Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người MỤC LỤC SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 1 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người LỜI MỞ ĐẦU    Ngày nay cùng với sự phát triển của đất nước, ngành du lịch ngày càng phát triển mạnh mẽ đón hàng triệu du khách nước ngoài đến thăm quan, thương nhân đến làm ăn, buôn bán, đặt văn phòng tại Việt Nam. Mặt khác, mật độ dân số nước ta ngày càng gia tăng, nhu cầu về nhà ở cũng tăng theo, tất yếu sẽ hình thành nhiều khu chung cư, cao ốc, khách sạn để đáp ứng nhu cầu trên.Vì vậy khi nói đến nhà cao tầng thì không thể không nói đến thang máy. Từ khi thang máy ra đời, nó đã giúp cho hoạt động của con người đạt hiệu quả hơn. Tại Việt Nam thang máy ngày càng được sử dụng rộng rãi, với nhiều công ty thang máy chuyên chế tạo, lắp đặt, bảo trì….như công ty thang máy Á Châu, Thiên Nam, Thái Bình… Đề tài em được nhà trường giao là: ”Tính toán thiết kế thang máy chở người dung cho nhà 10 tầng sức nâng 1000 kg”, đây là đề tài mang tính thiết thực, phù hợp với công nghệ và trình độ sản xuất trong nước. Trong quá trình em làm đề tài, được sự hướng dẫn tận tình của các thầy bộ môn, đặc biệt thầy Nguyễn Hữu Chí, đã theo sát, giải đáp các thắc mắc và tận tâm hướng dẫn, giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp. Em xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu cùng tòan thể các thầy cô và cán bộ công nhân viên của Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải cơ sở II, nơi mà em đã được đào tạo suốt 5 năm qua. Do trình độ và kinh nghiệm hạn chế nên không tránh khỏi các sai sót trong bài làm. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô để củng cố kiến thức, sự hiểu biết cho bản thân, nhằm phục vụ cho công việc của em sau này. Sinh viên Vũ Văn Vinh SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 2 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ~~~o0o~~~ TP. HCM, ngày tháng 06 năm 2013 Giáo viên hướng dấn TS. Nguyễn Hữu Chí NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT ~~~o0o~~~ SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 3 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người TP. HCM, ngày tháng 06 năm 2013 Giáo viên đọc duyệt CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CABIN 1.1. Kết cấu cabin. Cabin là bộ phận mang tải của thang máy. Cabin phải có kết cấu sao cho có thể tháo rời nó thành từng bộ phận nhỏ. Theo cấu tạo, cabin gồm 2 phần: kết cấu chịu lực (khung cabin) và các vách che, trần và sàn tạo thành buồng cabin. Trên khung cabin có lắp các ngàm dẫn hướng, hệ thống treo cabin, hệ thống tay đòn và bộ hãm bảo hiểm, hệ thống cửa và cơ cấu đóng mở cửa. Ngoài ra, cabin của thang máy chở người phải đảm bảo các yêu cầu về thông gió, nhiệt độ và ánh sáng. Được cấu tạo bằng các thanh thép chịu lực lớn. Khung cabin phải đảm bảo cho thiết kế chịu đủ tải định mức. Trên khung cabin có nắp các ngàm dẫn hướng, hệ SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 4 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người thống treo cabin, hệ thống tay đòn và bộ bảo hiểm, hệ thống cửa và cơ cấu đóng mở cửa Ngoài ra, cabin của thang máy chở người phải đảm bảo các yêu cầu về thông gió, nhiệt độ và ánh sáng. Hai phần kết cấu chịu lực và các vách che tạo thành buồng cabin kết cấu chịu lực là các thanh dầm trên và dầm dưới, mỗi dầm là từ hai thanh chữ U, hai thanh này được nối với thanh góc bằng bu lông tạo thành một khung khép kín. Khung nằm lại tựa nên rầm dưới của khung đứng tạo thành sàn cabin. Dầm trên của khung đứng liên kết với hệ thống treo ca bin, đảm bảo cho các cáp treo cabin có độ căng như nhau, nếu cabin có kích thước lớn thì nó còn có liên kết thanh rằng giữa hai tầng tạo cho thang máy sự chắc chắn. Trên khung cabin có lắp hệ thống tay đòn bẩy và các quả nêm của phanh an toàn, phanh này có tác dụng dừng cabin khi tốc vượt quá giới hạn cho phép. Khi có tác động từ cáp hạn chế tốc tác động lên tay đòn bẩy. 1.2. Kết cấu khung cabin như sau. Hình 1.1. Kết cấu khung cabin 1. Thanh ngang trên 4. Thanh xiên 2. Thanh đứng 5. Thanh dàn đỡ cabin 3. Thanh ngang dưới 1.3. Xác định kích thước cabin. Việc xác định kích thước cabin phải chú ý đến khả năng phục vụ, tính kinh tế. Do đó kích thước cabin được xác định dựa vào tải trọng nâng và khả năng phục vụ. Thang máy thiết kế trong luận văn này dùng để chở người dùng cho nhà 10 tầng sức nâng Q = 1000kg, vận tốc v = 1,5 m/s. Kích thước của cabin thang máy: chiều rộng x chiều sâu x chiều cao = 1750 x 1600 x 2200 (tra bảng 2.3,[1]) SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 5 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 3 2 1 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người Để tính toán bền cho khung cabin ta chọn sơ bộ trước kích thước của các thanh thép, sau đó kiểm tra bền cho khung. 1.3.1. Thanh ngang trên. Kết cấu hệ dầm trên gồm có hai thanh thép [16a liên kết với nhau bằng các tấm thép giằng ở hai đầu, và một tấm giằng ở giữa về phái mặt đối dện và tấm này còn dùng để treo ti cáp của cáp kéo chính. Hình 1.2. Thanh dầm trên. 1 : Thanh giằng kích thước 200 x 368 x 10. 2 : Thanh thép hình [16a. 3 : Thanh thép treo ti cáp 300 x 368 x 20. Khối lượng thanh ngang trên. G ngt = 2G [16a + G 200x368x10 +G 300x368x20 Trong đó: G [16a : khối lượng của thanh thép hình [16a. G [ = 1,750 x 15,3 = 26,775 (kg) 15,3 : khối lượng 1m dài kg (tra bảng 2,[3]). G 300x200x10 : khối lượng thép tấm 200x368x10. G 300x200x10 =(200 x 368 x 10 x 7,85)/(10 3 x 1000) = 5,778 (kg). 7,85 g/cm 3 : khối lượng riêng của thép. G 300x300x20 : khối lượng của thép tấm 300x368x20. G 300x300x20 = ( 300 x 368 x20 x 7.85)/(10 3 x 1000) = 17,333 (kg) SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 6 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 1 2 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người G ngt = 2x26,775 + 2 x 5,778 + 17,333 = 82,439 (kg) 1.3.2. Thanh đứng. Hệ thanh đứng của khung cabin gồm 4 thanh thép góc cánh không đều có kí hiệu L63x63x5 ghép với nhau từng cặp có bản thép giằng. Hình 1.3. Hệ thanh đứng. Khối lượng của thanh đứng. G đ = 2x(4,81 x 3,15 x2) = 60,606 (kg) Trong đó: 4,81kg/m: khối lượng 1 m dài kg (tra bảng 3,[3]). 1.3.3. Khối lượng của thanh ngang dưới. Kết cấu thanh ngang dưới gồm hai thanh thép [16a liên kết với nhau bằng hai tấm giằng hai đầu còn dùng để bắt cụm guốc dẫn hướng và một tấm thép để đệm giảm chấn. Hình 1.4. Thanh ngang dưới. 1: thép [16a. 2 : thép tấm 200x3680x10. SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 7 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người Khối lượng của thanh ngang dưới. G ngd = 2G [ + G 200x368x10 Trong đó: G [16a : khối lượng của thanh thép hình [16a. G [16a = 1,750 x 15,3 = 26,775 kg 15,3 : khối lượng 1m dài kg ( tra bảng 2,[3]). G 200x368x10 : khối lượng thép tấm 200x368x10. G 300x200x10 =(200 x 368 x 10 x 7,85)/(10 3 x 1000) = 5,778 kg. 7,85 : khối lượng riêng của thép g/cm 3 G ngd = 2 x 26,775 + 2 x 5,778 = 65,106 kg Với sàn cabin ta dùng tole dày 2,5mm. Do đó khối lượng sàn cabin là: 2x(2,5 x 1750 x 1600 x 7.85)/(10 3 x1000) = 109,9 kg Để bao che cabin ta dùng tole 1,2mm. Do đó, ta có khối lượng vỏ bao che: (1600x2200x1,2 +1750x2200x1,2+1600x2200x1,2)x7852x10 -9 =102,64 kg Đây là cabin chở người ta dùng loại cửa lùa hai cánh về hai phía, khối lượng khoảng 240kg Vậy ta có khối lượng sơ bộ của cabin là: 82,439+60,606+65,106+109,9+102,64+240=660,691 kg Ngoài ra trên cabin còn có các thiết bị khác như thanh giằng, guốc trượt, nêm của bộ hãm bảo hiểm…nên khi tính toán lấy khối lượng cabin là G cab = 1000kg 1.4. Nguyên tắc chung về tinh bền thang máy Các chi tết của thang máy, tuỳ thuộc vào thời gian làm việc của chúng có thể chia thành hai nhóm cơ bản: Nhóm I: Các chí tiết thường xuyên làm việc trong thời gian hang máy làm việc. Nhóm II: Các chi tết chỉ làm việc trong các trường hợp có sự cố (bộ hãm bảo hiểm, bộ giảm chấn…). SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 8 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người Khi tính các chi tiết của nhóm thứ nhất cần phải tính đến khả năng làm việc của chúng trong các điều kiện sau. 1.4.1. Trường hợp tính toán thứ nhất: Khi tải trọng danh nghĩa tác dụng khi thang máy làm việc. 1.4.2. Trường hợp tính toán thứ hai: Khi cabin tập kết trên bộ hãm bảo hiểm và bộ giảm chấn (do hỏng đứt tời, đứt cáp…). 1.4.3. Trường hợp tính toán thứ ba: Khi cabin chịu tải trọng thử trong lúc khám nghiệm thang máy để xin cấp phép sử dụng theo quy phạm an toàn. 1.4.4. Trường hợp tính toán thứ tư: Cũng cần kiểm tra độ bền các chi tiết của thang máy khi cabin bị kẹt trên các dẫn hướng (chẳng hạn như khi các dẫn hướng bị lệch đi do nhà bị lún, hay khi cabin va chạm vào các vật thể ngẫu nhiên rơi vào). Nguyên tắc chung tính bền thang máy dựa vào ứng suất cho phép. [ ] [ ] max n n σ σ σ ≤ = Trong đó: - max σ : ứng suất lớn nhất tác dụng lên chi tiết - [ ] σ : ứng suất cho phép. - [ ] n σ : ứng suất nguy hiểm của vật liệu lấy theo giới hạn bền, giới hạn mỏi hoặc giới hạn chảy trong từng trương hợp tính toán. - N: hệ số an toàn nhỏ nhất cho phép. 1.5. Vật liệu làm khung cabin. Khung cabin được làm từ thép định hình. Thép định hình có ưu điểm nhẹ, chịu nén, chịu uốn tốt và có thể chịu được lực phức tạp. SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 9 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người Vật liệu: CT3. - Giới hạn chảy : 22 /24/240 cmKNmmN ch == δ - Gới hạn bền: 22 /40/400 cmKNmmN b == δ 1.6. Các trường hợp tính toán theo nhóm I. Tải trọng tính toán Q t do trọng lượng của vật nâng Q hoặc trọng lượng của đối trọng cần được xác định có tính đến lực quán tinh P i khi mở máy và dừng cabin. 1.6.1. Trường hợp 1. Tải trọng tính toán do trọng lượng vật nâng. Q t =Q.K đ (1.12,[1]) Tải trọng tính toán do trọng lượng cabin. G t = G cab .K đ (1.14,[1]) Trong đó: - Q: trọng lượng vất nâng 1000kg. - G cab : khối lượng cabin 1000kg. g a K đ += 1 (1.13,[1]) Trong đó: - a = 1,5 m/giây 2 : gia tốc chuyển động của cabin (tra bảng 1.1,[1]). - G = 9,81 m/giây 2 : gia tốc trọng trường. 15,1 81,9 5,1 1 =+= đ K Vậy: Q t =10000x1.15 = 11500 N G t =10000x1.15 = 11500 N SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 10 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 [...]... Thang máy hiện nay thường là loại điều khiển kết hợp, cửa lùa đóng mở tự động Loại này cho phép gọi tầng khi cabin đang chuyển động nếu tải trọng trong cabin chưa đạt tới tải trọng danh nghĩa và không gọi tầng được nếu cabin đã đầy tải (khoảng 90% tải trọng danh nghĩa và nếu thêm tải bằng tải trọng một người thì sẽ vượt quá tải) Khi đó lệnh gọi tầng chỉ có thể thực hiện được khi cabin đã giảm bớt tải. .. Tính toán ray dẫn hướng Ta tiến hành tính toán dẫn hướng đối với các trường hợp: thang máy làm việc với tải danh nghĩa và khi cabin tập kết trên bộ hãm bảo hiểm Đối với trường hợp này hình vẽ dưới đây trình bày sơ đồ tính toán các dẫn hướng trên đó có đặt các lực tác dụng SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 31 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người Hình 2.2 Sơ đồ tính toán cho... hiểm Nhưng kiểu treo này sẽ làm tăng tải trọng tác dụng lên giếng thang và trần, do đó giếng thang và trần cần phải được gia cố chắc chắn Khi độ cao nâng rất lớn SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 30 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người Hình 2.1 Các sơ đồ lắp đặt dẫn hướng trong giếng thang thì người ta sử dụng dẫn hướng kiểu bơi (hình c) Tải trọng tác dụng lên dẫn hướng qua... Đức Bình, Vũ Văn Vinh 20 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người sin α = AB 46,85 = = 0,222 BD 211,07 cos α = AD 205,8 = = 0,975 BD 211,07 tg α = sin α 0,222 = = 0,228 cos α 0,975 Tải trọng tính toán trong trường hợp này là tổ hợp tải gồm trọng lượng bản thân cabin, tải trọng của thang máy (có kể đến hệ số vượt tải) và tải trọng động phanh bảo hiểm đột ngột phanh do đứt... (kg): tải trọng nâng Xác định nội lực trong các thanh: Hình 1.11 Sơ đồ tính toán hện dầm đỡ cabin Tải trọng tác dụng lên các thanh: PAD + PBD + PCD = Q 24,15 = ( KN ) 2 2 Với PBD=PCD=PAD/2 SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 21 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp ⇒ PAD = Thiết kế thang máy chở người Q 24,15 = = 6,038( KN ) 4 4 ⇒ PBD = PCD = PAD 6,038 = = 3,019( KN ) 2 2 Sơ đồ tính thanh AD Hình 1.12 Sơ đồ. .. chúng là giá thành cao, tuổi thọ không cao, có khả năng bị cong vênh và có nguy cơ hỏa hoạn Vì vậy, ngày nay loại dẫn hướng bằng gỗ ít được sử dụng Dẫn hướng bằng thép được chế tạo từ thép góc hoặc thép hình T, các loại dẫn hướng này chủ yếu được dùng cho thang máy chở hàng loại nhỏ, ít dung cho các thang máy chở hàng loại lớn Ngày nay đối với thang máy chở người cũng như thang máy chở hàng ta sử dụng... 20,2 mm Mỗi thanh có chều dài l= 5 (m) SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 32 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Tổng chiều dài ray: Thiết kế thang máy chở người L=[( Pn + 10H ].4 Trong đó: - Chiều sâu hố thang: Pn =1600 (mm) - Chiều cao mỗi tầng: H=3500 (mm) - Chiều cao tầng trên cùng: Sh=2400 (mm) - Số tầng: 10 Số đường ray:4  L=[1600+10.3500 ].4 =146400 (mm) - Số ray cần dùng là : 146400/5000=29,28... sàn động là nhận biết lượng tải trọng có trong cabin và đóng mở mạch điều khiển theo chương trình đã cài đặt cho phù hợp Vì vậy sàn động có SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 27 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người rất nhiều kiểu dáng là để nhận biết tải trọng có trong cabin và đóng mở cửa mạch điều khiển theo chương trình tuỳ theo loại thang máy (loại điều khiển riêng hay... V63 điều cạnh với nhau từng cặp, có bản thép giằng Giả sử lực phân bố điều lên các thanh, và các thanh chịu kéo đúng tâm Sơ đồ tính toán SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 13 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người Hình 1.5 Sơ đồ tính toán thanh đứng Tải trọng tác dụng lên một thanh P= Q 24,15 = = 6,038( KN ) 4 4 Xét phương trình cân bằng lực   P+N =0    P ↑↓ N ⇒  P... hoặc nhựa chịu lực cao cấp Tùy theo kết cấu và vật liệu của tấm trung tâm mà dập lỗ theo các hình tròn hoặc vuông để lắp thêm mica chiếu sang tỏa ánh sang dịu của đèn neon bên trên xuống toàn thể phòng thang Xác định chiều dày nóc trần cabin SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 25 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49 Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người Hình 1.15 Trần cabin Tải trọng tính toán tác dụng lên nóc