Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế bộ truyền động cho thang máy chở người nhà cao tầng
đồ án :TH I ếT Kế Bộ TRUYềN ĐộNG CHO thang máy chở ng ời NH à CAO TầNG. Cho mô hình thang máy nh sau: Động cơ Hộp số puli chủ động Thanh dẫn Đối trọng puli bị động Hình 1 Các số liệu cho nh sau: Loại động cơ : Động cơ điện một chiều . Tốc độ : V = 1,5 m/s. Gia tốc : a = 0,5 m/s 2 Chiều cao mỗi tầng : h 0 = 4 m. Số tầng : n = 10 tầng. Chiều cao làm việc của thang : H = 40 m. Trọng lợng Cabin : G 0 = 1000 kg. Trọng lợng tải : G đm = 630 kg. Đờng kính puli : D = 0,45 m. Hiệu suất cơ cấu : = 0,75 . Tỷ số truyền cơ cấu : i NộI DUNG THIếT Kế. CHƯƠNG I : MÔ Tả CÔNG NGHệ Và YÊU CầU TRUYềN ĐộNG. I.Giới thiệu chung về thang máy. Thang máy là thiết bị vận tải dùng để chở ngời và hàng hoá theo phơng thẳng đứng.Thang máy đợc dùng nhiều trong các công tr- ờng,xí nghiệp và các nhà cao tầng để phục vụ cho công nghiệp và đời sống nhân dân.Thang máy thuộc loại vận chuyển thẳng đứng nên thời gian vận chuyển nhỏ so với các loại thang xiên.Những loại thang máy hiện đại có kết cấu cơ khí phức tạp,nhằm nâng caonăng suất vận hành tin cậy, an toàn cho con ngời.Tất cả các thiết bị điện đợc lắp đặt trong buồng thang và buồng máy.Buồng máy đợc bố trí ở tầng trên cùng của giếng thang máy. Để đảm bảo an toàn cho hành khách và thiết bị,ở thang máy đợc sử dụng phanh hảm cơđiện ,ngoài ra ở buồng thang có trang bị bộ phanh bảo hiểm(phanh dù) .Phanh bảo hiểm này có nhiệm vụ giử buồng thang tại chổ khi đứt cáp, mất điện và khi tốc độ di chuyển của buồng thang vợt quá(20-40)% tốc độ định mức. Ngoài truyền động nâng hạ buồng thang(truyền động chính theo phơng thẳng đứng) ở thang máy còn có các truyền động phụ (là truyền động đóng mở cửa buồng thang).Truyền động này có một động cơ lồng sóc kéo qua một hệ thống tay đòn. I.1 Phân loại thang máy nh sau: I.1.1.Phân loại theo chức năng: a.Thang máy chở ngời: Gia tốc cho phép đợc quy định theo cảm giác của hành khách: a 1,5 m/g 2 +Dùng trong các toà nhà cao tầng: loại này có tốc độ trung bình hoặc lớn, đòi hỏi vận hành êm, an toàn và có tính mỹ thuật . +Dùng trong bệnh viện: phải đảm bảo rất an toàn, sự tối u về độ êm khi dịch chuyển, thời gian dịch chuyển, tính u tiên đúng theo các yêu cầu của bệnh viện . +Trong các hầm mỏ, xí nghiệp: đáp ứng đợc các điều kiện làm việc nặng nề trong công nghiệp nh tác động của môi trờng làm việc: độ ẩm, nhiệt độ; thời gian làm việc, sự ăn mòn . b.Thang máy chở hàng: Đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, trong kinh doanh .Nó đòi hỏi cao về việc dừng chính xác buồng thang máy đảm bảo cho việc vận chuyển hàng hoá lên xuống thang máy đợc dễ dàng thuận lợi . I.1.2.Phân loại theo tốc độ dịch chuyển: Thang máy tốc độ chậm: V = 0,5 m/s Thang máy tốc độ trung bình: V = 0,75 ữ 1,5 m/s Thang máy tốc độ cao: V = 2,5 ữ 5 m/s I.1.3.Phân loại theo tải trọng: Thang máy loại nhỏ: Q Tm < 160 KG Thang máy loại trung bình: Q Tm = 500 ữ 2000 KG Thang máy loại lớn: Q Tm > 2000 KG. I.2.Cấu tạo thang máy. Thang máy có nhiều loại ,tuy nhiên các thiết bị chính của nó vẫn là :buồng thang,tời nâng, dây căng,đối trọng,động cơ,cơ cấu hãm cơ điện và các khí cụ khống chế khác. Trên hình vẽ là sơ đồ vẽ các thiết bị cơ bản của thang máy,các thiết bị chính đợc chú thích dới hình 2,trong đó: 1>Tời nâng(buli chủ động). 2>Dây treo. 3>Bộ phận hạn chế tốc độ kiểu ly tâm. 4>Buồng thang. 5>Đệm dầu. 6>Đối trọng. 7>Dây chảo. 8>Buli dẩn hớng đặt dới hầm(buli bị động). Sau đây là một số cơ cấu đáng chú ý trong thang máy: I.2.1 .Động cơ nâng: 1 8 6 4 2 5 3 7 Hình 2. Động cơ nâng thang máy nối liền với bánh xe đại ma sát bằng hộp giảm giảm tốc hay nối trực tiếp.Do đó có hai loại truyền động: +Loại có hộp giảm tốc. +Loại không có hộp giảm tốc. -Loại truyền động có hộp giảm tốc ngày càng đợc trang bị bằng các động cơ có tốc độ định mức 600ữ1500v/ph.Vì thế kích thớc của nó nhỏ,nhng hộp giảm tốc tơng đối đắt tiền và làm việc ồn ào. -Loại truyền động không có hộp giảm tốc dùng các động cơ chạy chậm có tốc độ quay định mức là 60ữ120 v/ph,kích thớc và trọng l- ợng động cơ tơng đối lớn,tuy vậy do không có hộp giảm tốc nên hệ thống làm việc êm hơn.Mặt khác trong truyền động không có hộp giảm tốc ,phần ứng của động cơ nối liền với trục bánh xe đại ma sát,lại quay với tốc độ nhỏ nên tổn thất trongu quá trình quá độ nhỏ. I.2.2.Tổ đớp(phanh hảm bảo hiểm):Đặt phía trong buồng thang có tác dụng ngoạm chặt lấy gờ trợt khi bị đứt dây căng hay khi tốc độ buồng thang tăng quá trị số cho phép,khi đó tổ đớp ghìm chặt lấy buồng thang lại.Cấu tạo tổ đớp nh hình vẽ: 1>Gờ trợt. 2>Kìm. 3>Nêm. 4>Trống tời. 5>Lò xo. Khi thang máy chuyển động bình thờng,lò xo 5kéo mạnh làm cho kìm 2 mở ra và tổ đớp sẽ trợt trên gờ trợt cùng với buồng thang .Trống 4 của tổ đớp có dây cuốn liên hệ với một bộ phận của dây chảo 8.Khi thang máy chuyển động bình thờng trống 4 cha làm việc.Khi tốc độ của buồng thang tăng quá trị số cho phép thì bộ phận hạn chế tốc độ kiểu ly tâm đè lên dây chảo 8 làm cho trống 4 quay theo sự di chuyển của buồng thang.Nhờ trục vít mà nêm 3 đợc đẩy vào đuôi kìm làm cho kìm ngoạm chặt lấy gờ trợt nh vậy buồng thang bị dừng lại.Lúc tổ đớp làm việc thì lực hãm ban đầu còn bé ,sau đó đợc tăng dần lên.ở các buồng thang có tốc Hình 3. độ chạy nhanh,từ khi tổ đớp làm việc đến khi buồng thang dừng hẳn,buồng thang còn chạy đợc thêm vài mét,ở buồng thang chạy chậm ,quảng đờng đó chừng 10 cm. I.2.3.Đệm dầu: Đệm dầu có tác dụng làm cho buồng thang và đối trọng rơi xuống sàn hầm đợc êm,không bị chấn động mạnh.Đệm dầu làm việc theo nguyên tắc thuỷ lực,bộ phận chính là một ống xy lanh đựng dầu,thân xylanh có nhiều lỗ nhỏ.Nếu buồng thang hay đối trọng rơi mạnh xuống pittông,dầu sẽ đợcchuyển từ xylanh qua các lỗ đó đến nơi có thể tích lớn hơn,làm cho sự va chạm đợc êm, giảm chấn động cho thang máy. II.Đồ thị tốc độ tối u của thang máy. Để tăng năng suất của thang ,ta có thể tăng tốc độ di chuyển của buồng thang và giảm thời gian các quá trình mở máy và hãm máy. Đối với loại thang máy chạy chậm trị số tốc độ ổn định có ảnh h- ởng lớn đến năang suất. Đối với loại thang máy chạy trung bình , nhanh và cao tốc thì thời gian các quá trình quá độ lại có ảnh hởng lớn đến năng suất. s,v O v,m/s a a t v s a mo may c.d on dinh ham xuong toc do thap a, a,m/s ,m/s Vmin = 0,2m/s s : vi tri Hình 4. Tuy nhiên điều này lại mâu thuẩn với yêu cầu về độ êm dịu khi mở máy và hãm máy. Cảm giác của hành khách không phụ thuộc vào tốc độ v mà phụ thuộc ít nhiều vào gia tốc a và độ giật . Độ giật = dt da = 2 2 dt vd . Để đảm bảo cho hành khách có cảm giác dễ chịu cần phải tạo ra một quá độ êm dịutừ trạng thái đứng yên sang trạng thái chuyển độngvề trạng thái dừng. Muốn vậy ,vào giai đoạn đầu và giai đoạn cuối của quá trình mở máy và hãm máy cần giữ cho độ giật không đổi. Trên đồ thị tốc độ tối u biểu diễn đồ thị các đờng: v=v(t),s=s(t),a=a(t), =(t). Trị số cực đại của độ giật của các thang máy chạy nhanh khoảng3 đến 10 m/s 3 ,gia tốc cực đại cho phép khoảng 2 đến 2,5 m/s 2 ,nh vậy ta có thể suy ra tốc độ cực đại củabuồng thang không thể vợt quá 5 m/s. Đồ thị đợc chia làm 5 đoạn dựa theo tính chất thay đổi của buồng thang: -Mở máy. -Chế độ ổn định. -Hãm xuống tốc độ thấp. -Buồng thang đi đến tầng. -Hãm dừng. Đối với các thang máy chạy chậm đồ thị chỉ có 3 giai đoạn: -Mở máy. -Chế độ ổn định. -Hãm dừng. III.Các yêu cầu công nghệ chủ yếu đối với thang máy. Các yêu cầu chung nhất đối với hệ thống truyền động là: -Dễ điều khiển và hiệu chỉnh(tính đơn giản cao). -An toàn tuyệt đối cho ngời và thiết bị. -Dừng máy chính và không gây ra nhữnh cảm giác khó chịu cho hành khách. Thang máy đợc bố trí ở các công sở ,nhà ở,ngời sử dụng không có trình độ nghề nghiệp cao nên trong mọi trờng hợp các hệ thống điện càng đơn giản càng tốt .Cũng chính vì vậy ngời ta thích dùng động cơ điện không đồng bộ rô to lồng sóc và rô to dây quấn.Tuy nhiên động cơ rô to lồng sóc chỉ dùng cho thang máy chạy chậm vì nó không đáp ứng dợc các yêu cầu về dừng máy chính xác,đồ thị tốc độ tối uvà số lần đóng điện trong một gì bị hạn chế.Ngày nay nhờ sự phát triển của công nghệ bán dẫn mà động cơ một chiều cũng đã đợc sử dụng phổ biến. Để đảm bảo tính chất an toàn trong mạch khống chế ngời ta bố trí nhiều công tắc chuyển đổi,công tắc hành trình và tiếp diểm điều kiện,dùng phanh hãm cơ điện và phanh hãm bảo hiểm. Dừng máy chính xác nhằm bảo đảm tính thuận tiện và an toàn cho ngời sử dụng,ở các thang máy chạy nhanh,trớc khi dừng buồng thang,tốc độ động cơ đợc giảm sơ bộ. Phạm vi điều chỉnh tốc độ động cơ đợc xác định theo tỷ số giữa tốc độ làm việc và tốc độ trớc lúc hãm. Thông thờng các thang máy chạy chậm không yêu cầu điều chỉnh tốc độ. Các thang máy chạy nhanh và các thang máy có yêu cầu về dừng máy chính xác có phạm vi điều chỉnh tốc độ từ3:1tới 10:1. Ngoài ra hệ truyền động còn có các yêu cầu sau: -Yêu cầu về truyền động:Truyền động trong hệ thang máy phải là loại truyền động có đảo chiều quay. -Yêu cầu về gia tốc:gia tốc <=2 m/s 2 . gia tốc cực đại a max =1,5 m/s 2 . -Yêu cầu về cơ cấu hãm: + Buồng thang phải dừng chính xác + Không đợc rơi tự do khi mất điện hoặc đứt dây treo. + Quá trình hãm êm và chính xác.1 + Cơ cấu hãm phải giữ buồng thang tại chỗ khi tốc độ di chuyển >=20 % tốc độ định mức . - Yêu cầu về tính chất mômen quán tính J = const - Yêu cầu về vận hành : Không đợc vận hành trong trạng thái bất bình thờng , nếu cần đảo chiều tốc độ phải êm , tốc độ không đợc giảm đột ngột . Dựa vào đồ thị tốc độ của thang máy ta thấy rằng phụ tải trong hệ truyền động là loại phụ tải ngắn hạn lặp lại, quá trình mở máy, chuyển động với vận tốc ổn định, hãm máy đợc diễn ra liên tục lặp đi lặp lại trong suốt quãng đờng từ tầng 1 cho tới tầng trên cùng(tầng 10). chơng 2 : tính chọn công suất động cơ. Việc tính chọn đúng đắn công suất động cơ truyền động là hết sức quan trọng Nếu nh ta chọn công suất động cơ lớn hơn trị số cần thiết thì vốn đầu t sẽ tăng lên , động cơ thờng xuyên chạy non tải làm cho hiệu suất và hệ số cos giảm xuống . Nếu nh chọn công suất động cơ nhỏ hơn trị số yêu cầu thì máy sẽ không đảm bảo đợc năng suất . Để có thể tính chọn đợc công suất động cơ truyền động điện cho thang máy cần có các điều kiện và tham số sau : + Sơ đồ động học của thang máy + Tốc độ và gia tốc lớn nhất cho phép + Trọng tải + Trọng lợng buồng thang Hệ điện - cơ của thang máy mà em đang thiết kế có các yêu cầu sau: - Tốc độ : v = 1,5 m/s. - Gia tốc a = 0,5 m/s 2 - Trọng lợng buồng thang : G bt = 1000 kg. -Trọng lợng tải : G đm = 300 kg. - Đờng kính pu li cáp : D = 0,45 m. -Số tầng : 10 tầng. - Chiều cao tầng : 4 m. -Hiệu suất : = 0,75. [...]... phơng án hoặc một phơng án duy nhất để thiết kế Động cơ dùng để kéo puli cáp trong thang máylà loại động cơ có điều chỉnh tốc độ và có thể đảo chiều quay(quá trình nâng hạ của thang máy) .Nh vậy để thực hiện đợc truyền trong thang máy chúng ta phải có hai phơng án chính sau: +Dùng hệ truyền động chỉnh lu-Tiristo ,động cơ một chiều có đảo chiều quay +Dùng hệ truyền động xoay chiều có điều chỉnh tốc độ Sau... hệ truyền động này để từ đó chọn ra một phơng án truyền động phù hợp nhất dùng trong thang máy 3.1.Hệ truyền động chỉnh lu-Tiristor có đảo chiều quay Do chỉnh lu Tiristor dẫn dòng theo một chiều và chỉ điều khiển khi mở,còn khoá theo điện áp lới cho nên truyền động van thực hiện đảo khó khăn và phức tạp hơn truyền động máy phát -động cơ.Cấu trúc mạch lực cũng nh mạch cấu trúc mạch điều khiển hệ truyền. .. và phần ứng không tách biệt Từ thông động cơ cũng nh mô men động cơ sinh ra phụ thuộc nhiều vào tham số.Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động diện động cơ không đồng bộ là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh Trong định hớng xây dựng hệ truyền động động cơ không đồng bộ, ngời ta có xử lý hớng tiếp cận với các đặc tính điều chỉnh của truyền động động cơ một chiều Trong công nghiệp thờng... CKD Sơ đồ 3 : Truyền động dùng hai bộ biến đổi cấp cho phần ứng điều khiển riêng Loại này có u điểm là dùng cho mọi dải công suất, có tần số đảo chiều lớn BD1 CKD D + - BD2 Hình 10 Sơ đồ 4 : Truyền động dùng hai bộ biến đổi nối song song ngợc điều khiển chung Loại này dùng cho mọi dải công suất vừa và lớn , thực hiện đợc công việc đảo chiều êm hơn Hình 11 Sơ đồ 5 : Truyền động dùng hai bộ biến đổi... cân bằng Lcb 3.2.Hệ Truyền Động Xoay Chiều Có Điều Chỉnh Tốc Độ Hệ truyền động này dùng động cơ không đồng bộ 3 pha Loại động cơ này đợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, chiếm tỉ lệ rất lớn so với động cơ khác.Sở dĩ nh vậy là do ĐKB có kết cấu đơn giản,dễ chế tạo,vận hành an toàn,sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lới điện xoay chiều ba pha.Tuy nhiên trớc đây các hệ truyền động động cơ KĐB có điều... tính của phần ứng J=0,95 kg.m2 Khối lợng của động cơ Q=480(kg) chơng iii : lựa chọn phơng án truyền động Chọn phơng án truyền động là dựa trên các yêu cầu công nghệ và kết quả tính chọn công suất động cơ,từ đó tìm ra một loạt các hệ truyền động có thể thỏa mản yêu cầu đặt ra.Bằng việc phân tích,so sánh các chỉ tiêu kinh tế,kỹ thuật các hệ truyền động này kết hợp tính khả thi cụ thể mà có thể lựa chọn... Độ tác động của hệ này nhanh và cao, không gây ồn và dễ tự động hoá do các van bán dẫn công suất có hệ số khuyếch đại công suất rất cao Điều này thuận tiện cho việc thiết lập hệ thống điều chỉnh tự động nhiều vòng để nâng cao chất lợng các đặc tính tĩnh và đặc tính động của hệ thống + Trong hệ truyền động một chiều này, em sẽ sử dụng mạch lực là sơ đồ ba pha bởi vì loại này có u điểm là dùng cho mọi... nghỉ của thang máy trong một chu kỳ lên xuống.Xét thang máy luôn làm việc với tải định mức Gđm=630 (kg) tơng đơng với khoảng 12 ngời.Để đơn giản ,ta cho rằng qua mỗi tầng thang chỉ dừng một lần để đón,trả khách.Ta có các thời gian giả định nh sau: -Thời gian vào/ra buồng thang đợc tính gần đúng 1s/1ngời -Thời gian mở cửa buồng thang là 1s -Thời gian đóng cửa buồng thang là 1s -Giả sử ở mỗi tầng có... do việc điều tốc độ động cơ KĐBcó khó khăn hơn động cơ một chiều.Trong, thời gian gần đây do sự phát triển công nghiệp chế tạo bán dẫn công suất và kỹ thuật điện tử - tin học động cơ không đồng bộ mới khai thác đợc hết các u điểm của mình Nó trở thành hệ truyền động cạnh tranh có hiệu quả với hệ truyền động chỉnh lu triristo động cơ một chiều Không giống nh động cơ một chiều, động cơ KĐB có cấu tạo... hai bộ biến đổi cấp cho phần ứng điều khiển riêng hoạt động đóng mở độc lập với nhau, làm việc an toàn và không có dòng chảy giữa các bộ biến đổi +Sử dụng hệ truyền động chỉnh lu Tiristo - Động cơ có đảo chiều quay sẽ đạt đợc đồ thị tốc độ tối u (đối với loại truyền động xoay chiều thì chỉ đạt đợc dạng đồ thị gần giống mà thôi ) CHƯƠNG 4 : CáC THIếT Bị MạCH LựC 4.1 Sơ đồ mạch lực và nguyên lý hoạt động . đồ án :TH I ếT Kế Bộ TRUYềN ĐộNG CHO thang máy chở ng ời NH à CAO TầNG. Cho mô hình thang máy nh sau: Động cơ Hộp số . trong buồng thang và buồng máy. Buồng máy đợc bố trí ở tầng trên cùng của giếng thang máy. Để đảm bảo an toàn cho hành khách và thiết bị,ở thang máy đợc