ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY THANG MÁY Chương 1:ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA THANG MÁY 1.1 PHÂN LOẠI THANG MÁY -Thang máy thiết bị nâng dùng để vận chuyển người hàng hóa cabin, chuyển động theo dẫn hướng thẳng đứng cố định Mơ hình thang máy ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY Sơ đồ nguyên lý thang máy chạy điện: (1) tời nâng buồng máy (11) cáp nâng (10) (2) hãm đối trọng(7) giếng thang(6) (3) cabin guốc trượt (9) (8) giảm chấn (4) cáp phụ (5) dẫn hướng Các phận thang máy là: cabin chứa người hàng hóa, tời nâng Cabin chuyển động dẫn hướng thẳng đứng 5, nhờ có guốc lắp chặt vào cabin Cáp nâng 10 có treo cabin quấn vào tang vắt qua puli dẫn cáp tời nâng Khi dùng puli dẫn cáp nâng cabin lực ma sát cáp vành puli Trọng lượng cabin phần trọng lượng vật nâng cân với đối trọng treo dây cáp từ puli dẫn cáp (hoặc từ tang) Để an toàn,cabin lắp giếng thang Phần giếng thang thường bố trí buồng máy 11.Trong buồng máy có lắp tời khí cụ điều khiển (tủ phân phối, trạm từ, hạn chế tốc độ ) Phần giếng thang (hố giếng) có bố trí giảm chấn cabin giảm chấn đối trọng 8, để cabin tập kết trường hợp cabin di chuyển q vị trí cuối cùng(khi cabin vị trí đối trọng tập kết giảm chấn) Ở phần giếng thang có lắp hạn chế hành trình làm việc cabin Để tránh rơi cabin bị đứt cáp bị hỏng cấu nâng, cabin có lắp hãm bảo hiểm Trong trường hợp thiết bị kẹp kẹp vào dẫn hướng giữ chặt cabin Thường hãm bảo hiểm dẫn động từ cáp phụ , cáp vắt qua puli hạn chế tốc độ kiểu li tâm Khi tốc độ cabin tăng cao giới hạn định hạn chế tốc độ phanh puli làm dừng cáp Cáp hạ cabin sau tác động vào hãm bảo hiểm liên hệ với - Các sơ đồ thang máy thường gặp: ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY a)Thang máy có puli dẫn hướng b) Thang máy có bố trí tời c)Thang máy kiểu đẩy -Hình a: có lắp thêm puli phụ để dẫn hướng cáp đối trọng Sơ đồ sử dụng trường hợp khi, kích thước cabin lớn, cáp đối trọng dẫn hướng từ puli dẫn cáp (hoặc tang) cách trực tiếp xuống -Hình b: tời bố trí bên hơng phần đáy giếng thang, phần giảm tiếng ồn phát sinh thang máy làm việc.Dùng sơ đồ làm tăng tải trọng tác dụng lên giếng thang củng tăng chiều dài số điểm uốn cáp nâng, dẫn đến tăng độ mòn Cho nên kiểu bố trí tời sử dụng trường hợp đặc biệt mà buồng máy khơng thể bố trí phía giếng thang co yêu cầu cao cần giảm độ ồn thang máy làm viêc… - Hinh c:là sơ đồ thang máy kiểu đẩy, cáp nâng 1, có treo cabin 2, uốn qua puli lắp khung cabin, sau qua puli đến puli dẫn cáp (hoăc tang ) tời nâng Trọng lượng cabin phần vật nâng cân đối trọng Các dây cáp đối trọng uốn qua puli dẫn hưóng phụ Theo tiêu chuẩn Việt nam TCVN :5744-1993, tùy thuộc vào công dụng thang máy phân thành loại sau Loai I:Thang máy thiết kế cho việc chuyên chở người Loai II: Thang máy thiết kế chủ yếu để chuyên chở người có tính đến hàng hóa mang kèm theo người Loai III: Thang máy thiết kế chuyên chở dường (băng ca) dùng bênh viên ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY Loại IV: Thang máy thiết kế chủ yếu để chuyên chở hàng hóa thường có người kèm Loại V: Thang máy điều khiển cabin dùng để chuyên chở hàng, loại thiết kế cabin phải khống chế kích thước để người khơng thể vào Hiện thông số thang máy tiêu chuẩn hóa Các thang máy chở người sản xuất có sức nâng 350 KG, 500 KG 1000 KG cabin có sức chứa tương ứng 5, 14 người Tốc độ chuyển động cabin thang máy có sức nâng 350 KG 500 KG 0,63 m/giây, cịn tốc độ cabin có sức nâng 1000 KG 1m/giây Các thang máy có sức nâng 500 KG củng chế tạo với tốc độ nâng cabin 1m/giây Tất thang máy thường chế tạo với điều khiển nút ấn, có khả gọi cabin trống đến tầng Ngoài thang máy tiêu chuẩn, số trường hợp người ta sử dụng thang máy nâng hàng chuyên dùng, sức nâng chúng tới 50 cao 1.2 NHỮNG YÊU CẦU ĐỐI VỚI THANG MÁY Xuất phát từ điều kiện làm viêc đặc biệt, thang máy cần có yêu cầu cao độ tin cậy an toàn làm việc Cho nên hiên đa số nước phải ban hành quy định bắt buộc chế tạo sử dụng thang máy Bên cạnh yêu cầu trên, thang máy cịn có u cầu sau: a) Độ xác dừng cabin tầng b) Sự giới hạn trị số tăng tốc hãm máy mở máy dừng cabin c) Không ồn làm việc không gây nhiễu cho thu vô tuyến Ta hiểu độ xác dừng cabin ∆ hiệu số cao trình sàn cabin sàn tầng mà cabin dừng Vì tiêu chuẩn u cầu kỹ thuật thang máy giới hạn trị số Theo TCVN 5744-1993, độ xác dừng cabin điểm dừng phải đảm bảo giới hạn ± 20 mm thang máy bệnh viện, thang máy chất tải xe, ± 50 mm thang máy khác Độ xác dừng cabin phụ thuộc vào tốc độ chuyển động cabin Có thể coi cách gần rằng, độ xác dừng cabin lớn ± 20 mm ứng với tốc độ giới hạn cabin 0.15 – 0.2 m/giây độ xác dừng cabin ± 50 mm ứng với tốc độ cabin không 0.7 m/giây Khi cabin chuyển động với tốc độ lớn dừng cabin tự động tầng cần thiết phải giảm dần tốc độ trước dùng phanh tời để phanh Sự giảm dần tốc độ sử dụng phương pháp điện (dùng động điện chiều ) cách lắp đặt thêm tời truyền động vi mô phụ đặc biệt Gia tốc tối đa cho phép(m/giây2) Loại thang máy -Thang máy chở người sức nâng đến 1000 KG với đông điện tốc độ (tốc độ chuyển động cabin v>0.75m/giây) -Thang máy bệnh viện -Thang máy chở hàng điều khiển nút ấn v=0.5 m/giây -Thang máy chở hàng loại nhỏ v=0.25 m/giây v=0.50 m/giây Độ xác dừng cabin(mm) 1.5 ± 35 1.0 ± 20 1.5 ± 20 - ± 25 ± 50 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY Độ xác dừng cabin gia tốc tối đa cho phép Để tăng suất thang máy cần sử dụng gia tốc lớn thời kỳ mở máy dừng cabin Nhưng thang máy tính tốn để nâng người gia tốc cần phải thấp trị số gia tốc nguy hiểm cho sức khỏe Gia tốc nguy hiểm sức khỏe với tốc độ khoảng 40-50 m/giây, tốc độ này, hành khách có cảm giác khó chịu (chóng mặt, cảm giác sợ hãi ) Người ta thường lấy trị số gia tốc không 2.5 m/giây2 Khi tốc độ chuyển động cabin đến 1m/giây gia tốc không vượt 1.5 m/giây 2, cabin chuyển động với tốc độ lớn gia tốc khơng vượt m/giây2 Trong trường hợp có cố (cabin bị giữ lại hãm bảo hiểm khí cabin tập kết giảm chấn loxo ) cho phép tăng gia tốc hãm cabin lên tới 25 m/giây2 Đăc biệt cơng việc thu vơ tuyến, tiếng ồn nhiễu không cho phép, chế tạo lắp đặt khí cụ,các cấu thang máy cần phải ý loại bỏ chúng Mức độ cường độ ồn cho phép(dB) STT Đặc điểm nơi lắp đặt Tần số thấp Trong khoảng lớn tần số Đài phát thanh, vơ tuyến, phịng ghi âm 30 Khơng cho phép Nhà ở, bệnh viện, phòng hòa nhạc, phòng 40 30 đọc sách, văn phòng làm việc Cơ quan, nhà ăn, nhà hàng, nhà hát 50 40 Tòa nhà công nghiệp Không định Không định chuẩn chuẩn Như vậy, buồng máy giếng thang không phép bố trí bên cạnh phịng 1.3 CÁC THƠNG SỐ CƠ BẢN VÀ TÍNH TỐN NĂNG SUẤT CỦA THANG MÁY Các thông số thang máy là: chiều cao nâng (số tầng mà thang máy phục vụ ), sức nâng danh nghĩa tốc độ chuyển động cabin Ta hiểu, sức nâng danh nghĩa thang máy trọng lượng lớn vật nâng Sức nâng danh nghĩa thang máy chở người xác định theo số người lớn z chở cabin, xác định theo cơng thức: Q=q z (1) Trong q-trọng lượng người, thường lấy 70 Kg Trọng lượng củng lấy để tính tốn cho thang máy chở hàng có người áp tải Tốc độ chuyển động danh nghĩa cabin tốc độ làm việc nó, theo tính tốn thang máy Bộ hãm bảo hiểm khí hoạt động cabin chuyển động với tốc độ cao Trị số bảo hiểm quy định theo quy phạm an tồn Theo quy phạm thời thang máy đươc lắp đặt tịa nhà có độ cao từ tầng trở lên cao độ sàn tầng đến sàn tầng từ 13 m trở lên Khi độ cao tòa nhà từ 6-9 tầng người ta lắp thang máy có sức nâng thường 350 KG, số tầng lớn thường lắp thang máy , để có khả nâng vật nhỏ kèm theo, sức nâng số thang máy nên ấn định 500 KG.Trong thang máy dùng cho tòa nhà có độ cao từ 6-8 tầng, tốc độ nâng cabin ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY thường lấy 0.7m/giây , tòa nhà có số tầng lớn tốc độ nâng cabin thường lấy 0.7-1 m/giây Lượng thang máy cần thiết dùng cho công sở khu nhà ở, cá biệt tòa nhà cao tầng có khối lượng người cần vận chuyển lớn xác định cách tính tốn sau: 3600z Năng suất thang máy: A= φ (2) T Trong đó: z - số hành khách ứng với sức nâng danh nghĩa thang máy φ - hệ số làm đầy cabin T - thời gian chuyến chở (giây) Khi tính tốn với làm đầy tự do, thang máy tịa nhà cơng cộng lấy hệ số φ =0.6 – 0.7.Khi làm đầy có kiểm tra tính tốn thơng lượng hành khách lớn lấy hệ số φ= Thời gian chuyến chuyên chở tính theo cơng thức 2H T= +tp (3) v Trong H-chiều cao nâng cabin (m), v - tốc độ danh nghĩa cabin (m/giây), t p -thời gian phụ (giây) cần thiết cho việc tập kết cabin tầng, thời gian để khách khỏi cabin, thời gian mở cửa đóng cửa, thời gian mở chuyển động cabin Sơ bộ, thời gian phục vụ tính theo cơng thức = [t1(K+1) +t2.z.φ] 1,1 (4) công thức này: t1 - thời gian điểm dừng cần thiết cho việc mở đóng cửa, cho việc mở máy dừng thang máy Lấy theo bảng sau: Thời gian t1(giây) Loại thang máy Tốc độ thang máy(m/giây) Cửa dẫn tự động có chiều rộng: Cửa dẫn tự động tay Đến 1000 mm Đến 600 mm (hai cánh) (một cánh) Chở hàng 0,5 12-15 0,63 9-12 Chở người 1,0 6,5-7,5 7-9 10-13 2,5 7,5-8,5 3,5 8-10 Thời gian t1 tầng để điều khiển cửa, mở máy dừng cabin thang máy K- số điểm dừng xác suất thang máy tầng cao tầng Số điểm dừng xác suất tính theo xác suất cùa chúng , lấy theo đồ thị sau: ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY K z=21 16 Số điểm dừng xác suất 16 12 13 10 8 56 10 14 18 22 25 30 34 38 42 45 60 Số tầng cao tầng Số điểm dừng xác suất cabin thang máy chở người tùy thuộc vào sức chứa z cabin t2 - thời gian chi phí cho hành khách để vào khỏi cabin, tùy thuộc vào chiều rộng cửa, z- số hành khách ; φ- hệ số làm đầy cabin Hệ số 1,1 tính đến trể khơng lường trước Khi tính tốn suất thang máy số lượng thang máy cần thiết xác định theo trị số thông lượng hành khách ,tức phải xuất phát từ số dân cư tòa nhà, nơi cần đặt thang máy Sơ bộ, số dân cư xác định theo công thức: F Ad = (5) f Trong F diện tích hữu ích tịa nhà nơi cần đặt thang máy, có trừ diện tích tầng lầu tính theo m2, f diện tích hữu ích cho người Đối với nhà : f=5-9 m2 Đối với cửa hiệu, nhả hàng f= 2,7 – 3,6 m2 Đối với quan : f= – 11 m2 Cường độ thông lượng hành khách tịa nhà cơng cộng thường khơng giống thời điểm khác ngày thường có giá trị lớn lúc bắt đầu làm việc cuối làm việc Cuờng độ thông lượng hành khách lớn nằm khoảng thời gian tương đối ngắn ta thường tính tốn thơng lượng hành khách phút Thông lượng hành khách phút tính theo cơng thức: A 5= Ko.Ad (6) Trong Ko –hệ số lấy kinh nghiệm (bảng đây) Cơng dụng tịa nhà Nhà để Khách sạn Tòa nhà hành chánh Nhà hát Cơ quan Đặc điểm thông lượng hành khách Theo hai hướng Theo hướng Hệ số Ko 0,03-0,05 0,05-0,07 0,12-0,20 0,15-0,20 0,20-0,35 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY Thơng lượng hành khách tính tốn giờ: 60 At= A5=12A5 (7) Số thang máy cần thiết: A zt= t (8) A Để đảm bảo việc sữ dụng thang máy tiện lợi thời gian hành khách chờ cabin to phải không vuợt trị số xác định lớn Giả sử cabin xuất phát từ điểm dừng cuối với tốc độ đều, ta có thời gian chờ đợi hành khách T t0 = (9) zt Trong dó T thời gian chuyến chở zt số thang máy cần thiết Thời gian chờ đợi cho phép t0 thang máy công cộng (ở quan nhà hát…) lấy 30-40 s (phục vụ tốt), khách sạn nhà 40-60s (phục vụ trung bình) Theo số liệu người ta tính duyệt lại số thang máy cần thiết Việc bố trí thang máy ảnh hưởng đến suất thang máy Giả sử ta bố trí hai thang máy cho tầng bốn thang máy cho tầng giải tốt hiệu việc vận chuyển 1.4 NGUYÊN TẮC CHUNG VỀ TÍNH BỀN THANG MÁY Các chi tiết thang máy, tùy thuộc vào thời gian làm việc chúng chia thành hai nhóm bản: +Các chi tiết thường xuyên làm việc thời gian thang máy làm việc +Các chi tiết làm việc trường hợp có cố (bộ hãm bảo hiểm, giảm chấn…) Khi tính chi tiết nhóm thứ cần phải tính đến khả làm việc chúng điều kiện sau: • trường hợp tính tốn thứ nhất: Khi có tải trọng danh nghĩa tác dụng thang máy làm việc • trường hợp thứ hai: Khi cabin tập kết hãm bảo hiểm giảm chấn (do hỏng tời, đứt cáp…) • trường hợp thứ ba: Khi cabin chịu tải trọng thử lúc khám nghiệm thang máyđể xin cấp phép theo quy phạm an tồn • trường hợp thứ tư: Cũng cần kiểm tra độ bền chi tiết thang máy cabin bị kẹt dẫn hướng (chẳng hạn dẫn hướng bị lệch nhà bị lún hay cabin va chạm vào vật thể ngẫu nhiên rơi vào) Tải trọng tính tốn Qt trọng lượng vật nâng Q trọng lượng đối trọng cần xác định có tính đến lực qn tính Pi mở máy dừng máy cabin Trường hợp tính tốn thứ ta có: a Qt = Q + Pi = mg + ma = Q(1 + ) = Q.K d (10) g Trong m – khối lựong vật nâng (kg) a – gia tốc mở máy dừng máy (m/s2) ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY g – gia tốc trọng trường (m/s2) Kd – hệ số động a Trong trường hợp K d = + (11) g Khi tính tốn thang máy theo tải trọng danh nghĩa (trường hợp tímh tốn thứ nhất) trị số a lấy tương ứng với điều kiện làm việc bình thường thang máy Nhưng cần biết việc đặt lực đột ngột trị số K d thực tế lớn trị số tính tốn theo cơng thức trên, ta phải tăng trị số lên khoảng 20-30% cho hợp lý Tải trọng tính tốn trọng lượng cabin: Gt = G.Kd (12) Hệ số Kd giống Trường hợp tính tốn thứ hai: xác định tải trọng tính tốn theo công thức (10) cabin tập kết lên hãm bảo hiểm giảm chấn Trị số K d tính theo (11) có tải trọng va đập chẳng hạn lúc có hãm bảo hiểm tác động lên tức thời để hợp lý nên tăng Kd lên 20-30% Khi xác định tải trọng tính toán Qt trọng lượng vật nâng trường hợp này, xuất phát từ quy phạm an tồn, địi hỏi tăng tải thang máy 10% so với vật nâng danh nghĩa Như Qt = 1,1.Q.Kd (13) Khi khám nghiệm định kỳ thang máy (trường hợp tính tốn thứ ba), thử tải tĩnh thang máy tải thử vượt 1,5-2 lần so với tải danh nghĩa Tải trọng tính tốn trọng lượng vật nặng trường hợp là: Qt = Q.Kqt (14) Trong Kqt hệ số tải K=1,5 – thang máy có tang quấn cáp dùng xích làm dây kéo K=2 – thang máy có puli dẫn cáp Trong trường hợp cabin bị kẹp (trường hợp tính tốn thứ tư), tải trọng xác định theo momen lớn động (đối với tời có tang quấn cáp) theo momen lớn puli dẫn cáp (đối với tời có puli dẫn cáp) Đối với chi tiết nhóm hai làm việc trường hợp có cố (bộ hãm bảo hiểm, giảm chấn) tải trọng tính tốn tính theo cơng thức (11), (12), (13) Khi chọn ứng suất cho phép chi tiết nhóm thứ tính tốn chúng theo tải trọng danh nghĩa (trường hợp tính tốn thứ nhất) số chu kỳ chịu tải toàn thời hạn phục vụ Z ≥ 0,5.10 (các chi tiết tời thang máy) người ta lấy giới hạn mỏi làm ứng suất nguy hiểm • ứng suất cho phép chu trình tải đối xứng [σ ] = σ −1 (15) K tl K tu n • ứng suất cho phép chu trình tải mạch động [σ ] = σ (16) K tl K tu n Trong công thức : +σ-1 σ0 tương ứng giới hạn mỏi chu trình tải đối xứng chu trình tải động +Ktl hệ số tỷ lệ tính đếnảnh hưởng kích thước chi tiết đến giới hạn mỏi ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY +Ktu hệ số tập trung ứng suất chỗ có thay đổi đột ngột hình dáng chi tiết (chỗ tiện rãnh, bậc, rãnh then, ) +n hệ số dự trữ bền thơng thường ta tính tốn sau: Ktl.Ktu.n=n’ với giá trị n’ lấy theo bảng sau: Loại chi tiết Các chi tiết làm thép trơn: - có bề mặt gia cơng tinh - có bề mặt khơng gia cơng Trục truyền, trục tâm, ngỗng trục: - chỗ lắp then làm bậc - chổ có ren, chịu kéo Bánh răng: - sau thường hóa tơi thể tích - tơi bề mặt - có bề mặt thấm than thấm Nitơ Hệ số n’ 1,5-2 1,7-2,3 2,2-2,8 3,5-4,5 1,5 1,8 1,2 Sau xác định kích thước hình dáng chi tiết, tiến hành tính duyệt lại độ bền theo giá trị thực Ktl,Ktu Khi chi tiết chịu tải chịu tải động (ví dụ trục puli cân bằng), lấy giới hạn chảy σT (đối với chi tiết thép) giới hạn bền σ B (đối với chi tiết gang) làm ứng suất nguy hiểm trường hợp ta có [σ ] = σ T [σ ] = σ B (17) n0 n0 Đối với chi tiết thép lấy n 0=2 -3 tùy thuộc vào vật liệu (phơi rèn đúc) tính chất làm việc chi tiết Đối với chi tiết đúc gang n = 3-4 Vì tải trọng tải trọng ngẫu nhiên nên hệ số dự trữ bền trường hợp giảm 20-30% Khi tính tốn chi tiết chịu tác dụng tải trọng thử trường hợp kẹt cabin ứng suất cho phép tính theo công thức (14) với độ dự trữ bền n 0=1,11,3 Các kích thước cuối chi tiết nhóm thứ ấn định theo trạng thái bất lợi (theo điều kiện bền) số trường hợp tính tốn xem xét 10 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY trục với chặn 11.Mặt mút chặn tựa lên cam 10 trục cóc.Ở vị trí làm việc bình thường lò xo gữ nhờ chặn lắp đầu đòn 13 hoạt động nhờ nam châm điện 14.Ở tốc độ cố cabin hạn chế tốc độ điều khiển nam châm điện,đòn 13 lật chặn 1,sau lò xo giải phóng.Lò xo đẩy cóc bật lên giải phóng bánh lệch tâm.Khi quay trục đòn 15 ép lên lăn hạn chế hành trình 12 làm dừng động Để tránh đứt cáp hạn chế tốc độ gãy bánh lệch tâm cần phải hạn chế lực xiết chúng thực hãm bảo hiểm.Để thực điều ,trong kết cấu xét bánh lệch tâm bên trái(hình 12b) người ta làm dạng di động.Trục bánh lệch tâm nối với cần di động 5.Ở phần vai có lắp lò xo dùng để giới hạn trị số lực xiết bánh lệch tâm.Lực căng lò xo điều chỉnh nhờ đai ốc Vị trí bánh lệch tâm bên trái so với cáp điều chỉnh nhờ đai ốc phụ lắp thân thiết bị • Để hạn chế tốc độ làm việc tin cậy,mongmuốn ssố vòng quay đóa,trên có lắp trọng vậtkhông 40 – 50 vòng /phút.Với mục đích số hạn chế tốc độ người ta dùng thêm truyền phụ puli đóa hạn chế tốc độ để tăng số vòng quay đóa • Để kiểm tra làm việc hãm bảo hiểm khám nghiệm thang máy hiệu chỉnh lắp đặt hạn chế tốc độ thường có puli phụ(thường đúc thành khối với puli chính),đường kính chúng chọn cho số vòng quay trục hạn chế tốc độ phù hợp với số vòng quay tốc độ chuyển động cố củ cabin(hình 11) @ Bộ hạn chế loại trục spinđen lắp thang máy có hành trình lớn sử dụng rộng rãi nhiều nước.Hình 13 trình bày sơ đồ hạn chế loại trục spinđen gồm:trục đứng 1,các đòn vơi văng lắpbản lề vào trục.Nhờ giằng mà đòn nối với ống lót di động 5, ống lót gắn với thiết bị kẹp cáp hạn chế tốc độ.Cáp vắt qua puli lắp trục ngang Trục ngang nối với trục đứng1 nhờ truyền bánh côn 7.Khi tốc độ cabin vượt giá trị cho phép văng tách ra,nâng ống lót lên qua hệ tay đòn nâng cóc thiết bị kẹp cáp.Các má kẹp làm việc tương tự hình 12.Để có khả điều chỉnh moment điều khiển hạn chế tốc độ dùng lò xo phụ lực căng điều khiển nhờ đai ốc Lực p cần thiết để điều khiển hãm bảo hiểm phụ thuộc vào sơ đồ kết cấu vàchỉ xác định thực nghiệm.Theo số liệu thực nghiệm hãm bảo hiểm tức thời p = 15 – 20 KG ,đối với hãm bảo hiểm kiểu trượt có lực hãm không đổi p = 80 - 120 KG hãm bảo hiểm có lực hãm tăng dần p = 200 – 400 KG Đường kính cáp dẫn động hạn chế tốc độ thường chọn khoảng – mm,theo qui phạm an toàn đương kính không nhỏ 7mm.Đường kính puli dẫn động Dd hạn chế tốc độ ,đường kính puli phụ Dphụ dùng để kiểm tra làm việc hãm bảo hiểm xác định từ điều kiện 57 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY D ph = Dd n v = Dd na va Trong n na :số vòng quay trục hạn chế tốc độ chuyển động danh nghóa tốc độ chuyển động có cố cabin(vòng/phút) V v0 :tốc độ danh nghóa tốc độ có cố cabin thang máy A l1 l0 Pc G e G Hình 13 :Sơ đồ cấu hạn chế tốc độ có trục spiđen Lực vòng vành puli hạn chế tốc độ phụ thuộc vào trọng lượng đối trọïng căng cáp trọng lượng cáp dẫn động hạn chế tốc độ.Khi lực căng đầu S1’ S2’ lực vòng vành puli bằêng : P= S1’ - S2’ ' ' µα Theo công thức Euler : S1 = S e ' ' ' Lực căng tổng công nhánh cáp S1 + S = Gdt + Gc Với α - góc ôm puli (rad) Gdt -trong lượng đối trọng căng cáp Gc - trọng lượng cáp hạn chế tốc độ Tại giá trị lực p cho trước ,xuất phát từ cơng thức xác định trọng lượng đốI trọng căng cáp Gdt hạn chế tốc độ :  p e µ0α +  Gdt =  µ0α Gc' ÷k0 k0= 1,2 – 1,5 ,hệ số dự trữ  e +1 ÷   ( ) Thường trọng lượng đối trọng căng cáp lấy vào khoảng 100 – 200 kg tuỳ thuộc vào lực cần thiết để điều khiển hãm bảo hiểm 58 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY Lực P0 kẹp cáp kẹp cáp tự xiết hạn chế tốc độ theo kiểu P hình 12 P0’= 2µ µ = 0,12 – 0,15 - hệ số ma sát má kẹp cáp Trong : Tỷ lệ tay đòn ánh lệch tâm (xem sơ đồ hình 2b)cũng chọn hãm bảo hiểm kiểu lệch tâm.Khi thiết kế lò xo kẹp cần phảI xét đếnkhar tăng lực căng lên 20 –30 % q trình điều chỉnh Khi tính tốn hạn chế tốc độ có trục spiđen xuất phát từ hành trình cần thiết ống lót điều khiển má kẹp (khoang –25 mm),sơ ngườI ta chọn kích thước hạn chế tốc độ co trước góc nghiêng α & β khâu (hình 13b),trọng lượng trọng vật G cần lấy khoảng –5 kg.Lực căng cảu lò xo hạn ché tốc độ vị trí làm việc xác định từ phương trình mơ men lực tác dụng lên địn đốI vớI điểm A điểm quay địn này(hình 13) Gl0 sin β − Pc l0 cos β + S1l1 sin α cos β + S1l1 cos α sin β = : Pc - lực ly tâm (KG) S1 -lực kéo 1(KG) Trong cấu hạn chế tốc độ có trục spiđen thường lấy α = β từ cơng thức ta có l ( −Gtg β + Pc ) S1 = l1 2sin β Lực căng cần thiết lị xo vớI kích thước chọn hạn chế tốc độ l ( Gtg β + Pc ) Plx = S1η cos β − G0 = η − G0 l1 tg β Trong Gơ trọng lượng ống lót (hình 13a) η =0,94 – 0,96 – hiệu suất cấu Tri số lực ly tâm Pc tính theo cơng thức : G  π na  2 Pc = mω r = ( l0 sin α + e )  ÷ = 0, 0012Gna ( l0 sin α + e ) g  30  ω -tốc độ góc trục hạn chế tốc độ (rad/giây) Trong m - khốI lượng văng na - số vòng quay tính tốn trục hạn chế tốc độ (v/phút) tốc độ chuyển động có cố cabin g – gia tốc trọng trường Trong sơ đồ hạn chế tốc độ kiểu phẵng theo hình 11 trọng lượng vật vị trí đĩa chúng lắp cân cân nhau.Lực cảu lị xo Plx (hình 11b)tác dụng dọc theo kéo liên kết,ở số vòng quay định ứng vớI tốc độ chuyển động có cố cabin dược xác định theo phương trình momen lực tác dụng điểm A (điểm quay trọng vật ) G πn  Plx b − Pc a = Plx b −  ÷ = Plxb − 0, 0024n = g  30  59 ĐỒ ÁN MƠN HỌC Từ rút Plx=0,0024Gn2 r THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY a b (*) Trong công thức : R -khoảng cách từ trục quay hạn chế tốc độ đến trọng tâm vật (m) a b -các1 tay đòn lực Pc Plx (m) Lực nén lò xo vào thời điểm điều khiển hạn chế tốc độ có tính đến tổn thất lề trọng vật Plx’ =(0,94 0,98 )Plx (**) Số vòng quay trục hạn chế tốc độ xác định từ điều kiện v n= Go Dπ Trong : v :tốc độ cabin thang máy (m/s) D : đường kính buli hạn chế tốc độ (m) Theo công thức (*) (**)sau thay số vòng quay ứng với tốc độ danh nghĩa tốc độ có cố v va tính theo cơng thức (5.17)có thể xác định lực căng lớn va lưc căng nhỏ Plmax Plmin lò xo Độ cứng cần thiết lò xo Plxmax − Plxmin trường hợp : Clx= f Trong f : trị số nén lò xo thay đổI lực từ Plmax đến Plmin điều khiển hạn chế tốc độ Trị số f xác định tuỳ thuộc vào khe hở gốI tựa hạn chế tốc độ vị trí làm việc tạI tốc độ chuyển động danh nghĩa cabin tỷ số truyền hệ thống đòn hạn chế tốc độ 60 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY Chương 6: LẬP TRÌNH PLC CHO THANG MÁY MỘT BUỒNG Thang máy khảo sát gồm tầng năm lầu Trong phần khảo sát phần lập trình cho thang máy hoạt động PLC với phương pháp lập trình STL(STep Ladder programming) • STL STL cơng cụ điều khiển trình tự hiệu quả, nhờ vào đặc điểm:  Khả giữ trạng thái hành nhờ dùng cờ có khả chốt  Tự động vơ hiệu hóa trạng thái trước chuyển vào trạng thái hành  Dễ dàng phân nhánh song song dạng OR AND Quá trình thang máy hoạt động chia thành trình tuần tự, STL sử dụng hiệu ứng dụng • Khởi tạo Khi PLC bật lên, bit M8002 set Bit chuyển quyền điều khiển chương trình cho trạng thái S0, đồng thời reset trạng thái lại để đảm bảo khởi tạo, thang máy trạng thái không hoạt động Trạng thái S0 Trạng thái chưa cho động quay, giả định chiều di chuyển trước thang(sẽ hiểu rõ giải thuật phân tích yêu cầu S1) Đồng thời, chuyển sang trạng thái sẵn sàng hoạt động S1 nguồn cấp cho thang bật Trạng thái S1: Thang dừng, phân tích yêu cầu Việc phân tích yêu cầu để đưa giải thuật hoạt động tốt, đáp ứng nhu cầu thực tế xử lý bước Giải thuật cần đảm bảo đáp ứng cách có hiệu quả, quan trọng khơng bỏ sót trường hợp Các tập kiện sau cần xét đến:  Vị trí thang: cho biết thang tầng  Rinside,up : yêu cầu gọi từ phía thang, lên tầng phía vị trí  Rinside,down : yêu cầu gọi từ phía thang, xuống tầng phía vị trí  Routside,up,↑ : yêu cầu gọi từ phía ngồi thang, phía vị trí tại, lên  Routside,up,↓ : u cầu gọi từ phía ngồi thang, phía vị trí tại, xuống  Routside,down,↓ : u cầu gọi từ phía ngồi thang, phía vị trí tại, xuống  Routside,down,↑ : u cầu gọi từ phía ngồi thang, phía vị trí tại, lên  Rinside, Routside : u cầu bên trong, bên ngồi vị trí thang dừng 61 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY  M’u : trước dừng, thang nâng  M’d : trước dừng, thang hạ  Mu, Md : bit xác định chiều di chuyển thang • Mu=1: thang nâng • Md=1: thang hạ • Mu=Md=0: thang đứng yên Như vậy, việc phân tích yêu cầu xác định trạng thái Mu, Md dựa vào kiện xét • Các trường hợp xảy định • M’u = (Trước thang nâng)  Rinside, up + Routside, up, ↑ ≠ {0}: Mu =  Rinside, up + Routside, up, ↑ = {0}: o Routside, up, ↓ ≠ {0} : Mu =1 o Routside, up, ↓ = {0} : Khơng cịn u cầu phía • Routside, down, ↓ ≠ {0} : Md = • Routside, down, ↓ = {0} : Routside, down, ↑ ≠ {0} : Md = Routside, down, ↑ = {0} : Rinside+Routside ≠ {0} : mở cửa Rinside+Routside = {0} : khơng làm Trường hợp Md = 1: đổi trạng thái di chuyển thang, tức M’u = M’d = • M’d = (Trước thang hạ)  Rinside, down + Routside, down, ↓ ≠ {0} : Md =  Rinside, down + Routside, down, ↓ ={0}: o Routside, down, ↑ ≠ {0} : Md = o Routside, down, ↑ = {0} : • Routside, up, ↑ ≠ {0} : Mu = • Routside, up, ↑ = {0} : Routside, up, ↓ ≠ {0} : Mu = Routside, up, ↓ = {0} : Rinside+Rouside ≠ {0} : mở cửa Rinside+Routside = {0}: khơng làm Trường hợp Mu = 1: đổi trạng thái di chuyển thang, tức M’d = M’u = Trong trình phân tích u cầu để đưa định, ln phải cập nhật kiện Rinside, Routside, vị trí thang…Và thực sự, việc cập nhật kiện phải tiến hành tồn q trình thang hoạt động Việc cập nhật kiện nào, xem xét chương trình PLC Sau phân tích yêu cầu, Mu Md set, thang chuyển qua trạng thái 2: Thang di chuyển Trường hợp Mu Md khơng set, có u cầu vị trí thang dừng, thang chuyển sang trạng thái S4: mở cửa 62 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY Trạng thái 2: Thang di chuyển Ở đây, việc điều khiển động thực biến tần Biến tần khảo sát Altiva 18 hãng Telemecanique Khi thang di chuyển, chia làm giai đoạn:  Tăng tốc  Ổn định  Giảm tốc Có hai thơng số liên quan đến việc tăng tốc giảm tốc động cơ: Acc Dec Việc tăng tốc giảm tốc cần đảm bảo giới hạn gia tốc cho phép để người thang không bị sốc Thí dụ: Với bFr = 50 Hz, cài đặt ramp = 10s sau 10s, tần số tăng 50Hz Tốc độ động khơng đồng lồng sóc pha xác định bởi: 60 f V = (1 − s) p  f: tần số nguồn cấp  p: số cực động  s: hệ số trượt động Gia tốc lúc khởi động xác định: 60.bFr a = V = (1 − s) t p ramp Với giá trị a, bFr p cho trước, cài đặt giá trị ramp thích hợp cho biến tần thơng số Acc Cài đặt cho thơng số Dec hồn tồn tương tự Các dạng yêu cầu khác định điều kiện dừng thang:  Nếu trước thang nâng (M’u = 1) Rinside+Rouside, up, ↑ ≠ {0}, thang dừng vị trí yêu cầu trình lên  Nếu trước thang nâng Rinside+Routside,up,↑ = {0}, đồng thời Routside,up,↓ ≠ {0} (điều hiển nhiên, thang nâng có nghĩa phía có u cầu), thang dừng lại Routside, up, ↓ cao Tương tự cho trường hợp thang xuống Chương trình PLC cho thấy rõ trường hợp Quá trình cập nhật kiện, đề cập, phải tiến hành liên tục Khi có yêu cầu thỏa mãn, thang dừng, chuyển sang trạng thái S3 Trạng thái S3: Thang dừng Với cách bố trí cảm biến photoelectric eye (PE) sơ đồ, thang dừng che đồng thời hai PE center up tầng Khi đó, phanh hãm cửa thang chuẩn bị tự động mở, tức chuyển sang trạng thái S4 Trạng thái S4 S5: Thang dừng, cửa mở đóng 63 ĐỒ ÁN MƠN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY Cửa mở tự động sau delta t thang dừng Các điều kiện để cửa mở:  Khi có người cửa(nhận biết PE)  Khi nút Open ấn  Khi nút Door Hold ấn  Khi trọng lượng vượt giới hạn cho phép Cửa ngừng mở khi:  Nút Close ấn(với điều kiện khơng có người cửa)  Hoặc cửa mở hồn tồn(Cảm biến nhận biết) Các điều kiện đóng cửa:  Khi nút Close ấn  Hoặc sau khoảng thời gian delta t cửa mở hoàn tồn, với điều kiện khơng có tín hiệu u cầu cửa mở Cửa ngừng đóng điều kiện mở cửa thỏa mãn Giữa q trình đóng mở, cần có khoảng thời gian delta t để động cửa đảo chiều mà không bị sốc Khi cửa đóng hồn tồn, q trình xóa kiện vừa đáp ứng cần thực Tùy thuộc vào trạng thái kiện trạng thái thang trước đó, loại kiện xóa Sau cửa đóng q trình cập nhật kiện hồn thành, thang chuyển trạng thái dừng S1 để phân tích yêu cầu định Trên toàn chu trình hoạt động thang 64 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY S0 S1 S to p th e c a r A n a ly s e t h e r e q u e s t s S2 U p d a te re q u e s ts R u n t h e e l e v a t o r 's m o t o r S3 U p d a te re q u e s ts R e q u e s t s s a t i s fi e d S t o p t h e c a r e x a c t ly S4 U p d a te re q u e s ts O p e n th e d o o r S5 65 In i t i a l i z a t i o n U p d a te re q u e s ts C lo s e t h e d o o r ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, xây dựng tồ nhà có qui mơ đại, tiện ích cho người sử dụng ttrở thành nhu cầu thiết yếu xã hội, đặc biệt thành phố lớn với mật độ dân cư ngày dày đặc Một chi tiết quan trọng tòa nhà cao tầng thang máy dùng di chuyển chở người đồ vật Với nhu cầu đó, nhóm chúng tơi cố gắng tìm hiểu cấu qui trình vận hành thang máy… Đồng thời với cấu, phần điều khiển thang máy qui trình PLC ngày phổ biến Với tính linh hoạt , gọn nhẹ dễ lập trìh, PLC ngày sử dụng phổ biến Và với báo cáo hi vọng đưa cấu tạo chung thang máy dùng giải thuật điều khiển hoạt động thang máy nột cách tối ưu để giúp người sử dụng thoải mái nhanh 66 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY LỜI CẢM ƠN Nhóm chúng tơi xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Minh Tuấn tận tình dẫn việc tìm hiểu cấu khí thiết bị điều khiển Đồng thời xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa Cơ Điện Tử khoa khí tận tình giảng dạy chúng tơi năm qua để hồn thành báo cáo Nhóm đồ án Phạm Khắc Bình Nguyễn Tấn Cường Nguyễn Văn Hải Bùi Quốc Vũ 67 P0000010 P0010001 P0010002 P0000105 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 68 ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG THANG MÁY …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… 69 ... 0,5-0 ,25 1-0,5 0,5-0 ,25 1-0,5 0,5-0 ,25 1-0,5 0,5-0 ,25 1-0,5 - với đồng thau Thép với thép thổ -bôi mỡ đặc -không bơi trơn -khi có lớn 0, 12- 0 ,22 0,08-0, 12 0,09-0 ,20 0,07-0,14 0, 12- 0 ,20 0,1-0, 12 0,3-0,35... hứơng kim loại s=15 mm dẫn hứơng gỗ s =25 mm Ứng vơi s đó, với gia tốc tối đa cho phép amãx =25 m/s2  2. a.s = 2. 25.0, 015 = 0,9m / s vaø 2. a.s = 2. 25.0, 025 = 1,1m / s Như theo bảng , tốc độ danh... THỐNG THANG MÁY K z =21 16 Số điểm dừng xác suất 16 12 13 10 8 56 10 14 18 22 25 30 34 38 42 45 60 Số tầng cao tầng Số điểm dừng xác suất cabin thang máy chở người tùy thuộc vào sức chứa z cabin t2