Đề tài: Thiết kế thang máy tải khách

Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ


BÀI TẬP LỚN
PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ KỸ THUẬT


ĐẾ TÀI:




GVHD: NGUYỄN THANH NAM
SVTH:
Nhóm 01


Thân Trọng Khánh Đạt 20800418

Nguyễn Quang Thanh 20801935
Trần Đức Thịnh 20802113
Bùi Duy Khanh 20901160

Ngày 5 tháng 11 năm 2011
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 2

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
1. PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1.1. Thành lập nhóm thiết kế.
1.2. Phát biểu bài toán thiết kế.
2. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN – BIỂU ĐỒ THANH.
3. XÁC ĐỊNH NHU CẦU
4. XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT BÀI TOÁN THIẾT KẾ (QFD).
5. ĐƯA RA Ý TƯỞNG.
5.1 Phân tích chức năng
5.1.1. Tìm ra chức năng chung
5.1.2. Phân tích chức năng con
5.1.3. Sắp xếp các chức năng con
5.1.4. Hoàn thiện chức năng con
5.2. Đưa ra ý tưởng
5.2.1 Triển khai ý tưởng cho từng chức năng
5.2.2 Phối hợp các ý tưởng:
6. ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG, CHỌN RA PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
7. THIẾT KẾ SẢN PHẨM.
8. MÔ PHỎNG SẢN PHẨM.
9. ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM
KẾT LUẬN.
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
CÁM ƠN!

Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 3

1. PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:
1.1. Thành lập nhóm thiết kế:
Để phù hợp với công việc được giao và thuận tiện cho công việc thiết kế,
nhóm chúng tôi đã tiến hành trắc nghiệm tính cách của các thành viên trong
nhóm. Sau đây là một vài nét tính cách và đặc điểm của các thành viên trong
nhóm:
 Thành viên: THÂN TRỌNG KHÁNH ĐẠT – 20800418
Sở thích: Đọc sách, du lịch, nghiên cứu khoa học, âm nhạc và thể thao,…
Tính cách: Có khả năng hòa nhập tốt với mọi người trong đời sống cá nhân
cũng như trong công việc. Biết cách thể hiện bản thân, chia sẻ những cảm
xúc vui buồn với người khác cũng như nói lên ý tưởng của mình. Nhanh
chóng, hiệu quả và đầy quyết tâm, có khả năng lập và hoàn thành kế hoạch
một cách thông minh. Có góc nhìn rộng mở và luôn sẵn lòng giúp đỡ bạn
bè mình. Ưa thay đổi, thích tới những nơi chưa từng đến và gặp những con
người mới mẻ.
 Thành viên: TRẦN ĐỨC THỊNH – 20802113
Sở thích: Hoạt động tập thể, thề thao, âm nhạc và công nghệ,…
Tính cách:Có khiếu hài hước, sự thoải mái hào phóng và sự vui vẻ, dễ tính.
Có khả năng độc lập và tự giải quyết lấy các vấn đề của mình, sống nội
tâm, đa sầu đa cảm. Người chính chắn, tự tin, đáng tin cậy và làm rõ được
mục tiêu của mình. Có mối quan tâm vào khoa học, logic, kỹ thuật, tìm ra
những cách giải quyết vấn đề lạ lùng nhưng hiệu quả. Có trực giác tốt
nhưng thích hành động theo lý trí, trách nhiệm và logic.
 Thành viên: NGUYỄN QUANG THANH – 20801935
Sở thích: Công nghệ thông tin, âm nhạc, thể thao, du lịch và các hoạt động

đoàn thể,…
Tính cách: Có vị tha, dễ thông cảm, luôn sẵn lòng giúp đỡ mọi người.
Những cảm xúc của bạn thường rất sâu sắc, dễ được lòng người đối diện.
Có tính mạnh mẽ và quyết tâm, luôn nỗ lực hết sức cho tới khi đạt được
mục tiêu. Luôn can đảm và không chạy trốn xung đột và luôn tìm ra hướng
giải quyết. Luôn cẩn thận trong cách ứng xử với gia đình và bè bạn.
 Thành viên: BÙI DUY KHANH – 20901160
Sở thích: Du lịch, đọc sách, các hoạt động tập thể, nghe nhạc và thể thao,…
Tính cách:Có khả năng quản lý và tổ chức. Là người có nhịp sống sôi nổi
và có thể tin cậy được. Sống nghiêm túc và chân thật, luôn có cả sự kiên
nhẫn và sự quyết tâm để hoàn thành công việc. Rất thực tế và có ý chí
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 4

mạnh mẽ. Có khả năng sáng tạo nhiều ý tưởng. Có thể tinh tế, nhạy cảm,
nhưng lại thường không để lộ cảm xúc của mình.
Để nhóm làm việc có hiệu quả và thống nhất thì cần có 8 vai trò (mỗi người đảm
nhiệm ít nhất một vai trò). Sau khi xem xét kỹ tính cách của từng người, khả năng
cụ thể và thông qua bảng thống kê tính cách nhóm chúng tôi quyết định phân công
vai trò của từng người như sau:

CW CC SH PL RI ME TW CF
ĐẠT
6 8 9 9 17 11 7 15
KHANH

7 4 15 17 12 9 3 5
THANH

4 14 7 10 13 14 8 4
THỊNH
16 9 4 15 6 5 15 6

1. Người điều phối: TRẦN ĐỨC THỊNH
2. Người lập kế hoạch: NGUYỄN QUANG THANH
3. Người phát kiến: BÙI DUY KHANH
4. Người đánh giá: BÙI DUY KHANH
5. Người khám phá: THÂN TRỌNG KHÁNH ĐẠT
6. Người làm việc: NGUYỄN QUANG THANH
7. Người chăm sóc nhóm: TRẦN ĐỨC THỊNH
8. Người kết thúc công việc: THÂN TRỌNG KHÁNH ĐẠT
1.2. Phát biểu bài toán thiết kế:
Thang máy là một dạng của máy nâng chuyển, được phổ biến trong các nhà
cao tầng hiện nay. Thang máy có quá trình phát triền lâu dài, từ cơ cấu kéo đơn
sơ từ thời xa xưa đến cơ cấu chấp hành và điều khiển hiện đại như ngày nay.
Việc vận chuyển con người và vật dụng trên thang máy đã khẳng định sự hiệu
quả so với cầu thang bộ, ròng rọc kéo : Tốc độ cao, độ ổn định lớn, độ an toàn
cao, không gian tiết kiệm, gia thành đỡ tốn kém hơn với cầu thang bộ. Tuy có rất
nhiều ưu điểm như vậy, song bên cạnh đó việc chế tạo thang máy phải đảm bạo
độ an toàn rất khắt khe, quá trình vận hành phải đảm bảo qua trình bảo trì, duy tu,
bảo dưỡng đúng thời hạn và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
Thang máy có rất nhiều loại phục vụ nhiều nhu cầu khác nhau, như thang máy
gia đình, thang máy tải khách, tải hàng, thực phẩm, tải ô tô, thang máy quan sát,
thang máy cuốn…Khảo sát khách hàng ở các khu dô thị, công sở, nhóm thiết lế
nhận được nhu cầu của khách hàng cần có một hệ thống thang máy tải khách
trong các nhà cao tầng có độ cao từ 5 tầng trờ lên, thang máy với yêu cầu tốc độ
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 5

nhanh, vận hành thông minh, đảm báo độ an toàn tối đa, không gian chiếm chổ
vừa phải. Nhóm thiết kế nghĩ đến giải pháp hệ thống thang máy tải khách và bắt
tay vào thiết kế, chế tạo hệ thống thang máy tải khách.
2. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN – BIỂU ĐỒ THANH:
 Nhiệm vụ 1 :Lập kế hoạch
 Công việc : Xác định các công việc phải thực hiện, nguồn nhân lực, đưa ra
lịch trình thiết kế
 Nhân lực : Thanh + Thinh
 Thời gian : 2 tuần
 Nhiệm vụ 2 : Xác định nhu cầu khách hàng
 Công việc :Xác định nhu cầu khách hàng, thực hiện thăm dò nhu cầu tại 10
tòa nhà có độ cao trên 5 tầng và những nơi có sử dụng thang máy
 Nhân lực : Khanh + Đạt
 Thời gian : 2 tuần
 Nhiệm vụ 3 : Phân tích nhiệm vụ thiết kế
 Công việc : Phân tích những nhu cầu khách hàng thu thập được thành
những yêu cầu rõ ràng, cụ thể và cô đọng, sãn sàng biên dịch dang các
thông số kỹ thuật có thể đo lường và tính toán được
 Nhân lực : Thanh + Thinh
 Thời gian : 2 tuần
 Nhiệm vụ 4: Xác định yêu cầu kỹ thuật
 Công việc : Sử dụng phương pháp QFD và ngôi nhà chất lượng để xác định
các yêu cầu khách hàng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị
trường.
 Nhân lực: Cả nhóm
 Thời gian : 2 tuần
 Nhiệm vu 5: Đưa ra ý tưởng thiết kế
 Công việc : Phân tích các chức năng thành các chức năng con, cốt lõi; tham
khảo các thiết kế liên quan, đưa ra ý tưởng cho từng chức năng con và tổng

hợp thành các ý tưởng chung cho sản phẩm thiết kế.
 Nhân lực : Cả nhóm
 Thời gian : 2 tuần
 Nhiệm vụ 6:Đánh giá ý tưởng, chọn phương án thiết kế
 Công việc : sử dụng ma trân quyết dinh để lựa chọn 1 ý tưởng thiết kế
 Nhân lực : Cả nhóm
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 6

 Thời gian : 1 tuần
 Nhiệm vụ 7: Tính toán thiết kế sản phẩm
 Công việc : Tính toán thiết kế chi tiết các bộ phận, thiết kế hình dáng kết
cấu của chi tiết, xây dựng các bản vẽ mô hình hệ thống
 Nhận lực : Khanh +Thịnh: Thực hiện tính toán lý thuyết các thông số của
thang máy , như kết cấu, khối lượng, kích thước theo tải trọng yêu cầu.
 Thanh + Khanh : Nghiên cứu và đưa ra giải thuật điều khiển cho hệ thống ,
Tất cả các thành viên: Mô phỏng mô hình làm việc với các số liệu đã tính
toán được.
 Thời gian : 5 tuần
 Nhiệm vụ 8: Đánh giá sản phẩm
 Công việc : đánh giá khả năng làm việc, khả năng chế tạo của sản phẩm
thông qua mô hình hệ thống và các bộ phận, đánh giá các chỉ tiêu khác
 Nhân lực : Tất cả các thành viên
 Thời gian : 2 tuần
 Nhiệm vụ 9: Viết thuyết minh và báo cáo
 Công việc : viết báo các kỹ thuật, thực hiện báo cáo thuyết trình cho dự án
 Nhân lực : Tất cả các thành viên
 Thời gian : 2 tuần
 Biểu đồ thực hiện công việc của từng thành viên như sau

Tuần 3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14 Thực hiện
Lập kế hoạch
Thanh + Thinh
Xác định nhu cầu KH
Khanh + Đạt
Phân tích nhiệm vụ
Thanh + Thịnh

Xác định yêu cầu kỹ thuật
Cả nhóm
Đưa ra ý tưởng
Cả nhóm
Đánh giá ý tưởng
Cả nhóm
Tính toán thiết kế
Cả nhóm
Đánh giá sản phẩm
Cả nhóm
Thuyết minh, báo cáo
Cả nhóm


Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 7

3. XÁC ĐỊNH NHU CẦU
Bước 1: Xác định các thông tin cần thiết
 Đối tượng sẽ phải tiến hành thu thập thông tin: nhà cung cấp thiết bị, khách
hàng trực tiếp sử dụng, nhà thiết kế …
 Đối tượng nào sẽ là khách hàng chính sử dụng hệ thống thang máy thông
minh.
 Các thông tin về hệ thống thang máy như: mục đích sử dụng, tính năng,
mức độ an toàn…
Bước 2: Xác định các phương pháp thu thập dữ liệu được dùng
Sử dụng phương pháp thăm dò và khảo sát đối tượng:
 Nhà cung cấp: hỏi 5 người
 Khách hàng trực tiếp sử dụng: hỏi 20 người

 Nhà thiết kế : hỏi 10 người
Bước 3: Xác định bảng câu hỏi cá nhân
Cần đưa ra 10 câu hỏi phạm vi tập trung vào hệ thống thang máy , gồm các
nội dung chính như sau:
 Mục đích sử dụng
 Tính năng
 Mức độ an toàn
Bước 4: Thiết kế câu hỏi
Q1: Nơi ở hoặc nơi làm việc của bạn sử dụng thang máy để làm gì:
a) Chuyên chở người
b) Vận chuyển hàng hóa
c) Cả 2
Q2: Theo bạn, khối lượng một lần vận chuyển của thang máy trong 1 lần vận
chuyển là:
a) Dưới 500kg
b) Từ 500kg đến 1000kg
c) Từ 1000kg đến 1500kg
d) Trên 1500kg
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 8

Q3: Điều bạn đòi hỏi đầu tiên của một thang máy là:
a) Tốc độ nhanh, tiết kiệm không gian
b) Tuyệt đối an toàn
c) Thoáng mát, sạch sẽ
d) Thứ tự ưu tiên hợp lý
Q4: Theo bạn, hệ thống thang máy có thể được lắp đặt ở đâu:
a) Chung cư cao tầng
b) Nhà máy xí nghiệp

c) Khách sạn
d) Bất cứ nơi đâu
Q5: Bạn thấy có thực sự cần thiết khi thiết kế thêm những bộ phận bảo vệ an
toàn cho người sử dụng hệ thống thang máy:
a) Rất cần thiết
b) Cần an toàn đối với người sử dụng
c) Hệ thống phải dừng lại khi gặp sự cố và phát tín hiệu đến phòng điều khiển
d) Có hệ thống điện thoại, camera liên lạc với người sử dụng trong thang máy
Q6: Theo bạn, có cần thiết lắp đặt hệ thống camera theo dõi trong thang máy
hay không?
a) Cần thiết
b) Không cần thiết
Q7: Theo bạn, yêu cầu về bảo trì thang máy như thế nào:
a) Bảo trì đúng hạn
b) Nhanh chóng, dễ dàng
c) Chi phí bảo hành thấp
d) Không ảnh hưởng đến khách hàng
Q8:Nếu dùng thang máy tải khách, bạn sẽ chọn buồng thang máy kiểu nào:
a) Trang nhã
b) Phong cách
c) Tài quý
d) Đơn giản
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 9

Q9:Bạn đánh giá hệ thống thang máy thông minh có những tính năng nào vượt
trội so với các thang máy khác:
a) Tính năng an toàn cao
b) Khả năng tải lớn cũng như thời gian tải nhanh

c) Tiết kiệm năng lượng, năng suất cao
d) Dễ vận hành, thuận lợi bảo trì, tiết kiệm không gian
Q10:Nếu tại nơi bạn ở hay làm việc phải sử dụng hệ thống tải khách, bạn sẽ
chọn:
a) Thang máy
b) Thang cuộn
c) Khác
Bước 5: Sắp xếp các câu hỏi
1. Câu hỏi dành cho khách hàng là người sử dụng và nhà cung cấp thiết
bị
a. Về mục đích sử dụng:
Q1:Nếu tại nơi bạn ở hay làm việc phải sử dụng hệ thống tải khách, bạn sẽ chọn:
a) Thang máy
b) Thang cuộn
c) Khác
Q2: Nơi ở hoặc nơi làm việc của bạn sử dụng thang máy để làm gì:
a) Chuyên chở người
b) Vận chuyển hàng hóa
c) Cả 2
Q3: Theo bạn, hệ thống thang máy có thể được lắp đặt ở đâu:
a) Chung cư cao tầng
b) Nhà máy xí nghiệp
c) Khách sạn
d) Bất cứ nơi đâu
Q4:Nếu dùng thang máy tải khách, bạn sẽ chọn buồng thang máy kiểu nào:
a) Trang nhã
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 10

b) Phong cách
c) Tài quý
d) Đơn giản
b. Về tính năng
Q5: Theo bạn, khối lượng một lần vận chuyển của thang máy trong 1 lần vận
chuyển là:
a) Dưới 500kg
b) Từ 500kg đến 1000kg
c) Từ 1000kg đến 1500kg
d) Trên 1500kg
Q6: Điều bạn đòi hỏi đầu tiên của một thang máy là:
a) Tốc độ nhanh, tiết kiệm không gian
b) Tuyệt đối an toàn
c) Thoáng mát, sạch sẽ
d) Thứ tự ưu tiên hợp lý
Q7:Bạn đánh giá hệ thống thang máy thông minh có những tính năng nào vượt
trội so với các thang máy khác:
a) Tính năng an toàn cao
b) Khả năng tải lớn cũng như thời gian tải nhanh
c) Tiết kiệm năng lượng, năng suất cao
d) Dễ vận hành, thuận lợi bảo trì, tiết kiệm không gian
e) Kết hợp các tính năng trên
Q8: Theo bạn, yêu cầu về bảo trì thang máy như thế nào:
a) Bảo trì đúng hạn
b) Nhanh chóng, dễ dàng
c) Chi phí bảo hành thấp
d) Không ảnh hưởng đến khách hàng
Q9: Theo bạn, có cần thiết lắp đặt hệ thống camera theo dõi trong thang máy
hay không?
a) Cần thiết

b) Không cần thiết
c. Về mức độ an toàn
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 11

Q10: Bạn thấy có thực sự cần thiết khi thiết kế thêm những bộ phận bảo vệ an
toàn cho người sử dụng hệ thống thang máy:
a) Rất cần thiết
b) Cần an toàn đối với người sử dụng
c) Hệ thống phải dừng lại khi gặp sự cố và phát tín hiệu đến phòng điều khiển
d) Có hệ thống điện thoại, camera liên lạc với người sử dụng trong thang máy
2. Câu hỏi dành cho nhóm chuyên trách
Q1: Theo bạn hệ thống thang máy tải khách thông minh có ưu nhược điểm
gì?
Q2: Bạn hãy mô tả hệ thống thang máy thông minh tải khách như thế nào là
tối ưu nhất?
Q3: Đối tượng nào quan tâm nhất vấn đề này?
Bước 6: Thu thập dữ liệu
Những câu trả lời của khách hàng:
1. Thang máy
2. Cả 2
3. Chung cư cao tầng
4. Trang nhã
5. Từ 1000kg đến 1500kg
6. Tuyệt đối an toàn
7. Kết hợp các tính năng trên
8. Nhanh chóng, dễ dàng
9. Cần thiết
10. Rất cần thiết

Bước 7: Rút gọn dữ liệu
1. Về đặc tính sử dụng:
Mục đích chủ yếu là vận chuyển người trong các tòa nhà cao tầng,
vận chuyển hàng hóa…
2. Về đặc tính
Hệ thống thang máy phải làm việc hoàn toàn tự động, dễ vận hành,
vận chuyển nhanh, ổn định, liên tục 24/24.
3. Về mức độ an toàn
Phải đảm bảo tuyệt đối an toàn cho người sử dụng thang máy
Qua kết quả khảo sát ở trên ta rút ra các yêu cầu khách hàng như sau:
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 12

 Dễ sử dụng
 Vận chuyển nhanh
 Thoáng mát, sạch sẽ
 Kết cấu thẩm mỹ cao
 Tuổi thọ cao
 Giá thành lắp đặt và bảo trì thấp
 An toàn tuyệt đối
 Bảo trì đúng hạn
 Có hệ thống liên lạc bên trong thang máy

4.
XÁC ĐỊNH YÊU CẦU KỸ THUẬT BÀI TOÁN THIẾT KẾ (QFD).

Bước 1 : Xác định khách hàng.
Hệ thống thang máy hòa hợp với các kiến trúc hiện đại như: Trung tâm thương
mại, Cao ốc văn phòng, Cao ốc Đa năng, khách sạn cao cấp, chung cư cao cấp.

Bước 2 : Xác định yêu cầu của khách hàng.
Từ những khách hàng sử dụng và thu thập thông tin từ khách hàng, ta có thể đưa
ra các yêu cầu sau:
- Dễ sử dụng.
- Năng suất cao.
- Vận chuyển nhanh.
- Hoạt động êm.
- Hệ thống hoạt động thông minh.
- Ít bảo trì sữa chữa.
- Thiết kế sang trọng, đẹp mắt.
- Đảm bảo độ ổn định, độ tin cậy cao và độ an toàn cao nhât.
- Tuổi thọ cao, phụ tùng thay thế dễ dàng, dễ bảo trì sữa chữa.
- Giá thành hợp lý.

Bước 3 : Xác định mức độ quan trọng các yêu cầu khách hàng.



Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 13

Các yêu cầu khách hàng Tầm quan trọng
Năng suất cao 1.5
Dễ bảo trì sữa chữa 1
Tuổi thọ cao 1.5
Giá thành hợp lý 1
An toàn 1
Hoạt động êm 1

Có tính thẫm mỹ 1.5

Bước 4 - Xác định và đánh giá mức độ cạnh tranh.

Các yêu cầu
khách hàng
Mức yêu cầu Mức hiện tại Mức thiết kế
Năng suất cao 4 3 4
Dễ bảo trì, sửa
chữa
4 4 4
Tuổi thọ cao 5 4 5
Giá thành thấp 4 4 4
An toàn 5 5 5
Ít ồn 5 4 5
Kết cấu có thẩm
mỹ
4 4 4
Dễ sử dụng 5 4 5

Bước 5 - Đưa ra các thông số kỹ thuật.



Bước 6 - Đánh gia mối quan hệ giữa yêu cầu của khách hàng với thông sô kỹ
thuật.
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 14

Yêu cầu khách hàng Thông số kỹ thuật Quan hệ
Dễ sử dụng
Số lượng tầng 1
Bộ điều khiển 9
Gọn nhẹ, ít ồn
Kích thước và trọng lượng thang máy 9
Đường kính tang
Năng suất cao
Công suất của động cơ 9
Tải trọng cho phép 3
Tốc độ cho phép 3
Giá thành thấp
Kích thước thang máy 3
Công suất động cơ 3
Vật liệu làm thang máy 3
Cơ cấu điều khiển đơn giản 3
Số tầng 9
Dễ bảo trì, sửa chữa
Cơ cấu điều khiển 3
An toàn
Vật liệu và kích thước cáp 9
Tổng tải trọng cho phép của thang máy 9
Vận tốc 9
Hệ số an toàn của tải trọng và bộ điều
khiển
9
Tuổi thọ cao
Vật liệu, tốc độ vận chuyển 9
Kết cấu có thẩm mỹ cao

Hình dạng và kích thước 3

Bước 7 – Đánh giá mối liên hệ giữa các thông số kỹ thuật.

Tải trọng
Hệ số an toàn 9
Vật liệu 3
Công suất động cơ 9
Giá thành sản xuất
Công suất động cơ 9
Vận tốc thang máy 3
Vật liệu 3
Bộ điều khiển 9
Hệ số an toàn 9
Tải trọng 3
Số tầng 9
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 15

Vận tốc
Số tầng 3
Tải trọng 3
Hệ số an toàn 9
Công suất động cơ 9
Bộ điều khiển
Hệ số an toàn 9

Bước 8 – Thiết lập giá trị giới hạn của các thông số kỹ thuật.
Xây dựng mô hình ngôi nhà thông minh:

5.Hoàn toàn đáp ứng.
4. Hầu như đáp ứng.
3. Đáp ứng 1 số mặt
2.Đáp ứng chút ít
1.Không đáp ứng






















Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 16








9: Chặt chẽ
3: Vừa phải
1: Kém
Công suất động cơ
Kích thước thang máy
Số tầng
Tải trọng
Bộ điều khiển
Hệ số an toàn
Vật liệu làm than g máy
Vận tốc thang máy
Giá thành
Mức yêu cầu
Mức hiện tại
Mức thiết kế
Hệ số tầm quan trọng
Hệ số cạnh tranh
Hệ số cải tiến tuyệt đối
Hệ số cải tiến tương đối
Năng suất cao 9

3

3

4

3

4

1.5

1.3

7.8

0.16

Dễ bảo trì, sửa chữa 3

4

4

4

1 1 4 0.08

Tuổi thọ cao 3

3

5

4

5

1.5

1.3

9.8

0.21

Giá thành thấp 3

3

9

3

9

3

9

4

4

4

1 1 4 0.08

An toàn 9

9

9

9

5

5

5

1 1 5 0.11

Gọn nhẹ, Ít ồn 9

5

4

5

1 1.3

6.5

0.14

Kết cấu có thẩm mỹ 3

4

4

4

1.5

1 4 0.08

Dễ sử dụng 1

9

5

4

5

1.5

1.3

6.5

0.14

Trọng số tuyệt đối
1.68
1.74
0.86
1.47
1.74
1.71
1.86
2.10
0.72

Trọng ố tương đối
0.12
0.13
0.06
0.11
0.13
0.12
0.13
0.15
0.05

Giá trị chuẩn cạnh tranh
8

10
1000

2.8

0.8
18000

Khả năng cạnh tranh
x




x

x


Giá trị giới hạn của các
thông số kỹ thuật
10

10
1000

3

1
18000


Đơn vị
kw
m

kg



m/s
$

Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 17

Sau khi xây dựng ngôi nhà chất lượng dựa trên các yêu cầu khách hàng,
khả năng cạnh tranh và tầm quan trọng của từng yêu cầu khách hàng, ta nhận được
các yêu cầu kỹ thuật hệ thống thang máy tải khách như sau:
1. Công suất động cơ: 8 KW.
2. Kích thước: 1400x1600x2300
3. Số tầng: 10
4. Tải trọng 1000kg
5. Hệ số an toàn: 3.
6. Vận tốc tối đa 1m/s.
7. Giá thành: 18000$

5. ĐƯA RA Ý TƯỞNG.
5.1 . Phân tích chức năng
5.1.1 Tìm ra chức năng chung
Đối với hệ thông thang máy vận chuyển hành khách, chức năng quan trọng nhất
của nó là “ vận chuyển hành khách đến các tầng yêu cầu” thông tin này được nhập vào
hình bên dưới
Dù chưa rõ loại năng lượng gì sẽ được sử dụng bởi hệ thống đang thiết kế, tuy
nhiên, động năng của thang máy, trọng lực của thang và người và năng lượng của tang
cuốn có thể sử dụng. Những năng lượng này được ký hiệu bằng nét liền mảnh và đi vào
hệ thống.
Dòng vật liệu đi vào hệ thống là con người và cabin thang máy. Con người vào
thang máy đi đến nơi muốn đến và đi ra khỏi hệ thống trừ khi trong trường hợp bị kẹt
lại ở trong thang máy.Cabin thang máy cũng phải di chuyển từ tầng này đến tầng khác,
tương tự phần trên của hộp cho thấy các đối tượng khác có ảnh hưởng đến hệ thống
thang máy là “Mong muốn tầng cần đến của hành khách” Đối tượng này tương tác đến
hệ thống.
Sau cùng là việc nhận biết những thông tin do hệ thống biến đổi. Rà soát lại
những yêu cầu của khách hàng từ chương trước ta xác định các thông tin của hệ thống
thang máy mà người sử dụng nhận biết được. “ hệ thống thang máy có thể vận chuyển
đến tầng mong muốn hay không ? “ . Câu hỏi “ đến tầng mong muốn được hay không ?”
là thông tin ngõ vào phải được trả lời để thỏa mãn yêu cầu thiết kế. Câu trả lời biểu diễn
ở ngõ ra của sơ đồ.
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 18


Hợp chức năng dưới dạng sơ đồ khối
5.1.2 Phân tích chức năng con:
Lôgic của nhóm thiết kế ở bước này như sau:

Đầu tiên, nhóm xem xét các chức năng liên quan đến 3 bước thao tác: khi lắp đặt
hệ thống thang máy (chuẩn bị), vận chuyển hành khách (sử dụng), khi tháo ra khỏi hệ
thống (kết thúc).
Sau đó nhóm nghĩ đến tất cả các chức năng mà họ đã cùng nhau suy nghĩ đưa ra.















V
ậ
n chuy
ể
n khách hàng đ
ế
n t
ầ
ng yêu c
ầ
u

Lắp đặt
Vận
hành
Tháo
rời
Vào
khách

Truyền
đ
ộ
ng

Cabin Ra
khách

Khách
vào

Tín
hi
ệ
u
Khách
ra

Định
lư
ợ

ng

Tín
hi
ệ
u
Cấp
năng
lượng
Dẫn
động
Chịu tải Dừng
Điều
chỉnh tang
Tín hiệu Mở -
đóng
Định
lư
ợ
ng

Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 19


5.1.3. Sắp xếp các chức năng con:
Tính logic của chúng như sau:
Khi khách vào quá trọng lượng cho phép của thang máy thì có một thiết bị
báo động và ngưng hoạt động thang máy tránh xảy ra sự cố do quá tải

không thuộc chức năng tải khách của thang máy nên ta không đưa vào.
Ta có sơ đồ sắp xếp chức năng con của “vào khách” theo trật tự logic trên
hình dòng vật liệu và thông tin bảo toàn qua hệ thống.





Sắp xếp chức năng con

5.1.4. Hoàn thiện chức năng con:
Chức năng con “truyền động” trên hình được hoàn thiện hơn với các chức năng
con theo tật tự logic: “cấp năng lượng”, “dẫn động”, “chịu tải’, “dừng”, “điều chỉnh
tang”. Các chức năng con có thể đươc đáp ứng bằng các đối tượng hiện hữu,…
5.2 . Đưa ra ý tưởng
5.2.1 Triển khai ý tưởng cho từng chức năng
Các ý tưởng đưa ra trong danh sách này có từ sự hiểu biết và sáng tạo của nhóm
thiết kế. Ý tưởng sau cùng về các bộ phận “truyền động” được hình thành từ danh sách
các ý tưởng này…
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 20

Xây dựng ý tưởng về bộ phận truyền động của thang máy tải khách
TT

Chức năng Ý tưởng 1 Ý tưởng 2 Ý tưởng 3
1
Nguồn cấp năng
lượng

Động cơ điện
xoay chiều
không đồng bộ
3 pha
Động cơ thủy
lực
Động cơ điện
1 chiều có
bánh răng
2 Dẫn động
Vô cấp bằng
biến đổi tần số
và điện áp
(VVVF). Tang
cuốn
Pittong đẩy
Hộp giảm tốc.
Bánh răng và
thanh răng
3
Vị trí tời
kéo/Pittong
Phía trên nóc ca
bin
Đẩy từ phía
dưới ca bin
Phía dưới hố
thang
4 Dừng Hãm động cơ Phanh thủy lực Hãm động cơ
Điều khiển PLC

PLC – Valve
phân phối, cử
hành trình
PLC
5 An toàn
Bộ giới hạn vận
tốc, chống rơi
Valve cần bằng

Bộ giới hạn
vận tốc, chống
quá tải

5.2.2 Phối hợp các ý tưởng:
Ba ý tưởng là kết quả từ nhiều sáng kiến được triển khai:
Ý tưởng 1: Thang máy được cấp năng lượng hoạt động bằng động cơ điện
không đồng bộ 3 pha có bánh răng kết hợp hệ thống dẫn động vô cấp điều
khiển bằng điện áp và tầng số. Tời kéo đặt trên nóc cabin. Cơ cấu dừng ở các
tầng là hảm động cơ và điều chỉnh tốc độ dựa trên bộ điều khiển PLC và bộ
biến đổi tần số và điện áp của động cơ. Các thiết bị an toàn bao gồm bộ giới
hạn vận tốc, bộ chống rơi (Governor), hệ thông phanh cơ khi có sự cố, hệ
thống chống quá tải, sụt áp, mất pha.
Ý tưởng 2: Thang máy được cấp năng lượng hoạt động bằng hệ thống thủy
lực đẩy trực tiếp từ phía dưới cabin. Cơ cấu dừng ở các tầng là dùng các cử
hành trình với sự điều khiển của PLC. Toàn bộ cơ cấu thủy lực đều đặt ở phía
dưới hố thang. Thiết bị an toàn gồm các Valve cân bằng, hệ thống liên lạc.
Ý tưởng 3: Thang máy được cấp năng lượng hoạt động bằng động cơ điện
một chiều có thông qua hộp giảm tốc. Ca bin lên xuống nhờ hệ thống bánh
răng và thanh răng. Cơ cấu dừng ở các tầng là dùng phanh hãm động cơ. Hệ
thống an toàn bao gồm bộ điều tốc, giới hạn tốc độ, hệ thông liên lạc.

Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 21




Ý tưởng 1 Ý tưởng 2 Ý tưởng 3



6. ĐÁNH GIÁ Ý TƯỞNG, CHỌN RA PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.

Cả 3 phương án đều có kết cấu đơn giản:
 Phương án 1: Có ưu điểm là kết cấu bộ phận điều khiển thay đổi tốc độ để
tăng hay giảm momen thì đơn giản hơn, vì được điều khiển bằng tín hiệu điện,
độ êm tốt hơn.
 Phương án 2: Điều khiển bằng hệ thống thủy lực, an toàn nhưng bị hạn chế
bởi chiều cao mà thang máy loại này có thể đáp ứng. Việc điều khiển cũng
khá đơn giản nhưng vận tốc thì chậm hơn so với các loại kia.
 Phương án 3: Sử dụng bộ biến tốc bằng cơ nên kết cấu sẽ phức tạp nhưng tính
ổn định của nó cao.Bộ truyền bánh răng và thanh răng bị giới hạn bởi chiều
cao.
Ma trận ra quyết định cho bài toán thiết kế thang máy tải khách:
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 22

Tiêu chuẩn Trọng
số (Wt)

Ý tưởng
0 1 2 3
Năng suất đảm bảo 7 C + - S
Dễ bảo trì, sửa chữa 5 H S + -
Tuổi thọ cao 7 U + + +
Giá thành thấp 10 Ẩ - - S
An toàn 10 N + + +
Kết cấu đơn giản 5 S S -
Dễ sử dụng 7 + + +
Tổng điểm + 4 4 3
Tổng điểm - 1 2 2
Tổng điểm toàn bộ 3 2 1
Tính theo tỷ trọng
26 17 14

Ta thấy trong 3 ý tưởng, ý tưởng 1 có điểm cao nhất. Phương án 1 là phù hợp nhất
cho quá trình thiết kế sản phẩm thang máy.

Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 23

PLC

Cảm ứng
+ PLC
Mở -
đóng
Tín hiệu
Điều
chỉnh

cabin
Tin
hiệu
Khách
ra
Định
lượng
Cảm ứng + Điều khiển PLC
Vận chuyển khách hàng đến tầng yêu cầu
Lắp đặt
Vận
hành
Tháo
rời
Khách
vào

Truyền
đ
ộ
ng

Cabin
Ra
khách

Tín
hiệu
Khách
vào

Định
lượng
Cảm ứng + Điều khiển PLC
Dừng Chịu tải
Dẫn
động
Cấp
năng
lượng
PLC
Hãm
động cơ
Cabin
Dẫn
động vô
cấp
Động cơ
điện
Thang máy
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 24

7.
THIẾT KẾ SẢN PHẨM.
Sau khi ta đã có ý tưởng thiết kế thang máy, ta tiến hành thiết kế sản phẩm thang
máy này với mục đích là triển khai ý tưởng mà nhóm đã thống nhất hay nói cách khác là
hiện thực hoá ý tưởng đó và đưa vào sử dụng.
Trung tâm của việc thiết kế này là ta sẽ thiết kế quay quanh chức năng chủ yếu
của thang máy là “vận chuyển khách lên xuống các tầng” trong toà nhà cao tầng cụ thể

là 7 tầng trong phần thiết kế này.
Khi thiết kế ta tiến hành nhhư sau:














Hình 7.1- Các nội dung chính trong thiết kế sản phẩm
7.1. THÔNG SỐ BAN ĐẦU:
- Số khách vận chuyển: 15 người
- Khả năng chịu tải: 1000kg.
- Vận tốc thang máy: 1m/s.
7.2. THIẾT KẾ HÌNH DÁNG TỔNG QUAN CỦA THANG MÁY.
Đề thiết kế hình dáng của thang máy, ta đi như sơ đồ sau:

Lựa chọn
hình dáng
c
ủ
a thang
Tính toán

mạch động
lực
Thiết kế
mạch điều
khiển
Vận chuyển
khách
Lựa chọn thiết
bị đảm bảo
tính năng
Phương pháp thiết kế kỹ thuật GVHD: PGS. TS Nguyễn Thanh Nam

Nhóm 1 – Lớp CK08KSTN Trang 25








Hình 7.2 - Quá trình lựa chọn hình dáng sản phẩm
 Kết hợp với nhóm những yếu tố trong lược đồ:

Hình 7.3 - Nhóm yếu tố trong lượt đồ hệ thống thang máy
 Ta có hình dáng thang máy như sau:
C
ấ
u trúc

Hình d
ạ
ng thô

Giao di
ệ
n

Hình d
ạ
ng
giao di
ệ
n

Không gian, tính chất,
môi trường, kinh phí,
…
Quá trình thiết kế,
hình dáng cuối cùng
Động cơ
điện

Dẫn
động vô
c
ấ
p

Cabin
Hãm
động cơ
PLC

PLC


Cảm ứng
+ PLC
Thang máy
C
ả
m
ứ
ng + PLC


Cảm ứng + PLC