BÁO CÁO THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Thiết kế sản phẩm cơ điện tử “Thang máy đơn 5 tầng dẫn động thanh răng”

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CƠ KHÍ

------

BÁO CÁO
HỌC PHẦN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ
Đề tài: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử “Thang máy
đơn 5 tầng dẫn động thanh răng”

Giáo viên hướng dẫn:

Th.S Nhữ Quý Thơ

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Minh Quang 2018606446
Phan Văn Sơn

2018606843

Vũ Văn Vượng

2018606807

Lớp:

Cơ Điện tử 4

Khoa:

Cơ khí – K13

Hà Nội – 2021


PHIẾU HỌC TẬP CÁ NHÂN/NHĨM
I. Thơng tin chung
1. Tên lớp: ME6061.4

Khóa: 13

2. Tên nhóm: Nhóm 10
Họ và tên thành viên:

Nguyễn Minh Quang

Mã SV: 2018606446

Phan Văn Sơn

2018606843

Vũ Văn Vượng

2018606807

II. Nội dung học tập
1. Tên chủ đề: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử “Thang máy đơn 5 tầng dẫn động
thanh răng”.

2. Hoạt động của sinh viên
Nội dung 1: Phân tích nhiệm vụ thiết kế
- Thiết lập danh sách yêu cầu.
Nội dung 2: Thiết kế sơ bộ
- Xác định các vấn đề cơ bản.
- Thiết lập cấu trúc chức năng.
- Phát triển cấu trúc làm việc.
Nội dung 3: Thiết kế cụ thể
- Xây dựng các bước thiết kế cụ thể.
- Tích hợp hệ thống.
- Phác thảo sản phẩm bằng phần mềm CAD và/hoặc bằng bản vẽ phác. Áp
dụng các công cụ hỗ trợ: Mơ hình hóa mơ phỏng, CAD, HIL,… để thiết kế sản
phẩm.
3. Sản phẩm nghiên cứu: Báo cáo thu hoạch bài tập lớn.
III. Nhiệm vụ học tập
1. Hoàn thành bài tập lớn theo đúng thời gian quy định (từ ngày 29/03/2021
đến ngày 02/05/2021).
2. Báo cáo sản phẩm nghiên cứu theo chủ đề được giao trước hội đồng đánh
giá.
IV. Học liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án


1. Tài liệu học tập: Bài giảng môn học thiết kế hệ thống cơ điện tử và các tài
liệu tham khảo.
2. Phương tiện, nguyên liệu thực hiện tiểu luận, bài tập lớn, đồ án/dự án (nếu
có): Máy tính.
KHOA/TRUNG TÂM

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Ths. Nhữ Quý Thơ


Mục lục
Danh mục hình ảnh .......................................................................................... 2
Danh mục bảng biểu ........................................................................................ 3
Lời mở đầu........................................................................................................ 4
Phần 1 Tổng quan .......................................................................................... 5
1.1

Thang máy ...................................................................................................... 5

1.2

Các thành phần chính của một hệ thống thang máy thanh răng ....................... 5

Phần 2 Nội dung thiết kế ............................................................................... 6
2.1

Phân tích nhiệm vụ thiết kế ............................................................................. 6

2.1.1

Thiết lập danh sách yêu cầu...................................................................... 6

2.1.2

Tóm tắt để xác định các vấn đề cơ bản ................................................... 11

2.1.3

Thiết lập cấu trúc chức năng................................................................... 17

2.1.4

Tìm kiếm nguyên tắc làm việc ............................................................... 22

2.1.5

Kết hợp các nguyên tắc làm việc ............................................................ 26

2.1.6

Lựa chọn biến thể phù hợp ..................................................................... 26

2.1.7

Tổng hợp và đánh giá các biến thể (bảng 1.2). ....................................... 28

2.2

Thiết kế cụ thể .............................................................................................. 30

2.2.1

Biến áp – Máy biến áp ba pha: ............................................................... 30

2.2.2

Bảo vệ hệ thống điện .............................................................................. 31

2.2.3

Động cơ điện ba pha .............................................................................. 33

2.2.4

Bộ giảm tốc ............................................................................................ 37

2.2.5

Kiểm sốt đóng mở cửa.......................................................................... 38

2.2.6

Ray dẫn hướng ....................................................................................... 41

2.2.7

Nguồn khẩn cấp: Bộ lưu điện UPS ......................................................... 41

2.2.8

Đo vận tốc sử dụng Encoder tương đối................................................... 42

2.2.9

Khóa hệ dẫn động: Govenor ................................................................... 43

2.2.10 Thơng gió............................................................................................... 44

2.2.11 Giảm chấn thủy lực ................................................................................ 45
2.2.12 Chuông báo ............................................................................................ 45
2.2.13 Nhập liệu ............................................................................................... 46
2.2.14 Hiển thị màn hình LED .......................................................................... 47
2.2.15 Mở cửa cứu hộ ....................................................................................... 47
1


2.2.16 Bộ điều khiển PLC ................................................................................. 48
2.3

Bản vẽ sơ bộ kết cấu cơ khí thang máy ......................................................... 51

Tổng kết .......................................................................................................... 55
Tài liệu tham khảo ......................................................................................... 56

Danh mục hình ảnh
Hình 2.1 Chức năng tổng thể của thang máy. ............................................................. 17
Hình 2.2 Sơ đồ cấu trúc chức năng tổng thể của thang máy ....................................... 18
Hình 2.3 Sơ đồ cấu trúc chức năng bảo vệ hệ thống điện thang máy .......................... 19
Hình 2.4 Sơ đồ cấu trúc chức năng dẫn động thang máy ............................................ 19
Hình 2.5 Sơ đồ cấu trúc chức năng kiểm sốt đóng mở cửa thang máy ...................... 19
Hình 2.6 Sơ đồ cấu trúc chức năng kiểm soát vận tốc thang máy ............................... 20
Hình 2.7 Sơ đồ cấu trúc chức năng hãm an tồn của thang máy ................................. 20
Hình 2.8 Sơ đồ cấu trúc chức năng kiểm sốt vị trí thang máy ................................... 20
Hình 2.9 Sơ đồ cấu trúc chức năng kiểm sốt q tải cho thang máy ......................... 21
Hình 2.10 Sơ đồ cấu trúc chức năng nhập liệu cho thang máy.................................... 21
Hình 2.11 Sơ đồ cấu trúc chức năng chứa người ........................................................ 22
Hình 2.12 Sơ đồ cây những tiêu chí đánh giá cho một hệ thống thang máy ................ 27
Hình 2.13 Máy biến áp Litanda 20KVA 3 pha ........................................................... 30

Hình 2.14 Aptomat Schneider EZC100B3015 15A 7.5kA 3Pha................................. 31
Hình 2.15 Contactor schneider LC1D187Q7 18A 380V ............................................ 32
Hình 2.16 Sơ đồ động học của thang máy .................................................................. 33
Hình 2.17 Đồ thị phụ tải của thang máy ..................................................................... 35
Hình 2.18 Động cơ HEM 3K112M4 .......................................................................... 37
Hình 2.19 Hộp giảm tốc ZQ100 ................................................................................. 38
Hình 2.20 động cơ giảm tốc một chiều BEMONOC .................................................. 39
Hình 2.21 Cơng tắc hành trình S3-1370 ..................................................................... 39
Hình 2.22 Truyền động mở cửa bằng dây đai............................................................. 40
Hình 2.23 Bố trí khe dẫn hướng cửa buồng thang ...................................................... 40
Hình 2.24 Ray dẫn hướng T114/B ............................................................................. 41
Hình 2.25 Bộ lưu điện UPS Hyundai 5KVA .............................................................. 42
Hình 2.26 Encoder KS58-9.25-2048GA-7 ................................................................. 43
Hình 2.27 Govenor PB191 ......................................................................................... 44
Hình 2.28 Quạt thơng gió FB-9B ............................................................................... 44
Hình 2.29 Giảm chấn thuỷ lực ACJ3650 .................................................................... 45
2


Hình 2.30 Chng báo BD-131.................................................................................. 46
Hình 2.31 Bảng nút nhấn ........................................................................................... 46
Hình 2.32 LED 5x7 hiển thị cho thang máy ............................................................... 47
Hình 2.33 khóa tam giác MS-006 .............................................................................. 48
Hình 2.34 Bộ điều khiển PLC S7-1200 ...................................................................... 48
Hình 2.35 Thuật tốn điều khiển hệ thống thang máy ................................................ 50
Hình 2.36 Mơ hình tổng thể thang máy ...................................................................... 51
Hình 2.37 Nóc Cabin ................................................................................................. 52
Hình 2.38 Bộ phận hãm an tồn và con lăn dẫn hướng............................................... 52
Hình 2.39 Truyền động cho thang máy ...................................................................... 53
Hình 2.40 Bản vẽ tổng thể thang máy ........................................................................ 54

Danh mục bảng biểu
Bảng 2.1 Danh sách yêu cầu cho hệ thống thang máy ................................................ 11
Bảng 2.2 Nguyên tắc làm việc cho từng chức năng trong thang máy.......................... 25
Bảng 2.3 Điểm đánh giá cho các biến thể................................................................... 29
Bảng 2.4 Thông số kỹ thuật máy biến áp Litanda 20KVA 3 pha ................................ 31
Bảng 2.5 Thông số kỹ thuật aptomat Schneider EZC100B3015 15A 7.5kA 3Pha ...... 32
Bảng 2.6 Thông số kỹ thuật Contactor schneider LC1D187Q7 18A 380V ................. 32
Bảng 2.7 Thông số kỹ thuật động cơ HEM 3K112M4 ............................................... 37
Bảng 2.8 Thông số kỹ thuật động cơ giảm tốc một chiều BEMONOC ....................... 38
Bảng 2.9 Thông số kỹ thuật công tắc hành tình S3-1370 ............................................ 39
Bảng 2.10 Thơng số kỹ thuật ray dẫn hướng T114/B ................................................. 41
Bảng 2.11 Thông số kỹ thuật Bộ lưu điện UPS Hyundai ............................................ 42
Bảng 2.12 Thông số kỹ thuật Encoder KS58-9.25-2048GA-7 .................................... 43
Bảng 2.13 Thông số kỹ thuật Govenor PB191 ........................................................... 44
Bảng 2.14 Thông số kỹ thuật quạt thơng gió FB-9B................................................... 45
Bảng 2.15 Thơng số kỹ thuật giảm chấn thuỷ lực ACJ3650 ....................................... 45
Bảng 2.16 Thông số kỹ thuật bản nút nhấn ................................................................ 47
Bảng 2.17 thông số kỹ thuật LED 5x7 ....................................................................... 47
Bảng 2.18 Thông số kỹ thuật khóa tam giác MS-006 ................................................. 48
Bảng 2.19 Thơng số kỹ thuật bộ điều khiển PLC S7-1200 ......................................... 49

3


Lời mở đầu
Trong những năm gần đây ngành Cơ Điện tử có những bước phát triển vượt
bậc, việc ứng dụng các sản phẩm cơ điện tử vào sản xuất ngày càng phổ biến giúp
nâng cao năng suất lao động và hạ giá thành sản phẩm. Song song với quá trình
phát triển đó là yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác, tin cậy, khả năng làm việc

trong mơi trường khắc nghiệt với thời gian dài của các hệ thống cơ điện tử. Vì vậy
việc nghiên cứu và thiết kế các hệ thống cơ điện tử để đáp ứng được yêu cầu trên
là việc làm cần thiết. Sự phát triển của hệ thống cơ điện tử là sự phát triển của các
ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin, ngành kỹ thuật điều khiển và tự động
hoá đã và đang đạt được nhiều tiến bộ mới.
Học phần Thiết kế hệ thống Cơ Điện tử được đưa vào giảng dạy với mục
đích giúp sinh viên có kiến thức và tư duy trong việc lập kế hoạch cơng việc theo
trình tự hợp lý để có thể thiết kế được một hệ thống cơ điện tử hoạt động ổn định,
tối ưu và hiệu quả. Học phần cũng rèn luyện cho sinh viên khả năng tư duy hệ
thống, kỹ năng làm việc nhóm và kiến thức về nhiều mảng khác nhau, giúp ích
cho học tập và cơng việc sau này.
Sau q trình học tập và tự tìm hiểu về học phần, nhóm sinh viên đã lựa chọn
và hoàn thành báo cáo bài tập lớn với đề tài: Thiết kế sản phẩm cơ điện tử “Thang
máy đơn 5 tầng dẫn động thanh răng”. Đây là một đề tài hay và có tính ứng dụng
cao trong đời sống đồng thời cũng là cơ sở cho những nghiên cứu và sản phẩm
sau này của sinh viên.

4


Phần 1 Tổng quan
1.1 Thang máy
Thang máy là thiết bị để tải người, hàng hoá, thực phẩm,… từ tầng này đến
tầng khác, từ thấp tới cao. Nó được dùng trong các cao ốc, siêu thị, khách sạn, nhà
hàng, bệnh viện,... Hiện nay thang máy là thiết bị rất quan trọng, đặc biệt là nhà
cao tầng, hệ thống thang máy giúp con người tiết kiệm sức lực và thời gian khi di
chuyển trong các tịa nhà. Cùng với đó là việc sản xuất rộng rãi và giá thành ngày
càng rẻ nên thang máy ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong việc di chuyển.
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại thang máy và được phân loại theo
nhiều cách khác nhau. Như thang máy để chở người, thang máy chở hàng; theo

tốc độ có thang máy từ tốc độ thấp tới thang máy siêu tốc; theo tải trọng của thang
máy được chia thành nhiều loại từ tải trọng nhỏ tới thang máy có tải trọng lớn;
theo nguyên lý làm việc thì có thang máy dẫn động dây cáp và thang máy dẫn
động thanh răng,… Tuy nhiên trong báo cáo này, nhóm sẽ tập trung vào tìm hiểu,
nghiên cứu và thiết kế một hệ thống thang máy dẫn động thanh răng với đầy đủ
chức năng dùng cho tòa nhà 5 tầng.

1.2 Các thành phần chính của một hệ thống thang máy thanh răng
Hệ thống thang máy thanh răng bao gồm hai thành phần chính:
Thành phần cơ khí: Bao gồm giếng thang thẳng đứng, một ray dẫn hướng
được gắn cố định vào giếng thang. Di chuyển trên ray là buồng Cabin sử dụng hệ
truyền động bánh răng – thanh răng, Cabin có khả năng đóng mở cửa để phục vụ
ra vào cho hành khách. Bên cạnh đó thang máy cịn có hệ thống giảm chấn và hệ
thống an toàn để đảm bảo an tồn trong những trường hợp khơng mong muốn.
Thành phần điều khiển: Có vai trị giám sát trạng thái thang và điều khiển
thang máy hoạt động ổn định. Thành phần điều khiển bao gồm bộ xử lý trung tâm,
các thiết bị cảm biến giám sát hoạt động, thiết bị hiển thị và phát tín hiệu cảnh
báo. Việc điều khiển thang hoạt động thang có thể can thiệp bởi con người qua hệ
thống nhập liệu và các tác động cảnh báo tới hệ thống.

5


Phần 2 Nội dung thiết kế
2.1 Phân tích nhiệm vụ thiết kế
Trước khi bắt đầu phát triển sản phẩm, cần phải làm rõ được nhiệm vụ thiết
kế một cách chi tiết. Việc phân tích nhiệm vụ thiết kế trải qua các bước cơ bản
sau:
2.1.1 Thiết lập danh sách yêu cầu
NHÓM 10

Thay

D

đổi

W

DANH SÁCH YÊU CẦU CHO THANG MÁY
ĐƠN 5 TẦNG DẪN ĐỘNG THANH RĂNG

Yêu cầu
Giếng thang:

D

Chiều cao tổng thể: 15 – 18m

D

Tiết diện giếng:
Cửa kiểm tra:

D

- Chiều cao  1.4m

D

- Chiều rộng  0.6m

D

- Không được mở vào trong giếng thang

W

- Phải được mở bằng chìa khóa
Cửa cứu hộ:

D

- Chiều cao  1.8m

D

- Chiều rộng  0.6m

D

- Không được mở vào trong giếng thang

W

- Phải được mở bằng chìa khóa
Hệ thống thơng gió:

D

- Có lỗ thơng gió ở đỉnh giếng

D

- Tổng diện tích lớn hơn 1% tiết diện
ngang giếng thang

6

4/4/2021
Chịu tránh
nhiệm


Cửa tầng:
Kích thước tổng thể:
D

- Kích thước tương ứng với kích thước
cửa Cabin.

D

- Cửa lùa ngang

D

- Chiều cao ≥ 2m

W

- Độ hở khi đóng nhỏ hơn 0.006m

W

- Kết cấu vững, khơng biến dạng theo
thời gian.

W

Đóng mở tự động
Dẫn hướng cửa:

D

- Vận hành không bị kẹt, trật hướng hay
vượt quá hành trình.

D

- Dẫn hướng cả trên và dưới
Bảo vệ vận hành cửa:

W

- Lực đóng cửa < 150N

D

- Tự động đảo ngược hành trình khi gặp
vật cản (khơng tác động ở 0.05m cuối

hành trình)

W

- Vận tốc đóng cửa trung bình 0.3 ÷ 0.4
m/s
Đèn tín hiệu báo:

D

- Đèn tín hiệu báo “có cabin đỗ ”

D

- Đèn chỉ bật khi cabin sắp dừng hoặc đã
dừng tại mức sàn mỗi cửa tầng

D

- Đèn tín hiệu ln sáng trong suốt q
trình cabin đỗ
Khóa và kiểm sốt đóng của tầng:

D

- Khơng thể mở của khi cabin khơng
dừng hoặc khơng ở trong vùng mở cửa
của tầng đó

D

7


- Thang máy khơng thể đi khi cửa tầng
chưa đóng

W

- Khóa cửa phải chắc chắn, khơng bị mở
khi tác động lực < 1000N
W

Mở khố cứu hộ:
- Cửa tầng có thể mở ra từ phía ngồi
bằng một chìa khóa đặc biệt

W

- Phải tự động về trạng thái khóa khi cửa
tầng đóng

W

Đóng cửa tầng tự động

Cabin
D

Chiều cao ≥ 2m

D

Sức chứa tối đa 9 người

D

Diện tích sàn tương ứng 1.8 ÷ 2m2
Vách, sàn, nóc cabin:

D

- Chỉ cho phép các lỗi cần thiết (cửa, các
lỗ thơng gió, cửa cứu hộ)

W

- Sử dụng vật liệu thân thiện, chống cháy,
chống biến dạng.

D

- Đạt đủ độ bền cơ học khi vận hành cũng
như trong trường hợp khẩn.

W

- Trang bị tay vịn an tồn cao 0.9 ÷ 1.1m

D

- Diện tích sàn tương tứng tải trọng định
mức

D

- Trang bị nóc thốt hiểm.
Thành phần nhập liệu:

W

- Thiết kế dễ hiểu, dễ thao tác.

W

- Đường kính các nút tối thiểu 1.5cm

W

- Chiều cao bộ nhập liệu từ 1 ÷ 1.2m

8


D

- Trang bị màn hình báo tầng và kết quả
nhập liệu.
Thơng gió

D

- Bố trí các lỗ thơng gió trên và dưới
cabin

D

- Tổng diện tích thơng gió ≥ 1% diện tích
sản cabin
Chiếu sáng:

D

- Chiếu sáng liên tục bằng bằng ánh sáng
đèn điện khi sử dụng.

W

- Cường độ rọi sáng ≥ 50 lux

W

- Đèn chiếu sáng rõ mặt sàn và các thiết
bị điều khiển.

D

- Trang bị nguồn sáng dự phòng tự động
khi có sự cố mất điện.
Các thành phần khác:

D

- Điện thoại khẩn cấp.

D

- Nút báo khẩn cấp

Máy dẫn động
W

Sử dụng động cơ điện 3 pha

W

Nguồn đầu vào 380V

D

Sử dụng kết hợp hộp giảm tốc.

D

Dẫn động thanh răng – bánh răng.

W

Chuyển động đồng bộ, độ ồn thấp.

W

Các chi tiết quay phải có nắp bảo vệ, sơn
màu nổi để dễ phân biệt.

9


Thiết bị điện
Bảo vệ động cơ và các thiết bị điện
D

- Chống ngắn mạch động cơ

D

- Ngắt điện khi động cơ quá tải

D

- Có thiết bị chống đảo pha
Chiếu sáng, thơng gió

D

- Dùng nguồn độc lập để cung cấp điện
chiếu sáng, thơng gió
Thiết bị báo động cứu hộ

W

- Trong cabin phải có thiết bị báo động ở
vị trí dễ thấy và thuận tiện cho người
dùng

D

- Điện cung cấp cho thiết bị báo động
phải lấy từ nguồn điện cứu hộ

W

- Lắp điện thoại nội bộ
Kiểm sốt q tải

D

- Có thiết bị hạn chế quá tải

D

- Ngăn thang máy hoạt động khi đang
quá tải

D

- Báo quá tải khi vượt quá tải định mức
10%

D

- Tín hiệu ánh sáng, âm thanh khi quá tải

D

- Cửa thang máy luôn mở khi quá tải

D

- Mọi thao tác chuyển bị loại bỏ
Nguồn khẩn cấp:

D

- Khởi động tự động khi mất điện

D

- Phục vụ hệ thống chiếu sáng, thơng gió

D

- Cung cấp điện cho thiết bị báo động

W

- Khả năng duy trì ít nhất 1h

10

Thiết bị an toàn
Bảo vệ khi cabin đi xuống:
D

- Phải có các thiết bị an tồn để ngăn
khơng cho cabin rơi tự do, đi xuống với
tốc độ quá lớn
Bộ hãm an toàn:

D

- Hoạt động trong chiều chuyển động đi
xuống

D

- Hoạt động khi cabin rơi tự do

D

- Dừng cabin khi vượt quá tốc độ của bộ
khống chế vượt tốc

D

- Phải giữ được cabin trên ray dẫn hướng
Bộ khống chế vượt tốc:

D

- Phát động cho bộ hãm an toàn hoạt
động khi vượt quá 115% vận tốc định
mức

W

- Dễ dàng tiếp cận để kiểm tra bảo dưỡng
Điều khiển điện:

D

- Ngắt điện dừng máy trước khi cabin đạt
tới tốc độ giới hạn của bộ khống chế
vượt tốc
Giảm chấn cabin

W

- Phải có giảm chấn cabin ở giới hạn dưới
và giới hạn trên của hành trình cabin

Bảng 2.1 Danh sách yêu cầu cho hệ thống thang máy

2.1.2 Tóm tắt để xác định các vấn đề cơ bản
Giai đoạn 1: Loại bỏ sở thích cá nhân, bỏ qua các yêu cầu không ảnh hưởng trực
tiếp đến chức năng và các ràng buộc cần thiết

Giếng thang:
11

Chiều cao tổng thể: 18 – 20m
Cửa kiểm tra:
- Chiều cao  1.4m
- Chiều rộng  0.6m
Cửa cứu hộ
- Chiều cao  1.8m
- Chiều rộng  0.6m
Hệ thống thơng gió:
- Lỗ thơng gió ở đỉnh
Cửa tầng
Kích thước:
- Tương ứng với cửa cabin
- Cửa lùa ngang
- Độ hở khi đóng < 0,006m
Đóng mở tự động
Dẫn hướng cửa:
- Vận hành khơng bị kẹt, trật hướng, vượt quá hành trình
- Dẫn hướng trên, dưới
Bảo vệ cửa khi vận hành
- Lực đóng cửa < 150N
- Tự động đảo ngược hành trình khi gặp vật cản
Đèn tín hiệu báo
Khóa và kiểm sốt đóng cửa tầng
Mở khóa cứu hộ
Đóng cửa tự động
Cabin
Kính thước:
- Chiều cao ≥ 2m
- Diện tính sàn: 1,8 – 2m2

Tải trọng: 750 – 900kg
12


Vách, sàn, nóc cabin
Thành phần nhập liệu
Thơng gió
Chiếu sáng
Điện thoại, nút báo khẩn cấp
Ray dẫn hướng
Ít nhất bằng 2 thanh ray
Bề mặt có độ ma sát thấp
Chống rỉ, chống biến dạng
Máy dẫn động
Động cơ 3 pha
Nguồn 380V
Bộ giảm tốc
Dẫn động thanh răng – bánh răng
Thiết bị điện
Bảo vệ động cơ và các thiết bị điện
- Chống ngắn mạch động cơ
- Ngắt điện khi động cơ quá tải
- Có thiết bị chống đảo pha
Thiết bị báo động cứu hộ
- Trong cabin phải có thiết bị báo động ở vị trí dễ thấy và thuận tiện cho người
dùng
- Điện cung cấp cho thiết bị báo động phải lấy từ nguồn điện cứu hộ
- Lắp điện thoại nội bộ
Kiểm sốt q tải
- Có thiết bị hạn chế quá tải

- Ngăn thang máy hoạt động khi đang quá tải
- Báo quá tải khi vượt quá tải định mức 10%
- Tín hiệu ánh sáng, âm thanh khi quá tải
- Cửa thang máy luôn mở khi quá tải
13


- Mọi thao tác chuyển bị loại bỏ
Nguồn khẩn cấp:
- Khởi động tự động khi mất điện
- Phục vụ hệ thống chiếu sáng, thơng gió
- Cung cấp điện cho thiết bị báo động
- Khả năng duy trì ít nhất 1h
Thiết bị an tồn
Bảo vệ khi cabin đi xuống:
- Phải có các thiết bị an tồn để ngăn khơng cho cabin rơi tự do, đi xuống với
tốc độ quá lớn
Bộ hãm an toàn:
- Hoạt động trong chiều chuyển động đi xuống
- Hoạt động khi cabin rơi tự do
- Dừng cabin khi vượt quá tốc độ của bộ khống chế vượt tốc
- Phải giữ được cabin trên ray dẫn hướng
- Bộ khống chế vượt tốc:
- Phát động cho bộ hãm an toàn hoạt động khi vượt quá 115% vận tốc định mức
Điều khiển điện:
- Ngắt điện dừng máy trước khi cabin đạt tới tốc độ giới hạn của bộ khống chế
vượt tốc
Giảm chấn Cabin
- Phải có giảm chấn cabin ở giới hạn dưới và giới hạn trên của hành trình cabin
Giai đoạn 2: Chuyển đổi dữ liệu định lượng thành dữ liệu định tính và giảm chúng

thành các tuyên bố thiết yếu
Giếng thang:
Cửa kiểm tra
Cửa cứu hộ
Hệ thống thơng gió
Cửa tầng
Đóng mở tự động
14


Dẫn hướng cửa
Bảo vệ cửa khi vận hành
Đèn tín hiệu báo
Khóa và kiểm sốt đóng cửa tầng
Mở khóa cứu hộ
Đóng cửa tự động
Cabin
Tải trọng: 750 – 900kg
Thành phần nhập liệu
Thông gió, chiếu sáng
Điện thoại, nút báo khẩn cấp
Ray dẫn hướng
Ít nhất bằng 2 thanh ray
Bề mặt có độ ma sát thấp
Chống rỉ, chống biến dạng
Máy dẫn động
Động cơ 3 pha
Nguồn 380V
Bộ giảm tốc
Dẫn động thanh răng – bánh răng

Thiết bị điện
Bảo vệ động cơ và các thiết bị điện
Thiết bị báo động cứu hộ
Kiểm soát quá tải
Nguồn khẩn cấp
Thiết bị an toàn
Bảo vệ khi cabin đi xuống
Bộ hãm an toàn
Bộ khống chế vượt tốc
Điều khiển điện
15


Giảm chấn Cabin
Phải có giảm chấn cabin ở giới hạn dưới và giới hạn trên của hành trình cabin
Giai đoạn 3: Trong mức độ nhất định, khái quát lại kết quả bước trước
Giếng thang:
Cửa kiểm tra
Cửa cứu hộ
Hệ thống thông gió
Cửa tầng
Đóng mở tự động
Dẫn hướng cửa
Bảo vệ cửa khi vận hành
Đèn tín hiệu báo
Khóa và kiểm sốt đóng cửa tầng
Mở khóa cứu hộ
Đóng cửa tự động
Cabin
Tải trọng: 750 – 900kg

Thành phần nhập liệu
Thơng gió, chiếu sáng
Điện thoại, nút báo khẩn cấp
Ray dẫn hướng
Ít nhất bằng 2 thanh ray
Chống rỉ, chống biến dạng
Máy dẫn động
Động cơ 3 pha
Nguồn 380V
Bộ giảm tốc
Dẫn động thanh răng – bánh răng
Thiết bị điện
Bảo vệ động cơ và các thiết bị điện
16


Thiết bị báo động cứu hộ
Kiểm soát quá tải
Nguồn khẩn cấp
Thiết bị an toàn
Bảo vệ khi cabin đi xuống
Bộ hãm an toàn
Bộ khống chế vượt tốc
Điều khiển điện
Giảm chấn Cabin
Giai đoạn 4: Hình thành vấn đề theo các thuật ngữ trung lập về giải pháp
Thiết kế thang máy đơn dẫn động bằng bánh răng-thanh răng cho tòa nhà 5
tầng.
2.1.3 Thiết lập cấu trúc chức năng
a) Chức năng tổng thể

- Khái quát chức năng tổng thể của thang máy
Người và vật liệu

Điện năng

Người và vật liệu

Vận chuyển
người

Tín hiệu điều khiển

Cơ năng

Tín hiệu điện

Hình 2.1 Chức năng tổng thể của thang máy.

17


18

Dẫn động

Chuyển đổi
Điện – Cơ

Khống chế
tốc độ

Bảo vệ
hệ thống
điện

Biến áp

Gọi thang

Người và vật liệu

Điện năng

Tín hiệu
điều khiển

Kiểm sốt
đóng mở
cửa tầng

Hãm an
tồn

Nguồn
khẩn cấp

Chứa người

Kiểm sốt
q tải

Giảm chấn
cabin

Kiểm tra
và
cứu hộ

Kiểm sốt
vị trí

Báo tín
hiệu

Chọn tầng

Thơng gió

Chiếu sáng

Xử lý và điều khiển

0

Hình 2.2 Sơ đồ cấu trúc chức năng tổng thể của thang máy

Người và vật liệu

Báo
khẩn cấp

Tín hiệu
khẩn

Tín hiệu
hiển thị


b) Các chức năng con
- Bảo vệ hệ thống điện

Điện năng

Chống
ngắn
mạch

Ngắt điện
khi quá tải

Chống
đảo pha

Điện năng

Hình 2.3 Sơ đồ cấu trúc chức năng bảo vệ hệ thống điện thang máy

- Dẫn động

Cơ năng

Giảm tốc

Truyền
động

Dẫn
hướng

Cơ năng

Hình 2.4 Sơ đồ cấu trúc chức năng dẫn động thang máy

- Kiểm sốt đóng mở cửa

Điện năng

Phát động
đóng mở
cửa

Truyền
động

Dẫn
hướng cửa

Mở khóa
cứu hộ

Đảo ngược
hành trình
cửa

Phát hiện
vật cản

Cơ năng

Hình 2.5 Sơ đồ cấu trúc chức năng kiểm sốt đóng mở cửa thang máy
19


- Khống chế tốc độ

Xử lý và điểu khiển

Tốc độ

Phát động
kéo thang

Đo tốc độ

Lực kéo thang

Hình 2.6 Sơ đồ cấu trúc chức năng kiểm soát vận tốc thang máy

- Hãm an tồn

Phanh an
tồn
Tốc độ

Phát hiện
vượt tốc

Cabin
Ngắt hệ dẫn
động

Hình 2.7 Sơ đồ cấu trúc chức năng hãm an toàn của thang máy

- Kiểm sốt vị trí thang

Xử lý và điều khiển

Vị trí
thang

Lực mở cửa
Phát động
kéo thang

Đo vị trí

Đóng mở
cửa
Lực kéo thang

Tín hiệu hiển thị

Hiển thị

Hình 2.8 Sơ đồ cấu trúc chức năng kiểm sốt vị trí thang máy
20


- Kiểm soát quá tải cho thang

Xử lý và điều khiển

Khối
lượng
người

Báo q
tải

Phát động
kéo thang

Đo khối
lượng

Tín hiệu
báo q tải

Lực kéo thang

Hình 2.9 Sơ đồ cấu trúc chức năng kiểm soát quá tải cho thang máy

- Chức năng nhập liệu

Xử lý và điểu khiển

Tín hiệu
tác động

Chọn tầng
Hiển thị

Tín hiệu
tác động

Tín hiệu hiển thị

Gọi thang

Hình 2.10 Sơ đồ cấu trúc chức năng nhập liệu cho thang máy

21


- Chứa người

Xử lý và điều khiển
Chiếu sáng + Thông gió
Tín hiệu
điều khiển

bên ngồi

Đóng mở
cửa

Nhập liệu

Tín hiệu
hiển thị

Hiển thị
Khoang Cabin

Người và
vật liệu

Người và
vật liệu

Phát tín hiệu khẩn
Tín hiệu
khẩn
Kiểm tra và cứu hộ

Nguồn khẩn cấp

Hình 2.11 Sơ đồ cấu trúc chức năng chứa người

2.1.4 Tìm kiếm nguyên tắc làm việc
Giải pháp

Chức năng con
1

2
3

4

Biến áp
Chống ngắn
mạch
Bảo vệ
Ngắt điện
hệ
thống khi quá tải
điện
Chống đảo
pha

1

2

3

Máy biến áp ba
pha

Máy biến áp
một pha

Cầu chì

Aptomat

Mạch bảo vệ

Cầu chì

Aptomat

Rơ le

Mạch chống
đảo pha

Contactor

22