Xem mẫu
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
Đồ án: NGHIÊN CỨU
PHÂN TÍCH CẤU TRÚC
THANG MÁY
1
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
MỤC LỤC
Mục lục................................ ................................ ...................................................... 1
Chương I: Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy ................................ ............... 62
I. Giới thiệu thang máy ................................ ................................ ..................... 62
II. Phân loại thang máy ................................ ................................ ..................... 65
1 . Phân loại theo chức năng................................ .............................................. 65
2 . Phân loại theo tốc độ dịch chuyển. ............................................................... 66
3 . Phân loại theo tải trọng ................................................................................. 66
4 . Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời ................................................................ 66
5 . Theo hệ thống vận h ành. ................................ .............................................. 66
Trang thiết bị cơ khí của thang máy ................................ ........................... 67
III.
1 . Tổng thể cơ khí thang máy MỤC LỤC
Mục lục................................ ................................ ...................................................... 1
Chương I: Nghiên cứu phân tích cấu trúc thang máy ................................ ............... 62
I. Giới thiệu thang máy ................................ ................................ ..................... 62
II. Phân loại thang máy ................................ ................................ ..................... 65
1 . Phân loại theo chức năng................................ .............................................. 65
2 . Phân loại theo tốc độ dịch chuyển. ............................................................... 66
3 . Phân loại theo tải trọng ................................................................................. 66
4 . Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời ................................................................ 66
5 . Theo hệ thống vận h ành. ................................ .............................................. 66
Trang thiết bị cơ khí của thang máy ................................ ........................... 67
III.
1 . Tổng thể cơ khí thang máy ........................................................................... 67
2 . Thiết bị lắp đặt trong buồng máy................................................................ ... 67
3 . Thiết bị lắp trong giếng thang máy ............................................................... 69
4 . Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy .................................................... 69
5 . Các thiết bị cố định trong giếng thang .......................................................... 70
5 .1 Ray dẫn hướng ...................................................................................... 70
5 .2 Giảm chấn .............................................................................................. 70
6 . Cabin và các thiết bị liên quan ...................................................................... 70
6 .1 Khung cabin ................................ ................................ ........................... 70
6 .2 Ngàm dẫn h ướng ................................ .................................................... 70
6 .3 Hệ thống treo ca bin ................................................................ ............... 71
6 .4 Buồng cabin .......................................................................................... 71
2
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
6 .5 Hệ thống cửa cabin và cửa tầng ............................................................. 71
7 . Hệ thống cân bằng trong thang máy .............................................................. 71
7 .1 Đối trọng ................................................................................................ 72
7 .2 Xích và cáp cân bằng ................................ .............................................. 72
7 .3 Cáp nâng ................................................................................................ 72
7 .4 Bộ kéo tời ............................................................................................... 73
8 . Thiết bị an to àn cơ khí.................................................................................. 73
8 .1 Phanh hãm đ iện từ : ................................................................................ 73
8 .2 Phanh bảo h iểm : ................................................................................... 73
9 . Cảm biến vị trí .............................................................................................. 74
IV. Hệ thống mạch điện của thang máy ................................ ........................... 77
1 . Mạch động lực: ................................................................ ............................ 77
2 . Mạch điều khiển: ......................................................................................... 77
3 . Mạch tín hiệu: .............................................................................................. 77
4 . Mạch chiếu sáng: ......................................................................................... 77
5 . Mạch an to àn: .............................................................................................. 77
Chương II: khảo sát đặc tính của thang máy và các yêu cầu điều khiển ................... 78
I. Khảo sát đặc điểm của thang ................................................................ ......... 78
II. Tính chọn công suất động cơ chuyền động thang máy ................................ ... 81
Các h ệ truyền động dùng trong thang máy ................................................. 85
III.
IV. Đặc điểm đặc trưng cho chế độ làm việc của hệ truyền động thang máy .... 86
ảnh hưởng của tốc độ, gia tốc và độ giật đối với hệ truyền động thang máy
V.
86
VI. Dừng chính xác buồng thang ..................................................................... 88
VII. h ệ biến tần động cơ và h ệ thống điều khiển pLc ........................................ 92
1 . sơ đồ khối của hệ biến tần động cơ............................................................... 92
2 . Giới thiệu về b iến tần 3g3mv của omron ...................................................... 92
1 .1 Đặt vấn đề. ............................................................................................. 92
1 .2 Tổng quan về biến tần 3G3MV và chức năng hoạt động. ....................... 93
2 ....................................................................................................................... 94
2 .1 ................................................................................................................. 94
VIII. ................................................................ ................................ ..................... 94
chương III: xây d ựng hệ thống điều khiển và lập trình điều khiển thang máy ........... 94
I. Phương pháp mô tả mạch trình tự ..................................................................... 94
II. Tổng hợp mạch trình tự................................ ................................ ..................... 97
Xây dựng các khối chức năng chính của thang .............................................. 97
III.
1 . Xác định các yêu cầu phục vụ và lưu giữ các yêu cầu đó ......................... 98
2 . bài toán xác định vị trí hiện tại của buồng thang. ..................................... 99
3 . Bài toán xác định hành trình hiện tại của buồng thang(đang nâng hay đang
h ạ). ................................................................................................................... 99
4 . Nâng hạ buồng thang ................................................................................. 99
5 . Điều khiển dừng buồng thang ................................................................ ... 99
6 . Bài toán đóng mở cửa .............................................................................. 102
7 . Bài toán điều khiển đèn và quạt buồng thang. ........................................ 105
8 . Bài toán xử lý các sự cố xảy ra đối với thang........................................... 105
IV. PLC................................................................................................ ............. 105
3
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
2 .2 sơ đồ tổng quát của PLC. ................................ ...................................... 106
2 .3 Cấu trúc bộ nhớ của CPU. .................................................................... 109
2 .4 Vòng quét chương trình. ................................................................ ....... 111
2 .4 Kỹ thuật lập trình. ................................ .................................................. 112
2 .5 Ngôn ngữ lập trình................................................................................ 115
V. ........................................................................................................................... 116
chương IV: xây d ựng mô hình mô phỏng thang máy ................................ ............. 116
I. Xác đ ịnh các vấn đề sẽ mô phỏng ................................................................... 116
II. Xây dựng kết cấu cho mô hình mô phỏng ....................................................... 116
Xây dựng kế hoạch mô phỏng và kiểm nghiệm trên thực tế. ........................ 116
III.
CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH CẤU TRÚC THANG MÁY
GIỚI THIỆU THANG MÁY
I.
Thang máy là thiết bị vận tải dùng đ ể chở người và hàng hoá theo phương thẳng
đứng hoặc nghiêng một góc nhỏ hơn 150 so với phương th ẳng đứng theo một tuyến
đ ã đ ịnh sẵn.Thang máy và máy nâng được sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất
của nền kinh tế quốc dân như trong ngành khai thác h ầm mỏ,trong ngành xây
dựng,luyện kim,công nghiệp nhẹ…ở những nơi đó thang máy và máy nâng được sử
dụng để vận chuyển h àng hoá,sản phẩm,đưa công nhân tới n ơi làm việc có độ cao
khác nhau…Nó đã thay thế cho sức lực của con người và mang lại năng suất
cao.Hình dáng tổng thể của thang máy đ ược giới thiệu tại hình 1.
4
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
Hình 1.1 : hình dáng tổng thể của thang máy
Trong sinh hoạt dân dụng,thang máy được lắp đặt và sử dụng rộng rãi trong
các toà nhà cao tầng,trong các khách sạn,siêu thị,công sở và trong các bệnh
viện….Hệ thống thang máy đ ã giúp con người tiết kiệm được nhiều thời gian và sức
lực…
Nhiều quốc gia trên th ế giới đã quy định đối với các to à nhà cao trên 6 tầng trở lên
phải được trang bị thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện,tiết kiệm thời
5
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
gian và tăng năng su ất lao động.Giá thành của thang máy trang bị cho công trình so
với tổng giá thành công trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý.
Ở Việt Nam trước đây thang máy chủ yếu được sử dụng trong các ngành công
n ghiệp để chở h àng hoá và ít được phổ biến.Nhưng trong giai đoạn hiện nay với sự
phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế quốc dân và đời sống nhân dân ngày càng nâng
cao,việc sử dụng thang máy trong mọi lĩnh vực ngày càng tăng lên.
Phụ tải của thang máy thay đổi trong một phạm vi rất rộng ,nó phụ thuộc vào
lượng hành khác đi lại trong một ngày đêm và hướng vận chuyển hành khách.Như
thang máy lắp đặt trong nhà hành chính,bu ổi sáng đầu giờ làm việc h ành khách đi
nhiều theo chiều lên.còn buổi chiều ,cuối giờ làm việc,hành khách sẽ đi theo chiều
xuống nhiều.
Thang máy là m ột thiết bị vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt ,nó liên
quan trực tiếp đến tài sản và tính m ạng con ngư ời ,vì vậy yêu cầu chung đối với hệ
thống thang máy khi thiết kế ,chế tạo ,lắp đặt ,vận hành,sử dụng và sửa chữa là ph ải
tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu kỹ thuật an toàn được quy định trong các
tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm.
Thang máy chỉ có cabin đẹp ,sang trọng,thông thoáng , êm dịu thì chưa đủ điều
kiện để đưa vào sử dụng mà còn phải đầy đủ các thiết bị an toàn, đ ảm bảo độ tin cậy
như: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện,điện thoại nội bộ(interphone), chuông
b áo,bộ hãm b ảo hiểm, an toàn cabin(đối trọng), công tắc an to àn của cửa cabin,khoá
an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất nguồn điện…
Lựa chọn thang máy không chỉ đơn thuần xem xét các vấn đề kỹ thuật m à còn
phải xem xét cả các yếu tố kinh tế .Hiển nhiên càng nhiều thang máy có tải định mức
lớn,tốc độ định mức cao,hệ điều khiển càng hiện đại thì càng tạo điều kiện thuận lợi
cho khách hàng sử dụng cũng nh ư rút ngắn thời gian chờ đợi,giảm thời gian đi tốc độ
đ ịnh mức,một mặt đòi hỏi vốn đầu tư cho thang lớn,mặt khác làm tăng diện tích
chiếm chỗ,tăng chi phí xây dựng cho giếng thang…Như vậy điều kiện thuận lợi cho
h ành khách và vốn đầu tư luôn là hai chỉ tiêu tỷ lệ nghịch với nhau.Quá trình lựa
chọn thang m áy chính là quá trình xác định số thang,tính năng kỹ thuật của thang (tải
,tốc độ định mức,phương pháp điều khiển…),các kích thước cơ b ản của thang và vị
6
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
trí đặt thang phù h ợp với đặc điểm ,mục đích sử dụng của toà nhà với vốn đầu tư chấp
nhận được.
Đối với nh à sử dụng nhiều thang, bên cạnh việc chọn tính năng kỹ thuật còn ph ải
bố trí chúng thành nhóm sao cho hợp lý để tận dụng năng suất tối ưu của thang cũng
như tạo thuận lợi cho khách.
Đối với các toà nhà cao tầng có lượng hành khách cần vận chuyển lớn người ta
thường chi thang máy ra làm các nhóm riêng phục vụ các thành phần khác nhau theo
chiều cao của toà nhà.Các thang máy ở các nhóm khác nhau có thể có tính năng kỹ
thuật khác nhau,thư ờng các thang phục vụ cho các tầng cao có tảI và tốc độ định mức
lớn h ơn các thang phục vụ phần thấp hơn.
II. PHÂN LOẠI THANG MÁY
Tu ỳ thuộc vào tính chất,chức năng của thang máy.Thang máy có thể phân loại
thành rất nhiều loại tuỳ thuộc vào các tính ch ất.ví dụ như phân lo ại theo hệ dẫn động
cabin,theo vị trí đặt bộ kéo tời,theo hệ thống vận h ành,theo công dụng….dưới đây là
một số phân loại:
1 . Phân loại theo chức năng
+ Thang máy chở người
Gia tốc cho phép được quy định theo cảm giác của hành khách :Gia tốc tối ưu là
a< 2m/s2
Thang máy dùng trong các toà nhà cao tầng : loại n ày có tốc độ trung b ình
hoặc lớn,đòi hỏi vận hành êm,an toàn và có tính m ỹ thuật…
Thang máy dùng trong bệnh viện:Phải đảm bảo rất an toàn,sự tối ưu về độ êm
khi d ịch chuyển,thời gian dịch chuyển ,tính ưu tiên đúng theo các yêu cầu của bệnh
viện..
Thang m áy dùng trong các hầm mỏ ,xí nghiệp:Đáp ứng được các điều được
các điều kiện làm việc nặng nề trong công nghiệp như tác động của môI trường làm
việc:độ ẩm,nhiệt độ,thời gian làm việc,sự ăn mòn…
+ Thang máy chở hàng
Được sử dụng rộng rãi trong công n ghiệp,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 đư ợc dễ dàng thuận tiện…
7
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
2 . Phân loại theo tốc độ dịch chuyển.
Thang máy tốc độ thấp : v < 1 m/s
Thang máy tốc độ trung b ình: v= 1 2,5 m/s. Thường dùng cho các
nhà có số tầng từ 6 12 tầng.
Thang máy tốc độ cao:v =2,5 4 m/s. Thường dùng cho các nhà có số
tầng mt >16 tầng.
Thang máy tốc độ rất cao(Siêu tốc) : v = 5m/s. Thường dùng trong các
toà tháp cao tầng.
3 . Phân loại theo tải trọng
Thang máy loại nhỏ :Q < 500 Kg.Hay d ùng trong thư viện,trong các
nhà hàng ăn uống để vận chuyển sách hoặc thực phẩm
Thang máy loại trung b ình : Q = 500 1000 Kg.
Thang máy loại lớn : Q = 1000 1600 kg.
Thang máy loại rất lớn Q > 1600 Kg.
4 . Phân loại theo vị trí đặt bộ kéo tời
đối với thang máy điện
Thang máy có bộ kéo tời đặt phía trên giếng thang.
Thang máy có bộ tời kéo đặt dưới giếng than g .
đối với thang máy dẫn động cabin lên xuống bằng bánh răng thanh răng thì bộ tời dẫn
động đặt ngay trên nóc cabin.
Đối với thang máy thuỷ lực : Buồng đặt tại tâng trệt .
5 . Theo hệ thống vận hành.
a) Theo mức dò tự động :
+ lo ại nửa tự động
+ lo ại tự động ;
b ) theo tổ hợp điều khiển :
+ đ iều khiển đơn ;
+ đ iều khiển kép ;
+ đ iều khiển theo nhóm ;
c ) theo vị trí điều khiển :
+ đ iều khiển trong cabin ;
+ đ iều khiển ngoài cabin ;
+ đ iều khiển cả trong và ngoài cabin ;
8
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
III. TRANG THIẾT BỊ CƠ KHÍ CỦA THANG MÁY
1 . Tổng thể cơ khí thang máy
Các thiết bị chính của thang máy gồm có : buồng thang ,tời nâng, cáp treo
buồng thang, đối trọng, động cơ truyền động, phanh hãm đ iện từ và các thiết bị điều
khiển khác.
Tất cả các thiết bị của thang máy được trong giếng buồng thang (khoảng
không gian từ trần của tầng cao nhất đến mức sâu nhất của tầng 1), trong buồng máy
(trên sàn tầng cao nhất ) và hố buồng thang (dưới mức sàn tầng 1). Bố trí cá thiết bị
của một thang máy được biểu diễn trên hình 1.2.
Các thiết bị thang gồm có : 1. Động cơ điện ; 2. Puli ; 3. Cáp treo; 4. Bộ hạn
chế tốc độ ; 5.Buồng thang ; 6. Thanh dẫn hướng ;7. Hệ thống đối trọng ; 8. Trụ cố
đ ịnh ; 9. Puli dẫn hướng ; 10. cáp liên động ; 11. Cáp cấp điện ; 12. Động cơ đóng
m ở cửa buồng thang.
2 . Thiết bị lắp đặt trong buồng máy
+ Cơ cấu nâng
Trong buồng máy lắp đặt hệ thống tời nâng hạ buồng thang (cơ cấu nâng) 1
(trên hình 1.2) tạo ra lực kéo chuyển động buồng thang và đối trọng.
Cơ cấu nâng gồm có các bộ phận sau : bộ phận kéo cáp (puli hoặc tang quấn
cáp ), hộp giảm tốc độ, phanh hãm đ iện từ và động cơ truyền động. Tất cả các bộ
phận trên được lắp đặt trên tấm đế bằng thép. Trong thang máy thường d ùng hai cơ
cấu nâng (hình 1.3) :
cơ cấu nâng có hộp tốc độ (hình 1.3 a)
-
cơ cấu nâng không dùng hộp tốc độ (hình 1.3 b).
-
Cơ cấu nâng không có hộp tốc độ thường được sử dụng trong các thang máy
tốc độ cao.
9
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
+ Tủ điện : trong tủ điện lắp ráp cầu dao tổng, cầu ch ì các loại, công tắc tơ và
các lo ại rơle trung gian.
+ Puli dẫn hướng 2 (hình 1.2).
Hình 1.2 :các thiết bị cơ khí lắp trong thang.
10
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
+ Bộ phận hạn chế tốc độ 4 (hình 1.2) làm việc phối hợp với phanh boả hiểm
b ằng cáp liên động 10 để hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang
3 . Thiết bị lắp trong giếng thang máy
+ Buồng thang : Trong quá trình làm việc, buồng thang 5 (hình 1.2) di chuyển
trong giếng thang máy dọc theo các thanh dẫn hướng 6 (h ình 1.2). Trên nóc buồng
thang có lắp đặt phanh bảo hiểm, động cơ truyền động đóng - m ở cửa buồng thang 12
(hình 1.2). Trong buông thang lắp đặt hệ thống nút bấm điều khiển, hệ thống đ èn báo,
đ èn chiếu sáng buồng thang, công tắc liên động với sàn của buồng thang và điện thoại
lên lạc với bên ngoài trong trường hợp thang máy mất điện. Cung cấp điện cho buồng
thang b ằng dây cáp mềm 11 (hình 1.2).
+ Hệ thống cáp treo 3 (h ình 1.2) là hệ thống cáp hai nhánh một đầu nối với
buồng thang đầu còn lại nối với đối trọng 7 cùng với puli dẫn hướng .
+ Trong giếng của thang máy còn lắp đặt các bộ cảm biến vị trí dùng để
chuyển đổi tốc độ động cơ, dừng buồng thang ở mỗi tầng và h ạn chế h ành trình nâng
– hạ của thang máy.
4 . Thiết bị lắp đặt trong hố giếng thang máy
Trong hố giếng thang máy lắp đặt hệ thống giảm xóc 8 (hình 1.2) là hệ thống
giảm xóc dùng lò xo và giảm xóc thuỷ lực tránh sự va đập của buồng thang vò đối
trọng xuống sàn của giếng thang máy trong trường hợp công tắc hành trình hạn chế
h ành trình di chuyển xuống bị sự cố (không hoạt động).
11
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
Hình 1.3 : Cơ cấu nâng thang
5 . Các thiết bị cố định trong giếng thang
5 .1 Ray dẫn hướng
Ray dẫn hướng được lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hướng cho cabin và đối
trọng chuyển động dọc theo giếng thang. Ray dẫn hướng đảm bảo cho cabin và đối
trọng luôn nằm ở vị trí thiết kế của chúng trong giếng thang và không bị dịch chuyển
theo phướng nằm ngang trong quá trình chuyển động. Ngoài ra ray dẫn hư ớng còn
phải đủ cứng vững để trọng lượng của cabin và tải trọng trong cabin tựa lên dẫn
hướng cùng các thành ph ần tải trọng động khi bộ hãm b ảo hiểm làm việc (trong
trư ờng hợp bị đứt cáp hoặc cabin đi xuống với tốc độ lớn hơn giá trị cho phép).
5 .2 Giảm chấn
Giảm chấn được lắp đặt dưới đáy hố thang để dừng và đ ỡ cabin và đối trọng trong
trư ờng hợp cabin hoặc đối trọng chuyển động xuống dưới vượt quá bị trí đặt của công
tắc hành trình cu ối cùng. Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn để khi caibin hoặc đối
trọng tỳ lên nó thì có đủ khoảng trống cần thiết phía dưới phù hợp cho người có trách
nhiệm thực hiện kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa.
6 . Cabin và các thiết bị liên quan
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, sàn tạo thành buồng cabin.Trên khung cabin
có lắp các ngàm d ẫn hư ớng, hệ thống treo cabin, hệ thống tay đòn và bộ hãm b ảo
h iểm, hệ thống cửa và cơ cấu đóng mở cửa….Ngo ài ra,cabin của thang máy chở
n gười phải đảm bảo các yêu cầu về thông gió, nhiệt độ và ánh sáng.
6 .1 Khung cabin
Khung cabin là phần xương sống của cabin thang máy. Được cấu tạo bằng các
thanh thép ch ịu lực lớn. Khung cabin phải đảm bảo cho thiết kế chịu đủ tải định mức.
6 .2 Ngàm dẫn hướng
Ngàm dẫn hướng có tác dụng dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc
theo ray dẫn hướng và khống chế dịch chuyển ngang của cabin và đối trọng trong
giếng thang không vượt quá giá trị cho phép. Có hai loại ngàm dẫn hướng : ngàm
trư ợt(bạc trượt) và ngàm con lăn.
12
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
6 .3 H ệ thống treo ca bin
Do cabin và đối trọng được treo bằng nhiều sợi cáp riêng biệt cho nên ph ải có hệ
thống treo để đảm bảo cho các sợi cáp nâng riêng biệt có độ căng như nhau.Trong
trư ờng hợp ngược lại ,sợi cáp chịu lực căng lớn nhất sẽ bị quá tải còn sợi cáp chùng
sẽ trượt trên rãnh puly ma sát nên rất nguy hiểm.Ngoài ra ,do có sợi chùng sợi căng
n ên các rãnh cáp trên puly ma sát sẽ bị mòn không đều.Vì vậy mà hệ thống treo cabin
phải được trang bị thêm tiếp điểm điện của mạch an toàn để ngắt điện dừng thang khi
một trong các sợi cáp chùng quá mức cho phép để phòng ngừa tai nạn.Khi đó thang
chỉ có thể hoạt động được khi đã điều chỉnh độ căng của các cáp như nhau.Hệ thống
treo cabin được lắp đặt với dầm trên khung đ ứng trong hệ thống chịu lực của cabin.
6.4 Buồng cabin
Buồng cabin là một kết cấu có thể tháo rời được gồm trần, sàn và vách cabin.Các
phần n ày có liên kết với nhau và liên kết với khung chịu lực của cabin.Buồng cabin
phải đảm bảo được các yêu cầu cần thiết về mặt kỹ thuật cũng như mặt mỹ thuật
6.5 H ệ thống cửa cabin và cửa tầng
Cửa cabin và cửa tầng là những bộ phận có vai trò rất quan trong trong việc đảm
b ảo an toàn và có ảnh h ưởng lớn đến chất lư ợng, năng suất của thang máy.hệ thống
cửa cabin và cửa tầng đ ược thiết kế sao cho khi dừng tại tầng nào thì chỉ dùng động
cơ m ở cửa buồng thang đồng thời hệ thống cơ khí gắn cửa buồng thang liên kết với
cửa tầng làm cho cửa tầng cũng được mở ra.Tương tự khi đóng lại th ì hệ thống liên
kết sẽ không tác động vào cửa tầng nữa m à buồng thang lại di chuyển đi đến các tầng
khác.
7 . Hệ thống cân bằng trong thang máy
Đối trọng, cáp nâng, cáp điện, cáp hoặc xích cân bằng là những bộ phận của hệ
thống cân bằng trong thang máy để cân bằng với với trọng lượng của cabin và tải
trọng nâng.Việc chọn sơ đồ động học và trọng lư ợng các bộ phận của hệ thống cân
b ằng có ảnh hưởng lớn đến mômen tải trọng và công su ất động cơ của cơ cấu dẫn
động, đến lực căng lớn nhất của cáp nâng và khả năng kéo của puly ma sát.
13
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
7 .1 Đối trọng
Đối trọng là bộ phận đóng vai trò chính trong hệ thống cân bằng của thang
m áy.Đối với thang máy có chiều cao nâng không lớn, ngư ời ta chọn đối trọng sao cho
trọng lượng của nó cân bằng với trọng lượng của cabin và một phần tải trọng nâng
,cáp điện và không dùng cáp hoặc xích cân bằng.Khi thang máy có chiều cao nâng
lớn, trọng lượng của cáp nâng và cáp điện là đáng kể nên người ta phải dùng cáp hoặc
xích cân bằng để bù trừ lại phần tải trọng của cáp điện và cáp nâng chuyển từ nhánh
treo cabin sang nhánh treo đối trọng và ngược lại khi thang máy hoạt động.
7 .2 Xích và cáp cân bằng
Khi thang máy có chiều cao trên 45 m hoặc trọng lượng cáp nâng và cáp điện có
giá trị trên 0,1 Q thì ngư ời ta phải đặt thêm cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần
trọng lượng của cáp nâng và cáp điện chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối
trọng và ngược lại khi thang máy hoạt động, đảm bảo mômen tải tương đối ổn định
trên puly ma sát. Xích cân b ằng thường được dùng cho thang máy có tốc độ dưới 1,4
m /s. Đối với thang máy có tốc độ cao, người ta thường d ùng cáp cân b ằng và có thiết
b ị kéo căng cáp cân bằng để không bị xoắn. Tại thiết bị kéo căng cáp cân bằng phải
có tiếp điểm điện an to àn để ngắt mạch điều khiển của thang máy khi cáp cân bằng bị
đứt hoặc bị dãn quá lớn và khi có sự cố với thiết bị kéo căng cáp cân bằng.
7 .3 Cáp nâng
Có cấu tạo bằng sợi thép cacbon tốt có giới hạn bền 1400 – 1800 N/mm 2 .
Trong thang máy thường dùng từ 3 đến 4 sợi cáp bện. Cáp nân g được chọn theo điều
kiện sau:
S S
*n
MAX d
Trong đó:
Smax - lực căng cáp lớn nhất trong quá trình làm việc của thang máy ;
- tải trọng phá hỏng cáp do nhà chế tạo xác định và cho trong bảng cáp
Sd
tiêu chuẩn tuỳ thuộc vào loại cáp , đường kính cáp và giới hạn bền của vật liệu
sợi thép bện cáp
n - h ệ số an toàn bền của cáp, lấy không nhỏ hơn giá trị quy định trong tiêu
chu ẩn, tuỳ thuộc vào tốc độ, loại thang máy và loại cơ cấu nâng.
14
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
7 .4 Bộ kéo tời
Tu ỳ theo sơ đồ dẫn động m à bộ tời kéo được đặt ở trong phòng máy dẫn động
n ằm ở phía trên, phía dưới hoặc nằm ở cạnh giếng thang. Bộ tời kéo dẫn động điện
gồm có hộp giảm tốc và lo ại không có hộp giảm tốc. Đối với thang máy có tốc độ lớn
n gười ta dùng bộ tời kéo không có hộp giảm tốc.
8 . Thiết bị an toàn cơ khí
Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy có vai trò đ ảm bảo an toàn cho thang máy
và hành khách trong trường hợp xảy ra sự cố như :đứt cáp, cáp trượt trên rãnh puly
m a sát, cabin h ạ với tốc độ vượt quá giá trị cho phép. Thiết bị an toàn cơ khí trong
thang máy gồm có:
8 .1 Phanh hãm điện từ :
Về kết cấu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động giống như phanh hãm đ iện từ dùng trong
các cơ cấu của cầu trục.
8 .2 Phanh bảo hiểm :
( có một số tên gọi khác như : phanh dù ho ặc cơ cấu tổ đớp). Chức năng của phanh
b ảo hiểm là hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang vư ợt quá giới hạn cho phép
và giữ chặt buồng thang tại chỗ bằng cách ép vào hai thanh d ẫn hư ớng trong trường
h ợp bị đứt cáp treo. Về kết cấu và cấu tạo, phanh bảo hiểm có ba loại :
- Phanh bảo hiểm kiểu n êm dùng để hãm khẩn cấp.
- Phanh bảo hiểm kiểu kìm (hình 1.4) dùng để hãm êm.
- Phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm d ùng để h ãm kh ẩn cấp.
Phanh bảo hiểm lắp đặt trên nóc của buồng thang, hai gọng kìm 2 trượt dọc theo hai
thanh dẫn hướng 1. Nằm giữa hai cánh tay đầu của gọng kìm có nêm 5 gắn chặt vối
hệ thống truyền lực trực vít và tang - bánh vít 4. Hệ truyền lực bánh vít - trục vít có
hai dạng ren : b ên ph ải là ren phải, còn phần bên trái là ren trái. Khi tốc độ của buồng
thang thấp hơn trị số giới hạn tối đa cho phép, nêm 5 ở hai đầu của trục vít ở vị trí xa
nh ất so với tang - bánh vít 4, làm cho hai gọn kìm 2 trượt bình thường dọc theo thanh
d ẫn hướng 1. Trong trường hợp tốc độ của buồng thang vư ợt quá giới hạn cho phép,
15
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
Hình 1.4 Phanh hãm bảo h iểm kiểu kìm
1.thanh d ẫn hướng; 2. gọng kìm; 3. dây cáp liên động cơ với bộ hạn chế tốc đô ;
4. tang – bánh vít ; 5. Nêm.
tang - bánh vít 4 sẽ quay theo chiều để kéo dài hai đ ầu nêm 5 về phía mình , làm cho
h ai gọng kìm 2 ép chặt vào thanh d ẫn hướng, kết quả sẽ hạn chế được tốc độ di
chuyển của buồng thang và trong trư ờng hợp bị đứt cáp treo, sẽ giữ chặt buồng thang
vào hai thanh dẫn hướng.
9 . Cảm biến vị trí
Trong thang máy và máy nâng, các bộn phận cảm biến vị trí dùng để :
- Phát lệnh dừng buồng thang ở mỗi tầng.
- Chuyển đổi tốc độ động cơ truyền động từ tốc độ cao sang tốc độ thấp khi
buồng thang đến gần tầng cần dừng, để nâng cao độ dừng chính xác của buồng thang.
- Xác đ ịnh vị trí của buồng thang.
Hiện nay, trong sơ đồ khống chế
thang máy và m áy nâng thường dùng ba lo ại
cảm biến vị trí :
+ Cảm biến vị trí kiểu cơ khí(công
tắc chuyển đổi tầng)
Hình 1.5 Cảm biến vị trí kiểu cơ khí
1 . Tấm cách điện; 2. Tiếp điểm tĩnh;
3 .Tiếp điểm động ; 4. Cần gạt; 5. Vòng đệm
cao su
16
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
Cảm biến vị trí kiểu cơ khí là một loại công tắc ba vị trí. Khi buồng thang di
chuyển đi lên, dưới tác dụng của vấu gạt (lắp ở mỗi tầng) sẽ gạt tay gạt sang b ên ph ải,
cặp tiếp điểm 2 b ên trái kín, khi buồng thang di chuyển theo chiều đi xuống, vị trí tay
gạt ở bên trái, cặp tiếp điểm 2 ở vị trí giữa, cả hai cặp tiếp điểm 2 đều hở.
Ưu điểm : có kết cấu đơn giản, thực hiện đủ ba chức năng của bộ phận cảm
b iến vị trí.
Nhược điểm :
- Tuổi thọ làm việc không cao, đặc biệt là đối với thang máy tốc độ cao
- Gây tiếng ồn lớn, gây nhiễu cho các thiết bị vô tuyến.
+ Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng (hình 1.6).
Hình 1.6. Cảm biến vị trí kiểu cảm ứng
a)Cấu tạo của cảm biến ;b) Sơ đồ nguyên tố của bộ cảm biến.
1 .Mạch từ ; 2. Cuộn dây ; 3. Tấm sắt chữ TS
Đối với thang máy tốc độ cao, nếu dùng bộ cảm biến kiểu cơ khí, làm giảm độ
tin cậy trong quá trình làm việc. Bởi vậy trong các sơ đồ khống chế thang máy tốc độ
cao thư ờng dùng các bộ cảm biến không tiếp điểm: kiểu cảm ứng, kiểu điện dung và
kiểu quang điện.
Nguyên lý làm việc của cảm biến kiểu cảm ứng vị trí dựa trên sự thay đổi trị
số điện cảm (L) của cuộn dây có mạch từ khi mạch từ kín và mạch từ hở.
17
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
Cấu tạo của bộ cảm biến vị trí kiểu cảm ứng (hình 1.6a) gồm mạch điện từ 1,
cuộn dây 2. Khi mạch từ hở, điện trở của bộ cảm biến bằng điện trở thuần của cuộn
d ây, còn khi m ạch từ bị che kín bằng thanh thép chữ U (3), điện trở cảm biến sẽ tăng
đột biến do thành ph ần điện cảm (L) của cuộn dây tăng.
Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu cảm ứng được giới thiệu trên hình
3 .31a. Bộ cảm biến có thể đấu nối trực tiếp với rơle trung gian RTr một chiều hoặc
rơle trung gian xoay chiều. Khi mạch từ hở, do điện trở của cảm biến rất nhỏ, rơle
trung gian RTr tác động, còn khi m ạch từ kín, do điện trở của cảm biến rất lớn rơle
trung gian RTr không tác động. Để nâng cao độ tin cậy làm việc của rơle trung gian,
đ ấu tụ C song song với cuộn dây của bộ cảm biến. Trị số điện dung của tụ C được lựa
chọn sao cho khi thanh sắt 3 che kín mạch từ của bộ từ cảm biến sẽ tạo được chế độ
cộng hưởng dòng. Thông thường bộ cảm biến CB đươc lắp ở thành giếng của thang
m áy, thanh sắt động lắp ở buồng thang.
+ Cảm biến vị trí kiểu quang điện
(hình 7)
Hình 1.7 Cảm biến vị trí kiểu
quang điện
Bộ cảm biến vị trí dùng hai ph ần
tử quang điện, cấu tạo của nó được giới
thiệu trên hình 1.7a. Cấu tạo của nó gồm
khung giá ch ữ U (thư ờng làm b ằng vật
liệu không kim loại). Trên khung cách
đ iện gá lắp hai phần tử quang điện 2 đối
d iện nhâu : một phần tử phát quang (điôt phát quang ĐF) và m ột phần tử thu quang (
transito quang). Để nâng cao độ tin cậy của bộ cảm biến không bị ảnh hưởng độ sáng
của môi trường th ường dùng phần tử phát quang và thu quang hang ngo ại. Thanh gạt
3 di chuyển giữa khe hở của khung gá các phần tử quang diện.
Sơ đồ nguyên lý của bộ cảm biến kiểu quang điện giới thiệu trên hình 1.7b.
18
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
Nguyên lý làm việc của bộ cảm biến kiểu quang điện như sau: khi buồng thang
chưa đ ến đúng tầng, ánh sáng ch ưa bị che khuất, transito quang TT thông, transito T1
khoá và transito T2 thông, rơle trung gian RTr tác động, còn khi buồng thang đến
đúng tầng, ánh sáng bị che khuất, TT khoá, T1 thông, T2 khoá, rơle trung gian RTr
không tác động.
IV. HỆ THỐNG MẠCH ĐIỆN CỦA THANG MÁY
1 . Mạch động lực:
là hệ thống điều khiển cơ cấu dẫn động thang máy để đóng mở,đảo chiều cơ cấu dẫn
động và phanh của bộ tời kéo. Hệ thống phải đảm bảo việc điều chỉnh tốc độ chuyển
động của cabin sao cho quá trình mở máy và phanh được êm dịu và dừng cabin chính
xác.
2 . Mạch điều khiển:
Là hệ thống điều khiển tầng có tác dụng thực hiện một chương trình điều khiển phức
tạp, phù hợp với chức năng yêu cầu của thang máy,Hệ thống điều khiển tầng có
nhiệm vụ:lưu trữ các lệnh di chuyển từ cabin, các lệnh gọi tầng của hành khách và
thực hiện các lệnh di chuyển hoặc dừng theo một thứ tự ưu tiên nào đó,sau khi thực
h iện xong lệnh điều khiển thì xoá bỏ ,xác định và ghi nhận th ường xuyên vị trí cabin
và hướng chuyển động của nó.Tất cả các hệ thống điều khiển tự động đều dùng nút
ấn.
3 . Mạch tín hiệu:
là hệ thống các đèn tín hiệu với các ký hiệu đã thống nhất hoá để báo hiệu
trạng thái của thang máy, vị trí và hướng chuyển động của cabin.
4 . Mạch chiếu sáng:
là h ệ thống đ èn chiếu sáng cho cabin,buồng máy và hố thang
5 . Mạch an toàn:
là h ệ thống các công tắc, rơ le ,tiếp điểm nhằm đảm bảo an to àn cho người ,
h àng hoá và thang máy khi hoạt động, cụ thể là:bảo vệ quá tải cho động cơ, thiết bị
h ạn chế tải trọng nâng,các công tắc hành trình,các tiếp điểm tại cửa cabin, cửa tầng,
tại hệ treo cabin và tại bộ hạn chế tốc độ, các rơ le…Mạch an toàn ngắt tự động ngắt
đ iện đến mạch động lực để dừng thang hoặc thang không ho ạt động đ ược trong các
trư ờng hợp sau:
- m ất điện,mất pha, đảo pha, mất đường tiếp đất…
- quá tải
19
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
- §å ¸n tèt nghiÖp Gvhd: ThÇy TrÇn V¨n Kh«i
- cabin vượt quá giới hạn đặt công tắc hạn chế hành trình.
- đứt cáp hoặc tốc độ hạ cabin vượt qúa giá trị cho phép(bộ hạn chế tốc độ và
bộ h ãm bảo hiểm làm việc)
-một trong các cáp nâng chùng quá giới hạn cho phép.
- cửa cabin hoặc một trong các cửa tầng ch ưa đóng h ẳn.
CHƯƠNG II: KHẢO SÁT ĐẶC TÍNH CỦA THANG MÁY VÀ CÁC
Y ÊU CẦU ĐIỀU KHIỂN
KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM CỦA THANG
I.
Phụ tải thang máy thay đổi trong một phạm vi rất rộng, nó phụ thuộc vào lưọng
h ành khách đi lại trong một ngày đêm và hướng vận chuyển h ành khách. Ví dụ như
thang máy lắp đặt trong nhà hành chính, buổi sáng đầu giờ làm việc, h ành khách đi
nhiều nhất theo chiều nâng, còn buổi chiều cuối giờ làm việc sẽ là lượng h ành khách
nhiều nhất đi theo chiều xuống. Bởi vậy , khi thiết kế thang máy phải tính cho phụ tải
“ xung ” cực đại.
Để thuận tiện cho việc chọn thang người ta phân các loại nhà theo mục đích sử
dụng thành các nhóm cơ bản sau:
Nhà hành chính:
-
Nhà ở:
-
Khách sạn:
-
Bệnh viện
-
Trong mỗi nhóm lại có thể được chia nhỏ để có thể chọn thang máy có tính năng
k ỹ thuật phù h ợp hơn.
Ví dụ nhóm nh à hành chính có th ể phân thành nhà hành chính thu ần túy(cơ quan
bộ,cơ quan hành chính sự n ghiệp…) và nhóm nhà hành chính có kết hợp với sản
xuất,nghiên cứu khoa học…
Dù các toà nhà cũng như chủng loại thang rất là đa d ạng ,song mục đích việc
chọn thang như trên đ ã nêu ph ải thoả mãn được các yêu cầu vận chuyển đủ số hành
khách trong thời gian nhất định mà không ph ải chờ lâu cũng như phải ở trong cabin
20
Svth: Do·n H oµng Mai Líp: Trang bÞ ®iÖn-®iÖn tö K44
nguon tai.lieu . vn