính đối với trục z: Jz = = 2,6.106 mm4; Mô men chống uốn đối với trục x: Wx = = mm3; Khung cabin được tính toán dựa vào lực và mô men tác dụng lên các bộ phận của khung cabin trong các điều kiện làm việc khác nhau của thang máy. Thông thường khung cabin được tính trong 3 trường hợp: khi làm việc bình thường, khi bộ hãm bảo hiểm cabin làm việc và khi cabin tác động lên giảm chấn. Để đơn giản, ta phân tích một số đặc điểm sau: Ứng suất sinh ra trong dầm treo cabin do tổng tải trọng tác dụng lên dầm. Quy dầm treo cabin về dầm cơ bản gối tựa hai đầu thì ứng suất sinh ra và độ võng của dầm được tính theo công thức 10.1, 10.2 tài liệu [07]: ; (7.1) ; (7.2) Với N: Tải trọng tác dụng lên dầm; l: Chiều dài dầm; E: Mô đun đàn hồi của vật liệu làm khung cabin; Jx: Mô men quán tính đối với trục x của tiết diện dầm. Giá trị độ võng không được lớn hơn l/1000. Khi cabin đi tới vị trí thấp nhất sẽ tác động lên giảm chấn một lực được tính theo công thức 10.3 tài liệu [07]: F = (Q + Mcb)(g +amax); (7.3) Với amax được lấy tương đương với gia tốc trọng trường g; Phản lực F tác dụng lên dầm đỡ sàn cabin gây ra ứng suất trong dầm với giá trị được tính theo công thức 10.4 tài liệu [07]: ; (7.4) Với d: Khoảng cách giữa hai con lăn dẫn hướng cabin; Thanh đứng khung cabin chịu ứng suất kéo và mô men uốn do sự phân bố không đều của tải trọng lên sàn cabin, khoảng lệch tâm e được lấy theo phần tính ray dẫn hướng. Ứng suất sinh ra trong dầm được tính theo công thức 10.5 tài liệu [07]: ; (7.5) Với l: Chiều dài dầm là thanh đứng; h: Khoảng cách thẳng đứng giữa hai con lăn dẫn hướng cabin; S: Diện tích tiết diện mỗi thanh đứng; W: Mô men chống uốn của tiết diện thanh đứng; Tải trọng phân bố lệch tâm gây ra mô men xoay tác động lên khung và được tính theo công thức 10.6 tài liệu [07]: ; (7.6) Với b: Khoảng cách ngang giữa hai con lăn dẫn hướng. Để đơn giản trong tính toán bền khung cabin ta giả thiết rằng: tải trọng phân bố đều lên sàn cabin với cường độ: ; (7.7) Tải trọng tác dụng lên khung cabin tạo ra các mô men tại các nút liên kết các bộ phận của khung. Các thành phần lực và mô men này tạo ra các chuyển vị xoay tại các nút liên kết khung cabin, được tính theo các trạng thái lực và mô men tác dụng : Dầm cơ bản chịu lực tập trung: Hình 2-23 Dầm cơ bản chịu tải trọng phân bố đều với cường độ q: Hình 2-24 Dầm cơ bản chịu mô men đối xứng đặt tại các gối tựa: Hình 2-25 Dầm cơ bản chịu mô men đặt tại gối tựa tính chuyển vị: Hình 2-26 Dầm cơ bản chịu mô men đặt tại gối tựa khác với gối tựa tính chuyển vị: Hình 2-27 Từ những phân tích trên, ta tiến hành tính toán khung cabin theo các trường hợp làm việc khác nhau của thang máy: Trường hợp thang máy làm việc bình thường: Tải trọng định mức phân bố đều lên sàn cabin với cường độ q; dầm treo chịu tác dụng của lực tập trung (Q+Mcb), các lực này gây ra mô men M1 và M2 tại các nút liên kết khung cabin. Như vậy ta có sơ đồ tính khung như hình 2-28: Hình 2-28: Sơ đồ tính khung cabin trường hợp thang máy làm việc bình thường Áp dụng các công thức tính góc xoay đã nêu và xét cân bằng chuyển vị góc xoay tại mỗi nút liên kết, ta tính được giá trị của M1 và M2 như sau: Xét cân bằng nút trên: = (7.8) Xét cân bằng nút dưới: = ; (7.9) Từ (7.8) và (7.9) ta rút ra được các giá trị của M1 và M2 như sau: M1 = = = 58535 N.mm; M2 = = = 15628 N.mm. Sự chênh lệch giá trị của mô men M1 và M2 tạo ra lực nén X trong dầm đỡ sàn và lực kéo X trong dầm treo cabin. Giá trị của X được tính theo công thức sau: Hình 2-29: Các biểu đồ nội lực khung cabin X = = 13,8 N. Tách khung thành các dầm cơ bản như hình 2-28 và đặt lực ta tính được nội lực trong các dầm và vẽ được biểu đồ nội lực của khung cabin như hình 2-29. Nhận thấy, tại tiết diện giữa dầm treo cabin là tiết diện nguy hiểm nhất. Ta kiểm tra bền cho dầm theo công thức sau: =133,3 N/mm2. (7.10) Trong đó: N/mm2: Ứng suất cho phép của vật liệu làm khung; n = 1,2: Hệ số an toàn. N/mm2. Vậy dầm thỏa mãn điều kiện bền (7.10). Trường hợp phanh hãm an toàn cabin làm việc: Khi cabin vượt quá tốc độ cho phép hoặc xảy ra hiện tượng đứt cáp thì hãm an toàn cabin làm việc giữ cho cabin ở trạng thái treo. Khi đó ta có thể coi gia tốc cực đại của cabin tương đương với gia tốc rơi tự do. Do quán tính lớn nên tải trọng phân bố đều lên sàn cabin được nhân với hệ số tải trọng động có giá trị: ; (7.11) Do đó, tải trọng phân bố đều lên sàn cabin có cường độ: q = = 20 N/mm; Tải trọng tập trung tác dụng lên dầm treo cabin là không đáng kể, lực tác dụng lên khung cabin gây ra mô men uốn M1 và M2 tại các nút liên kết khung cabin. Sơ đồ tải trọng như hình 2-30. Tương tự như trường hợp 1, ta xét cân bằng chuyển vị góc xoay tại nút trên: (7.12) Xét cân bằng chuyển vị góc xoay tại nút liên kết khung dưới: = ; (7.13) Từ (7.12) và (7.13) ta tính được giá trị của mô men M1 và M2 như sau: M1 = = = 56156 N.mm; M2 = = = 115492 N.mm. Hình 2-30: Sơ đồ tính khung cabin trường hợp phanh hãm an toàn cabin làm việc Sự chênh lệch giá trị của mô men M1 và M2 tạo ra lực kéo X trong dầm đỡ sàn và lực nén X trong dầm treo cabin. Giá trị của X được tính theo công thức sau: X = = 55 N. Tách khung thành các dầm cơ bản (hình 2-30), ta tính được nội lực trong các dầm và vẽ được biểu đồ nội lực của khung cabin như hình 2-31. Hình 2-31: Các biều đồ nội lực khung cabin Nhận thấy, tại tiết diện giữa dầm đỡ sàn cabin là tiết diện nguy hiểm nhất. Ta kiểm tra bền cho tiết diện dầm nguy hiểm: N/mm2 =133,3 N/mm2. Vậy dầm thỏa mãn điều kiện bền (7.10). Trường hợp đứt cáp, bộ hãm an toàn không làm việc, cabin rơi tự do tác dụng lên giảm chấn: Khi cabin tác dụng lên giảm chấn, dầm đỡ sàn cabin sẽ tác động lên đầu giảm chấn nhằm triệt tiêu lực quán tính. Giá trị phản lực F được tính theo công thức (7.3): F = (Q + Mcb)(g +amax) = (750 + 650,16)(9,81 + 9,81) = 27468 N; Ta có sơ đồ tính toán khung như hình 2-32. Xét cân bằng chuyển vị góc xoay tại nút liên kết khung cabin phía trên: (7.14) Xét cân bằng chuyển vị góc xoay tại nút liên kết khung cabin phía dưới: = ; (7.15) Hình 2-32: Sơ đồ tính khung cabin trường hợp giảm chấn làm việc Kết hợp (7.14) và (7.15) ta tính được giá trị của mô men M1 và M2 như sau: M1= = =21440 N.mm; M2 = = = 42880 N.mm; Sự chênh lệch giá trị của mô men M1 và M2 tạo ra lực kéo X trong dầm treo cabin và lực nén X trong dầm đỡ sàn cabin. Giá trị của X được tính theo công thức sau: X = = 21 N. Tách khung thành các dầm cơ bản (hình 2-32), ta tính được nội lực trong các dầm và vẽ được biểu đồ nội lực của khung cabin như hình 2-33: Hình 2-33: Các biểu đồ nội lực khung cabin Ta thấy tiết diện giữa dầm đỡ sàn cabin là tiết diện nguy hiểm nhất. Ta kiểm tra bền cho dầm theo công thức sau: Với N/mm2=133,3 N/mm2. Vậy dầm thỏa mãn điều kiện bền (7.10). Tính bền cho khung trong trường hợp thử tải tĩnh với tải trọng 2Q chất lên cabin: Tương tự như phần tính toán khung cabin trường hợp thang máy làm việc bình thường với tải trọng 2 = 1500kg. Thay giá trị Q = 750kg bằng giá trị 2 = 2150 kg trong các công thức tính toán phần a) ta có: M1 = N.m; M2 = N.m; Ta có sơ đồ tính toán khung như hình 2-34 sau: Hình 2-34: Sơ đồ tính khung cabin trường hợp thử tải tĩnh Sự chênh lệch giá trị của mô men M1 và M2 tạo ra lực nén X trong dầm đỡ sàn và lực kéo X trong dầm treo cabin. Giá trị của X được tính theo công thức sau: X = = 20,26 N. Từ các tính toán trên, ta vẽ được các biểu đồ nội lực trong khung cabin như hình 2-35 sau: Hình 2-35: Các biểu đồ nội lực khung cabin Ta thấy tiết diện giữa dầm treo cabin là tiết diện nguy hiểm nhất. Ta kiểm tra bền cho dầm theo công thức sau: N/mm2 =133,3 N/mm2. Vậy dầm thỏa mãn điều kiện bền (7.10). II. Tính toán sàn cabin: Sàn cabin là tổ hợp gồm sàn tĩnh và sàn động được liên kết với nhau bằng bulông qua các gối cao su, kết cấu sàn cabin như hình 2-36. Sàn động bao gồm mặt sàn được dập từ thép tôn CT3 có 4 thanh tăng cứng ngang hàn lên mặt dưới tấm sàn và hai thanh tăng cứng dọc liên kết bulông với sàn tĩnh qua gối đỡ bằng cao su. Các thanh tăng cứng này cũng được dập từ thép tôn CT3 vừa đảm bảo được độ cứng vững vừa có trọng lượng nhẹ và có tiết diện như hình 2-37.c, 2-38.b. Để tính bền cho sàn cabin ta tiến hành tính bền cho sàn động và sàn tĩnh. Đối với sàn động ta cần tính bền cho thanh tăng cứng ngang và thanh tăng cứng dọc. Đối với sàn tĩnh thì ta chỉ cần tính bền cho thanh dọc vì thanh dọc là chi tiết chịu lực chính do tải trọng truyền qua. Hình 2-36: Cấu tạo sàn cabin Thanh dọc sàn tĩnh Gối cao su Thanh tăng cứng dọc sàn động Thanh ngang sàn tĩnh Tăng cứng ngang sàn động Tấm sàn cabin Tấm thảm lót sàn cabin Giả sử tải trọng phân bố lên sàn cabin là phân bố đều với cường độ q. Ta tiến hành tính toán bền cho sàn động trong điều kiện thử tải tĩnh khi tải được chất lên mặt sàn là 2Q. Theo sơ đồ kết cấu sàn cabin, tải trọng phân bố đều lên mặt sàn (06) và truyền xuống dầm tĩnh (01) qua các thanh tăng cứng (3) và (5). Như vậy ta có thể coi tải trọng phân bố đều lên các thanh tăng cứng là các dầm đơn giản gối tựa hai đầu chịu lực tác dụng vuông góc. Tham khảo kết cấu của thang máy có sẵn P.11.CO.60/5F của hãng Nippon, ta chọn tiết diện cho thanh tăng cứng và tấm mặt sàn như hình 2-37.c. c) b) a) Hình 2-37: Sơ đồ tính toán sàn tĩnh cabin Sơ đồ tính toán b) Biểu đồ mô men c) Tiết diện thanh tăng cứng và tấm sàn cabin Ta tiến hành tính toán các đặc trưng hình học của tiết diện dầm sàn động, ta có: Diện tích tiết diện: A = 2230 + 228 + 802 + 1403 = 896 mm2; Mô men tĩnh: S = 230299 + 298249 + 802 + 1403101,5 =73878 mm3; Tung độ trọng tâm: zc = mm; Mô men quán tính đối với trục X: Jx =+ = 938196 mm4; Mô men chống uốn đối với trục X: Wx = = mm3; Xét trường hợp thử tải tĩnh, tải trọng có giá trị 2Qđm = 27509,81 = 14715 N được chất lên sàn cabin phân bố đều trên mặt sàn cách vách cabin một khoảng 280 mm để tránh tải làm xước vách cabin. Do đó, ta có thể coi tải phân bố đều lên các thanh tăng cứng với cường độ q = N/mm. Ta tính toán bền cho dầm chịu tải trọng tập trung là một thanh tăng cứng được hàn với tấm mặt sàn, ta có sơ đồ tính toán như hình 2-37.a và vẽ được biểu đồ nội lực của dầm như hình 2-37.b. Theo biểu đồ nội lực ta thấy tiết diện giữa dầm là tiết diện nguy hiểm nhất, kiểm tra bền cho tiết diện nguy hiểm theo công thức: =145 N/mm2. Trong đó: N/mm2: Ứng suất cho phép của vật liệu làm sàn; n = 1,1: Hệ số an toàn. N/mm2. Đối với thanh tăng cứng dọc sàn động cabin, theo kết cấu thực của sàn ta có thể coi thanh tăng cứng dọc là dầm đơn giản với tiết diện hình chữ C như hình 2-38, lực tác dụng lên dầm là tải trọng tĩnh truyền qua các thanh tăng cứng ngang. Như vậy lực phân bố lên mỗi thanh tăng cứng dọc cabin có điểm đặt tại điểm liên kết thanh tăng cứng dọc và thanh tăng cứng ngang. Giá trị lực tác dụng lên sàn có giá trị bằng N. Theo mặt cắt tiết diện thanh tăng cứng ta tính mômen chống uốn Wy cho tiết diện: Wy = = 24356 mm3; b) a) c) Hình 2-38: Sơ đồ tính toán thanh cứng dọc sàn động a) Sơ đồ tính toán b) Mặt cắt tiết diện thanh tăng cứng dọc sàn động c) Biểu đồ mô men Tại tiết diện giữa dầm, mô men uốn là lớn nhất là tiết diện nguy hiểm nhất. Ta tính bền cho tiết diện nguy hiểm theo công thức ứng suất bền cho phép: =145 N/mm2. Trong đó: N/mm2: Ứng suất cho phép của vật liệu làm sàn; n = 1,1: Hệ số an toàn. N/mm2 =145 N/mm2. Vậy tiết diện dầm sàn động cabin được thiết kế thỏa mãn điều kiện bền. Tính bền cho thanh dọc sàn tĩnh cabin: Thanh dọc sàn cabin được bắt bulông liên kết tựa lên dầm dưới khung cabin truyền tải trọng lên khung từ sàn động. Sàn tĩnh liên kết với sàn động bằng bulông có gỗi đỡ bằng cao su bố trí hai đầu thanh. Như vậy tải trọng được truyền sang thanh dọc dầm tĩnh có điểm đặt tại vị trí đặt gối đỡ cao su. Ta có sơ đồ tính toán cho thanh dọc sàn tĩnh và tiết diện như hình 2-39: c) a) b) Hình 2-39: Sơ đồ tính toán thanh dọc sàn tĩnh a) Sơ đồ tính toán b) Mặt cắt tiết diện thanh dọc sàn tĩnh c) Biểu đồ mô men Theo tiết diện dầm, ta tính toán các đặc trưng hình học của tiết như sau: Diện tích tiết diện: A = 5100 + 586 + 255 = 1055 mm2; Mô men tĩnh đối với trục Y: Sy = 510050 + 8652,5 + 25512,5 =27638 mm3; Tung độ trọng tâm: zc = mm; Mô men quán tính đối với trục Y: Jy = = 972281 mm4; Mô men chống uốn đối với trục Y: Wy = = mm3; Kiểm tra bền cho thanh dọc sàn tĩnh theo điều kiện bền: =145 N/mm2. Trong đó: N/mm2: Ứng suất cho phép của vật liệu làm sàn; n = 1,1: Hệ số an toàn. N/mm2 =145 N/mm2. Vậy tiết diện thanh dọc sàn tĩnh cabin được thiết kế thỏa mãn điều kiện bền. III. Tính toán khung đối trọng: Khung đối trọng bao gồm ba bộ phận chính là: dầm trên, dầm dưới và thanh đứng (hình 2-40.c). Cũng giống như khung cabin, khung đối trọng được liên kết từ ba bộ phận trên bằng liên kết bulông chặt. Khi tách các bộ phận ra để tính toán ta có thể coi các bộ phận là các dầm chịu lực hai đầu ngàm, tuy nhiên để dễ tính toán, ta coi dầm là tính toán là dầm đơn giản và hai đầu gối tựa có đặt các mômen và lực tác dụng. Tham khảo thang máy có sẵn P11.CO.60.5/F của hãng Nippon ta chọn tiết diện dầm trên, dầm dưới và thanh đứng như hình (2-40.a,b). 03 01. Dầm dưới 02. Thanh đứng 03. Dầm trên c) 02 01 Y Z O b) a) Hình 2-40: Kết cấu khung đối trọng Tiết diện thanh đứng khung đối trọng Tiết diện dầm ngang(01;03) khung đối trọng Kết cấu khung đối trọng X Chọn hệ trục toạ độ OXYZ như hình vẽ, tiến hành tính toán các đặc trưng tiết diện hình học của thanh đứng và dầm ngang ta có: Đối với thanh đứng khung đối trọng: Diện tích tiết diện: A = 2870 + 1348 = 2192 mm2; Mô men tĩnh: S = 287035 + 13484 = 43488 mm3; Tung độ trọng tâm: yc = mm; Mô men quán tính đối với trục x: Jx = = 9,9.105 mm4; Mô men quán tính đối với trục y: Jy = = 1,6.106 mm4; Mô men chống uốn đối với trục x: Wx = = mm3; Đối với dầm trên và dầm dưới khung đối trọng: Diện tích tiết diện: A = 28200 + 1548 = 4432 mm2; Mô men tĩnh: S = 28200100 + 15484 = 324928 mm3; Tung độ trọng tâm: zc = mm; Mô men quán tính đối với trục x: Jx = = 1,9.107 mm4; Mô men quán tính đối với trục z: Jz = = 2,46.106 mm4; Mô men chống uốn đối với trục x: Wx = = mm3; Cũng giống như tính toán khung cabin, khi tính toán khung đối trọng ta dựa vào các thành phần lực tác dụng lên khung trong các điều kiện làm việc của thang máy như: trường hợp làm việc ổn định, trường hợp khung đối trọng tỳ lên đầu giảm chấn tuy nhiên do không chịu tác dụng trực tiếp của tải trọng lên kết cấu khung nên có thể bỏ qua tính toán bền khi thử tải tĩnh. Trường hợp thang máy làm việc bình thường (phanh hãm và giảm chấn không làm việc): Tải trọng định mức phân bố đều lên dầm dưới với cường độ q = ; dầm trên chịu tác dụng của lực tập trung Md, các lực này gây ra mô men M1 và M2 tại các nút liên kết khung. Như vậy ta có sơ đồ tính khung như hình 2-41: Hình 2-41: Sơ đồ tính khung đối trọng Áp dụng các công thức tính góc xoay đã nêu và xét cân bằng chuyển vị góc xoay tại mỗi nút liên kết, ta tính được giá trị của M1 và M2 tương tự như trường hợp tính cho khung cabin: M1 = = = 36245 N.mm; M2 = = = 9738 N.mm. Sự chênh lệch giá trị của mô men M1 và M2 tạo ra lực nén X trong dầm dưới và lực kéo X trong dầm trên. Giá trị của X được tính theo công thức sau: X = = 10,6 N. Tách khung thành các dầm cơ bản như hình 2-41 và đặt lực ta tính được nội lực trong các dầm và vẽ được biểu đồ nội lực của khung như hình 2-42. Hình 2-42: Các biểu đồ nội lực khung đối trọng Nhận thấy, tại tiết diện giữa dầm trên là tiết diện nguy hiểm nhất. Ta kiểm tra bền cho dầm theo công thức sau: =133,3 N/mm2. Với N/mm2; n = 1,2: Hệ số an toàn; Vậy dầm thỏa mãn điều kiện bền. Trường hợp tại điểm dừng thấp nhất, khung đối trọng tác dụng lên giảm chấn: Khi khung đối trọng tác dụng lên đầu giảm chấn, dầm dưới sẽ tác động lên đầu giảm chấn nhằm triệt tiêu lực quán tính. Giá trị phản lực F được tính theo công thức: F = Md(g +amax) = 1025(9,81 + 9,81) = 20110 N; Tải trọng phân bố đều lên dầm dưới và phản lực F gây ra các mômen M1, M2 tại các nút liên kết khung đối trọng, ta có sơ đồ tính toán khung như hình 2-43. Hình 2-43: Sơ đồ tính khung đối trọng trường hợp giảm chấn làm việc Xét cân bằng chuyển vị góc xoay tại các nút liên kết khung đối trọng, ta tính được mômen M1 và M2 như sau: M1= = =12316 N.mm; M2 = = = 25401 N.mm; Sự chênh lệch giá trị của mô men M1 và M2 tạo ra lực kéo X trong dầm trên và lực nén X trong dầm dưới. Giá trị của X được tính theo công thức sau: X = = 15 N. Tách khung thành các dầm cơ bản (hình 2-43), ta tính được nội lực trong các dầm và vẽ được biểu đồ nội lực của khung đối trọng như hình 2-44: Hình 2-44: Các biểu đồ nội lực khung đối trọng Ta thấy tiết diện giữa dầm đỡ sàn cabin là tiết diện nguy hiểm nhất. Ta kiểm tra bền cho dầm theo công thức sau: Với N/mm2=133,3 N/mm2. Vậy dầm thỏa mãn điều kiện bền. PhÇn III Giíi thiÖu trang bÞ ®iÖn Sơ đồ điện cho thang máy được thiết kế như sơ đồ 1. Thang máy được truyền động bằng động cơ điện không đồng bộ rôto dây quấn (ĐK). Để giảm dòng điện mở máy của động cơ, tăng hệ số cosj, tăng mômen mở và giảm gia tốc buồng thang khi mở máy, ta đưa các điện trở phụ vào mạch rôto của động cơ. Trong quá trình mở máy, suất điện động của rôto giảm dần và do đó dòng điện và mômen cũng giảm theo. Do đó, để duy trì gia tốc của truyền động, ta tiến hành giảm dần các điện trở phụ theo từng cấp cho đến khi các điện trở phụ được ngắn mạch thì động cơ sẽ chuyển sang chế độ làm việc trên đường đặc tính cơ tự nhiên. Ta tiến hành giảm dần các điện trở phụ bằng cách khép kín lần lượt các tiếp điểm của các công tắc tơ 1y, 2y, 3y. Để đảm bảo cho người và các thiết bị trong thang máy ta dùng các công tắc và khóa như sau: Các khóa liên động C1 - C17, CB không cho phép cabin chuyển động khi các cửa tầng và cửa cabin chưa đóng kín; Các khóa bảo hiểm BH cắt điện mạch điều khiển và động cơ khi xảy ra đứt cáp hoặc cabin vượt quá tốc độ cho phép; Các khóa BT1, BT2 hở ra khi có người trong cabin không cho phép gọi tầng từ các nút gọi tầng bên ngoài các cửa tầng; Các công tắc tầng CT1 - CT17 dùng để cắt điện động cơ dẫn động khi cabin đi tới vị trí dừng tầng; Các nút bấm DT1-DT17 được bố trí trên bảng trong cabin nhằm thực hiện các yêu cầu di chuyển của hành khách; Các nút bấm gọi tầng GT1-GT17 được đặt ngoài các cửa tầng; Công tắc cực hạn KC dùng để cắt điện động cơ khi cabin vượt quá vị trí giới hạn trên hoặc dưới trong giếng thang; Các rơle tầng RT1-RT17, công tắc tơ nâng N và hạ H dùng để điều khiển chuyển động của cabin. Theo sơ đồ điện của thang máy ta thấy hoạt động của thang máy như sau: Giả thiết cabin đang ở giữa hành trình (tầng 9), khi hành khách đi vào cabin thì các tiếp điểm liên hệ với sàn buồng thang mở ra, loại trừ các lệnh gọi tầng từ các cửa tầng. Nếu khách muốn đi lên tầng 16 thì bấm vào nút 16DT. Khi đó rơle RT16 và công tắc tơ nâng N được cấp điện từ a qua nút dừng tầng D, các tiếp điểm C1-C17 (nếu các cửa tầng đã đóng kín), qua các khóa bảo hiểm BH, qua tiếp điểm CB (nếu cửa cabin đã đóng kín), qua cuộn dây rơle RT16, qua nút DT16 về điểm b. Khi cuộn dây RT16 có điện thì các tiếp điểm thường hở RT16 đóng lại và cuộn dây của công tắc tơ nâng N được cấp điện qua tiếp điểm thường kín H, cuộn dây N, công tắc tầng CT16, tiếp điểm RT16, qua nút 16DT và về điểm b. Khi cuộn dây N có điện thì các tiếp điểm thường hở N của nó khép kín lại. Động cơ điện được đóng theo chiều nâng với toàn bộ điện trở phụ trong mạch rôto. Sự khép kín các tiếp điểm thường hở N trong mạch điều khiển sẽ nối tắt nút 16DT do đó mà khi thả nút 16DT thì cuộn dây N và RT16 vẫn có điện. Nhờ rơ le thời gian mà sau một khoảng thời gian xác định thì tiếp điểm thường hở đóng chậm N trong mạch điện của công tắc tơ 1y khép kín lại, công tắc tơ 1y có điện, các tiếp điểm thường hở 1y đóng kín lại làm giảm một phần điện trở phụ vào mạch rôto của động cơ. Khi cuộn dây 1y có điện, sau một thời gian nào đó các tiếp điểm thường hở đóng chậm 1y đóng lại làm công tắc tơ 2y có điện, các tiếp điểm thường hở 2y đóng kín lại làm giảm một phần nữa điện trở phụ vào mạch rôto động cơ. Khi công tắc tơ 2y có điện, sau một thời gian nào đó các tiếp điểm thường hở đóng chậm 2y đóng kín lại, cuộn dây 3y có điện, khi đó các tiếp điểm thường hở 3y đóng kín lại, toàn bộ điện trở phụ bị nối tắt, động cơ làm việc theo đường đặc tính cơ tự nhiên. Đồng thời sự khép kín của tiếp điểm thường hở 3y đảm bảo cấp điện cho công tắc tơ 3y trong suốt thời gian chuyển động của cabin đồng thời sự mở ra của các tiếp điểm thường kín 3y đảm bảo việc cắt điện qua các công tắc tơ 1y và 2y loại trừ khả năng điều khiển cabin từ các nút đến tầng DT và gọi tầng GT. Khi cabin đi đến sàn tầng 16 thì tiếp điểm của công tắc tầng CT16 hở ra, công tắc tơ nâng N mất điện làm các tiếp điểm thường hở N trong mạch động lực hở ra, động cơ và cơ cấu phanh hãm mất điện, phanh hãm động cơ và dừng cabin tại sàn tầng 16 đồng thời tiếp điểm thường hở đóng chậm N trong mạch của công tắc tơ 3y mở ra, công tắc tơ 3y mất điện, các tiếp điểm thường hở 3y trong mạch của rôto mở ra, toàn bộ điện trở phụ lại được đưa vào mạch rôto để chuẩn bị cho lần mở máy của động cơ lần tiếp theo. Hình 3-1: Sơ đồ điện điều khiển của thang máy PhÇn IV Quy tr×nh l¾p ®Æt, sö dông vµ b¶o tr× thang m¸y §1 QUY TRÌNH LẮP ĐẶT THANG MÁY Quy trình lắp đặt thang máy là thứ tự của quá trình tổ hợp các chi tiết và bộ phận của thang máy đã được chế tạo trong giếng thang của công trình. Quá trình lắp đặt thang máy phải tuân theo tiêu chuẩn an toàn trong lắp đặt và sử dụng thang máy. Có nhiều phương pháp lắp đặt thang máy như dùng dàn giáo, dùng khung sàn cabin…Tùy theo khả năng của tổ chức, đội ngũ cán bộ kỹ thuật, công nhân lành nghề, thiết bị thi công của đơn vị và điều kiện thực tế của giếng thang của công trình mà đưa ra những phương pháp lắp đặt hợp lý. Tuy nhiên công việc lắp đặt phải bao gồm những nội dung sau: Công tác chuẩn bị trước khi lắp đặt; Vận chuyển bộ tời kéo và các bộ phận của thang máy; Lắp ray dẫn hướng; Lắp khung sàn cabin, cáp nâng và đối trọng; Lắp bộ hạn chế tốc độ và bộ hãm an toàn cabin; Lắp cửa tầng, hộp nút gọi tầng, hộp báo tín hiệu. Lắp vách, trần cabin, đối trọng và các bộ phận trong cụm; Lắp giảm chấn Rải dây cáp điện, cáp cân bằng. Trước khi lắp đặt thang máy, cần thực hiện các khâu quan trọng khác như: kiểm tra buồng đặt máy; kiểm tra kích thước hình học của giếng thang; chuẩn bị mặt bằng và công; tiếp nhận và quản kho chứa thiết bị; lập phương án lắp đặt và tập kết thiết bị, dụng cụ lắp đặt thi lý thiết bị thang máy…Phải đảm bảo tốt các quá trình kiểm tra và chuẩn bị để đảm bảo quá trình lắp đặt thang máy được thuận lợi, an toàn , tiết kiệm thời gian và đảm bảo chất lượng cho thiết bị sau lắp đặt. Quy trình lắp đặt thang máy tùy thuộc vào phương pháp lắp đặt đã chọn tuy nhiên công việc lắp đặt thang máy phải tuân thủ các bước sau: Nghiệm thu buồng thang, giếng thang, phần điện nguồn cung cấp cho thang máy: Bên cung cấp thang máy bàn giao bản vẽ lắp thang máy và tiêu chuẩn về an toàn lắp đặt sử dụng thang máy (TCVN 5744.1993), tiêu chuẩn an toàn về cấu tạo và lắp đặt thang máy (TCVN 6396.1998). Đại diện bên lắp đặt và bên xây dựng tiến hành nghiệm thu giếng thang và buồng máy về kích thước, độ vuông góc, kích thước thông thủy…; nghiệm thu vị trí, kích thước và cường độ nguồn điện cung cấp cho chiếu sáng và cho thang máy… Sau khi nghiệm thu, các bên tham gia ký vào biên bản bàn giao giếng thang cho bên lắp đặt thang máy. Vận chuyển bộ tời và vật tư thiết bị lên buồng thang: Do chiều cao nâng lớn do đó phải dùng tời điện hoặc palăng điện để tời bộ tời kéo và vật tư thiết bị lên buồng thang. Làm bảng dọi: Theo kích thước bản vẽ thiết kế để xác định vị trí khoan lỗ vít trên vách giếng thang lắp bản mã cố định ray dẫn hướng cabin và đối trọng, xác định khoảng cách giữa tâm ray cabin và ray đối trọng, khoảng cách giữa tâm ray và mép vách giếng thang… Từ đó, bảng dọi được cố định các kích thước chuẩn và được treo dưới sàn buồng máy. Các dây dọi được thả xuống đáy giếng thang, sau khi đã căn chỉnh các kích thước thì các dây dọi được cố định vào khung đặt dưới giếng thang. Lắp cửa tầng: Lắp cửa tầng trước sẽ đảm bảo an toàn trong quá trình lắp đặt, cửa tầng được lắp đặt từ tầng trên cùng đến tầng thấp nhất. Thứ tự để lắp cửa tầng như sau: Lắp ngưỡng cửa tầng; Lắp bo cửa tầng; Lắp đầu cửa tầng; Lắp cánh cửa tầng. Lắp ray dẫn hướng cabin và đối trọng: Xác vị trí và khoan lỗ trên vách giếng thang để lắp bulông nở; Lắp bản mã cố định ray dẫn hướng; Vận chuyển ray vào giếng thang; Lắp ray; Lắp cụm đối trọng: Dùng gỗ kê dầm dưới khung đối trọng cao bằng mặt sàn tầng trệt, khung đối trọng được vận chuyển vào vị trí lắp đặt trong giếng thang bằng tời điện; Lắp khung đối trọng; Lắp con lăn dẫn hướng; Lắp quả đối trọng vào khung đối trọng. Lắp cụm cabin: Làm dàn giáo ngang với mặt sàn tầng trệt để kê sàn cabin và khung cabin; Đặt dầm dưới đỡ sàn cabin vào vị trí trên trên dàn giáo và căn chỉnh sơ bộ; Lắp gióng khung cabin; Lắp dầm trên; Lắp con lăn dẫn hướng; Lắp sàn cabin và ngưỡng cửa cabin; Lắp thanh giằng; Lắp vách cabin; Lắp trần cabin; Lắp bảng điều khiển, quạt, đèn … Lắp dầm đỡ bộ tời kéo: Theo kích thước bản vẽ và vị trí cố định dầm theo bảng dọi, khoan lỗ lắp bulông nở để cố định dầm chính; Lắp các dầm còn lại. Lắp bộ tời kéo: Lắp puly ma sát vào hộp giảm tốc; lắp khớp nối, động cơ, phanh; Theo dây dọi và vị trí đặt bộ tời, tiến hành tời bộ tời lên vị trí đặt trên dầm; căn chỉnh khoảng cách và cố định bộ tời; Lắp puly đổi hướng cáp. Lắp cáp nâng: Dùng tời điện nâng cabin lên tới sàn tầng trên cùng và cố định cabin ở vị trí an toàn; đối trọng được đặt ở tầng trệt; Đo chiều dài cáp cần thiết sau khi đã vắt qua puly ma sát; Cắt cáp; Cố định đầu cáp vào bộ căng cáp; Lắp bộ căng cáp vào khung cabin và khung đối trọng. Lắp bộ hạn chế tốc độ: Theo bản vẽ thiết kế xác định khoảng cách giữa tâm cáp và tâm ray để xác định tâm lỗ xuyên cáp trên sàn buồng máy; Lắp đế và bộ hạn chế tốc độ vào vị trí; Lắp thiết bị căng cáp vào ray dẫn hướng cabin; Đo chiều dài dây cáp và cố định cáp vào thanh kéo lắp trên khung cabin. Lắp cáp của hệ thống cân bằng: Xác định chiều dài của cáp, cố định cáp vào đầu chốt; Lắp chốt kẹp đầu cáp vào khung đối trọng và khung cabin; lắp thiết bị căng cáp hệ thống cân bằng. Rải cáp điện: Xác định vị trí cố định dây đuôi trung gian ở trong giếng thang; Cố định đầu trên dây đuôi tại vị trí dưới sàn tầng buồng máy; Cố định dây đuôi dưới đáy sàn cabin. Lắp đặt các phần khác: Tiến hành lắp đặt theo thiết kế các bộ phận còn lại như công tắc hạn chế hành trình, công tắc dừng tầng, đi dây…Lắp đặt tủ điều khiển trong buồng máy và trên nóc cabin, tiến hành đấu điện theo thiết kế. §2 QUY ĐỊNH VỀ QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG THANG MÁY I. Đăng cấp giấy phép sử dụng: Thang máy đã được lắp đặt, trước khi đưa vào sử dụng phải được đăng ký để được cấp giấy phép sử dụng tại cơ quan có thẩm quyền. Hồ sơ xin đăng ký bao gồm: Đơn xin đăng ký của chủ thang máy; Lý lịch thang máy; Biên bản kỹ thuật an toàn của cơ quan có thẩm quyền Thang máy phải đăng ký lại trong các trường hợp sau: Sau cải tạo hoặc sửa chữa lớn như: Thay đổi các tính năng kỹ thuật cơ bản như tải trọng, vận tốc, số điểm dừng…; thay đổi thiết bị như máy dẫn động, các cơ cấu an toàn, mạch điện…; Thay đổi các chi tiết quan trọng như: cáp nâng, ray dẫn hướng, bộ treo cáp…; Thay đổi kết cấu và kích thước giếng thang, buồng máy,…; Khi có sự cố và tai nạn nghiêm trọng; Sau khi chuyển sang lắp đặt ở nơi khác. Khi đăng ký lại, ngoài hồ sơ như trên phải bổ sung thêm tài liệu về nội dung cải tạo, các bản vẽ thuyết minh về nội dung thay đổi, cải tạo. Giấy phép sử dụng thang máy được cấp trong các trường hợp sau: Sau khi đăng ký thang máy được lắp đặt, trước khi đưa vào sử dụng; Sau khi đăng ký lại; Sau khi sửa chữa lớn; Khi giấy phép hết hạn. Giấy phép sử dụng do cơ quan có đăng ký cấp. II. Kiểm định kỹ thuật an toàn: Để được đăng ký cấp phép sử dụng thang máy nhất thiết phải qua kiểm định tổng thể kỹ thuật an toàn: Việc kiểm định tổng thể kỹ thuật an toàn do cơ quan có chức năng và thẩm quyền kiểm định kỹ thuật an toàn tiến hành. Kiểm định kỹ thuật an toàn tổng thể thang máy bao gồm các nội dung theo quy trình do cơ quan có thẩm quyền về an toàn lao động ban hành. Kết quả kiểm định được thể hiện trong biên bản kiểm định kỹ thuật an toàn kèm vào hồ sơ xin đăng ký cấp phép sử dụng. Thời gian giữa hai lần kiểm định tổng thể không được quá 5 năm. Thang máy đã đăng ký được cấp phép sử dụng phải được kiểm tra định kỳ. Việc kiểm tra định kỳ do đơn vị bảo trì bảo dưỡng thang máy tiến hành. Kiểm tra định kỳ thang máy bao gồm các nội dung kiểm tra theo quy định của nhà sản xuất. Kết quả kiểm tra định kỳ phải được thể hiện dưới dạng biên bản vào sổ nhật ký của thang máy. Thời hạn giữa hai lần kiểm tra định kỳ không được quá 1 năm, không phụ thuộc mức độ sử dụng thang máy nhiều hay ít. III. Sử dụng: Chỉ được đưa thang máy vào sử dụng khi trạng thái kỹ thuật tốt và đã được đăng ký, cấp giấy phép sử dụng và phải có bản hướng dẫn vận hành an toàn. Phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về sử dụng thang máy theo TCVN 5744: 1993. Trong cabin của thang máy phải treo bản nội quy hướng dẫn sử dụng thang máy, trong đó phải ghi rõ tải trọng cho phép, số người tương ứng, hướng dẫn việc sử dụng thang máy và cách xử lý khi có sự cố. Khi thang máy ngừng không hoạt động thì phải cắt nguồn điện cung cấp. Trường hợp mất điện hoặc đang sửa chữa thì phải treo biển thông báo tạm ngừng hoạt động ở các tầng dừng và cắt điện vào thang máy. Chủ sở hữu thang máy phải bố trí nhân viên chuyên trách quản lý thang máy. Nhân viên chuyên trách phải có hiểu biết cơ bản về thang máy, phải được huấn luyện kỹ càng về kỹ thuật an toàn trong vận hành thang máy và phải thực hiện các nhiệm vụ sau: Quản lý hồ sơ kỹ thuật cùng với sổ nhật ký theo dõi tình trạng thang máy mỗi khi bảo dưỡng; ghi chép đầy đủ các sự cố, hỏng hóc vào sổ nhật ký. Đóng cắt điện hàng ngày cho thang máy. Khắc phục các hỏng hóc nhỏ. Khi có hỏng hóc lớn khiến thang máy không thể tiếp tục hoạt động thì phải báo cho đơn vị bảo trì bảo dưỡng đến xử lý. Cứu hộ khẩn cấp khi có sự cố. §2 BẢO TRÌ KỸ THUẬT THANG MÁY Bảo trì kỹ thuật thang máy là tổng hợp các biện pháp kỹ thuật nhằm duy trì cho thang máy luôn ở trạng thái kỹ thuật tốt, đảm bảo an toàn và tin cậy trong suốt quá trình sử dụng. Theo TCVN thì chỉ sử dụng thang máy ở trạng thái kỹ thuật tốt và đã được cấp giấy phép sử dụng. Như vậy phải đánh giá được trạng thái kỹ thuật của thang máy một cách thường xuyên. Bảo trì thang máy bao gồm việc kiểm tra và bảo dưỡng. I. Kiểm tra kỹ thuật thang máy: Kiểm tra hàng ngày: Thợ vận hành tiến hành kiểm tra vào đầu giờ thang máy hoạt động, phải vào trong cabin ít nhất một lần đi lên và đi xuống kiểm tra tình trạng kỹ thuật của thang như: hệ thống chiếu sáng; quạt gió; bảng điều khiển; cửa tầng; độ dừng tầng chính xác; buồng đặt máy;… Kiểm tra kỹ thuật định kỳ: Tùy thuộc vào từng nhà sản xuất, từng loại thang, tình trạng kỹ thuật của thang mà định ra chu kỳ kiểm tra hợp lý cho thang máy nhằm dự báo phòng ngừa các sự cố kỹ thuật có thể xảy ra. Người kiểm tra phải có chuyên môn và do cơ quan chuyên môn ủy nhiệm. Nội dung của kiểm tra định kỳ: Kiểm tra buồng đặt máy: Kiểm tra điện áp nguồn vào và các thiết bị đóng ngắt điện; Kiểm tra các linh kiện, bộ phận trong tủ điều khiển; Kiểm tra phanh điện từ; Kiểm tra dầu trong hộp giảm tốc; Kiểm tra rãnh puly ma sát; Kiểm tra tình trạng kỹ thuật của cáp nâng: độ mòn, số sợi cáp đứt trong một bước cáp…; Kiểm tra bộ hạn chế tốc độ; Kiểm tra độ ẩm, nhiệt độ trong buồng máy;… Kiểm tra trong giếng thang: Người kiểm tra vào đứng trên nóc cabin và tiến hành cho thang máy chạy ở vận tốc kiểm tra, tiến hành kiểm tra trạng thái kỹ thuật của thang như sau: Kiểm tra cụm công tắc hành trình trên và dưới; Kiểm tra liên kết giữa bản mã và ray; Kiểm tra các mối nối ray dẫn hướng; Kiểm tra các cố định đầu cáp nâng, cáp của bộ hạn chế tốc độ; Sức căng đều của các sợi cáp nâng; Kiểm tra cụm liên kết giữa cáp hạn chế tốc độ với hệ tay đòn của bộ hãm an toàn cabin; Kiểm tra hệ thống tay đòn của bộ hãm an toàn cabin; Kiểm tra con lăn dẫn hướng cho cabin và đối trọng; Kiểm tra đầu cửa tầng; Kiểm tra hộp đựng dầu bôi trơn cho ray dẫn hướng cabin và đối trọng; Kiểm tra dây điều khiển; hộp điều khiển; Kiểm tra tấm chắn an toàn; Kiểm tra công tắc quá tải; Kiểm tra hệ thống giảm chấn cho cabin và đối trọng;… Kiểm tra trong cabin: Kiểm tra hệ thống đèn chiếu sáng; Kiểm tra hệ thống cứu hộ dùng ắc quy khi điện nguồn bị mất; Kiểm tra hệ thống quạt và điều hòa không khí; Kiểm tra chuông báo khẩn cấp; Kiểm tra bảng điều khiển trong cabin;… Kiểm tra ngoài giếng thang: Tín hiệu chiều lên xuống; Khóa cửa tầng; Công tắc cứu hỏa; Các cánh cửa tầng khi đóng và mở cửa;… II. Bảo dưỡng thang máy: Bảo dưỡng hàng ngày: Công việc bảo dưỡng hàng ngày do người quản lý thang máy thực hiện với các công việc đơn giản như: vệ sinh trong cabin, chăm sóc bảo dưỡng tại những nơi dễ gây ra bẩn và có thể gây nguy hiểm cho thang máy như: vách, trần, tay vịn, ngưỡng cửa tầng, bảng điều khiển…. Bảo dưỡng định kỳ: Công việc bảo dưỡng định kỳ do một đơn vị có chuyên môn được cấp giấy phép hành nghề thực hiện. Thời gian một chu kỳ có thể do nhà chế tạo hoặc do bộ ngành quy định. Trên cơ sở đó, chủ thang máy tiến hành bố trí thời gian để không gây ảnh hưởng đến quá trình sản xuất. Nội dung của công tác bảo dưỡng định kỳ: Vệ sinh công nghiệp toàn bộ thang máy kết hợp với kiểm tra: buồng đặt máy, giếng thang; cabin;… Dựa vào biên bản kiểm tra định kỳ và kết quả kiểm tra thực tế tại thời điểm tiến hành bảo dưỡng để căn chỉnh những bộ phận, những chi tiết vượt quá giới hạn cho phép, thay thế những bộ phận, chi tiết hỏng hóc. Thay dầu cho hộp giảm tốc, dầu bôi trơn ray, bơm mỡ và tra mỡ cho những nơi đã được quy định bởi nhà chế tạo. Kết thúc quá trình bảo dưỡng cần cho thang máy chạy thử ở các chế độ tải trọng khác nhau, theo dõi và chỉ khi nào không có vấn đề gì mới bàn giao cho bên sử dụng. Tµi liÖu tham kh¶o [01]. Ts. Trương Quốc Thành; Ts. Phạm Quang Dũng Máy và thiết bị nâng Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 1999. [02]. Pgs, Ts. Vũ Liêm Chính; Ts. Phạm Quang Dũng; Ths. Hoa Văn Ngũ Thang máy - Cấu tạo, lắp đặt, lựa chọn và sử dụng Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2000. [03]. Pgs, Ts. Vũ Liêm Chính; Pgs, Ts. Đỗ Xuân Đinh; Ks Nguyễn Văn Hùng; Ths. Hoa Văn Ngũ; Ts. Trương Quốc Thành; Pgs, Ts. Trần Văn Tuấn Sổ tay máy xây dựng Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2000. [04]. Ts. Trương Quốc Thành; Đặng Thế Hiển Đồ án máy nâng chuyển Hà nội 1992. [05]. Thang máy - TCVN Nhà xuất bản xây dựng 1999. [06]. Pts. Đỗ Xuân Tùng; Pts. Trương Tri Ngộ; Ks. Nguyễn Văn Thanh Trang bị điện Nhà xuất bản xây dựng 1998. [07]. Eubomir Janovsky Elevator Mechanical Design Ellis Horwood 1993. [08]. Đặng Thế Hiển; Ts. Phạm Quang Dũng; Ths. Hoa Văn Ngũ Tập bản vẽ máy nâng chuyển Đại học xây dựng, Hà Nội 1985. [09]. Pgs, Ts. Lê Ngọc Hồng Sức bền vật liệu Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2002. [10]. Nguyễn Trọng Hiệp; Nguyễn Văn Lẫm Thiết kế chi tiết máy Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp. MôC LôC LỜI NÓI ĐẦU Trang 1 Phần I 2 GIỚI THIỆU CHUNG §1 Tình hình sử dụng thang máy ở Việt Nam 2 §2 Phân loại thang máy 4 §3 Phân tích và chọn phương án thiết kế 8 Phần II 13 TÍNH TOÁN CHUNG 13 §1 Tính toán bộ tời kéo 13 I. Chọn sơ đồ dẫn động 13 II. Xác định sơ bộ trọng lượng của cụm cabin và đối trọng 13 III. Tính lực căng cáp lớn nhất và chọn cáp 14 IV. Xác định hệ số kéo cần thiết và kích thước của puly ma sát 16 V. Chọn công suất động cơ và hộp giảm tốc 18 VI. Tính chọn khớp nối 21 VII. Tính thời gian mở máy và thời gian phanh của động cơ 22 VIII. Tính chọn phanh 23 IX. Kiểm tra động cơ theo điều kiện phát nhiệt 24 §2 Tính toán trục đỡ puly đổi hướng cáp 25 §3 Tính toán dầm đỡ bộ tời kéo 28 §4 Tính chọn ray dẫn hướng 32 I. Tính chọn ray dẫn hướng cho cabin và đối trọng 32 II. Tính toán bản mã cố định ray dẫn hướng 37 §5 Tính toán bộ hạn chế tốc độ 40 §6 Tính toán bộ hãm an toàn cabin 45 §7 Tính toán cụm cabin 51 I. Tính khung cabin 51 II. Tính sàn cabin 63 III. Tính khung đối trọng 68 Phần III 74 GIỚI THIỆU TRANG BỊ ĐIỆN 74 Phần IV 77 QUY TRÌNH LẮP ĐẶT, SỬ DỤNG VÀ BẢO TRÌ THANG MÁY 77 §1 Quy trình lắp đặt thang máy 77 §2 Quy định về quản lý và sử dụng thang máy 81 §3 Quy trình bảo trì kỹ thuật thang máy 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 MỤC LỤC 88