ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH THANG MÁY

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.57 MB, 77 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ ---🙟🕮🙝---

Lớp: Cơ điện tử 2 Khóa: 60

Giáo viên hướng dẫn: TS. Phạm Xuân Hiển

Hà Nội, 1/2024

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CƠ KHÍ

BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ ---🙟🕮🙝---

Lớp: Cơ điện tử 2 Khóa: 60

Giáo viên hướng dẫn: TS. Phạm Xuân Hiển

Hà Nội, 1/2024

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

Bộ Giáo dục và Đào tạo

Trường Đại học Giao thông vận tải

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Bộ mơn: Cơ điện tử Khoa: Cơ khí

Sinh viên: Hồng Đình Biên Đỗ Bá Quang

Nguyễn Cơng Thuận

Tên và tóm tắt yêu cầu, nội dung đề tài: “Thiết kế và chế tạo mơ hình thang máy” Số liệu cần thiết chủ yếu để thiết kế:

- Sinh viên tự lựa chọn các thông số kỹ thuật cho mơ hình thang máy 3 tầng

Nội dung của bản thuyết minh, u cầu giải thích tính tốn của thiết kế tốt nghiệp:

1. Tổng quan về thang máy

2. Thiết kế, chế tạo mơ hình thang máy 3 tầng 3. Kết quả và thảo luận

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

Các bản vẽ chính:

- Các bản vẽ thiết kế mạch - Các bản vẽ cơ khí

Những yêu cầu bổ sung thêm trong nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp hoặc chuyên đề: Cán bộ hướng dẫn:

a. Giáo viên hướng dẫn: TS. Phạm Xuân Hiển

b. Cán bộ ngoài sản xuất: ………

Ngày giao nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp: / /2023 Ngày bắt đầu thiết kế tốt nghiệp: / /2023

TL\Hiệu trưởng Ngày tháng năm 2023 Đã giao nhiệm vụ TKTN

Trưởng Khoa Trưởng Bộ môn Giáo viên hướng dẫn

Đinh Thị Thanh Huyền Phạm Xuân Hiển

Đã nhận nhiệm vụ TKTN Sinh viên: Hồng Đình Biên

Đỗ Bá Quang

Nguyễn Công Thuận

Lớp: Cơ điện tử 2 Khóa: 60

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, cho phép nhóm đồ án được gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Giao thông vận tải cùng với q thầy, cơ trong khoa Cơ khí và bộ môn Cơ điện tử đã truyền đạt cho em những kiến thức vơ cùng bổ ích, tận tình chỉ dạy, giúp đỡ nhóm đồ án trong q trình học tập rèn luyện và hồn thiện đồ án. Đó là nền tảng cơ bản và quan trọng nhất, là hành trang q giá để nhóm đồ án hồn thành đồ và tự tin bước tiếp vào con đường sắp tới.

Nhóm đồ án xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy TS. Phạm Xuân Hiển đã tạo điều kiện và cho phép nhóm đồ án được thực hiện đồ án tốt nghiệp. Nhóm đồ án xin chân thành cảm ơn thầy TS. Phạm Xuân Hiển đã tận tâm chỉ bảo hướng dẫn nhóm đồ án qua từng buổi học, từng buổi nói chuyện, thảo luận nguyên cứu về đề tài. Nhờ có những lời hướng dẫn, dạy bảo đó, đồ án này của nhóm đã hồn thành một cách tốt nhất.

Cảm ơn gia đình, bạn bè và người thân đã động viên chia sẻ về mặt vật chất cũng như tinh thần tạo động lực để nhóm thực hiện đồ tài này.

Trong q trình thực hiện đồ án tốt nghiệp, do còn hạn chế về kiến thức cũng như kỹ năng thực tế nên chuyên đề cịn nhiều thiếu sót. Nhóm đồ án kính mong thầy cơ và bạn bè có những ý kiến đóng góp quý báu để kiến thức trong lĩnh vực được hồn thiện hơn.

Sau cùng, nhóm đồ án xin kính chúc q thầy, cơ trong khoa Cơ khí, bộ mơn Cơ điện tử thật dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh tốt đẹp của mình và truyền đạt kiến thực cho thế hệ mai sau.

Nhóm đồ án xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng 1 năm 2024 Nhóm sinh viên thực hiện

Hồng Đình Biên Đỗ Bá Quang

Nguyễn Công Thuận

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH MINH HỌA ... 8

LỜI MỞ ĐẦU ... 10

CHUƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY ... 11

1.1. Khái niệm chung về thang máy ... 11

1.2. Cấu tạo và trang thiết bị của thang máy ... 12

1.2.1. Cấu tạo cơ bản ... 12

1.2.2. Nguyên lý hoạt động cơ bản của thang máy... 13

1.3. Trang thiết bị trong thang máy ... 14

1.3.11. Cấu tạo hố pit thang máy ... 20

1.4. Phân loại thang máy ... 20

1.4.1. Theo công dụng (TCVN 5744 - 1993) ... 21

1.4.2. Phân loại theo vị trí đặt bộ tời kéo ... 21

1.4.3. Phân loại theo thông số cơ bản ... 21

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

1.4.4. Phân loại theo hệ thống vận hành. ... 22

1.4.5. Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin ... 22

1.5. Trạng thái hoạt động của thang máy ... 23

1.5.1. Thang máy hoạt động bình thường ... 23

1.5.2. Thang máy sự cố ... 23

CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ CHO THANG MÁY ... 24

2.1. Đặt vấn đề ... 24

2.2. Xác định kích thước và khối lượng của cabin ... 24

2.2.1. Kích thước của cabin ... 24

2.2.2. Khối lượng của cabin ... 25

2.3. Xác định khối lượng của đối trọng ... 25

2.4. Tính chọn cáp tải ... 26

2.5. Tính chọn puli quấn cáp ... 27

2.6. Tính tốn cơng suất động cơ... 27

2.6.1. u cầu động cơ cho thang máy ... 27

2.6.2. Tính cơng suất động cơ ... 28

2.6.3. Tính tốn cơng suất động cơ cửa thang ... 28

2.7. Thiết kế cơ khí cho mơ hình thang máy ... 29

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY BẰNG PLC ... 35

3.1. Yêu cầu công nghệ và bài toán đặt ra cho hệ thống điều khiển ... 35

3.2. Chương trình điều khiển và các khối lệnh ... 35

3.2.1. Chương trình điều khiển ... 35

3.2.2. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển ... 36

3.2.3. Các khối lệnh ... 36

3.3. Giao tiếp giữa PLC và các thiết bị ngoại vi ... 39

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

3.3.1. Các địa chỉ ngõ ra ... 39

3.3.2. Sơ đồ mạch hiển thị ... 40

3.3.3. Lưu đồ thuật toán điều khiển ... 47

3.4. Chọn trang thiết bị cho mơ hình thang máy ... 48

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ... 58

4.1. Mơ hình sản phẩm ... 58

4.2. Kết quả đạt được ... 63

4.3. Phương hướng phát triển ... 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO... 64

PHỤ LỤC ... 65

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

DANH MỤC HÌNH MINH HỌA

Hình 1.1. Kết cấu cơ khí thang máy ... 12

Hình 1.2. Động cơ nâng hạ cabin ... 14

Hình 1.3. Động cơ kéo cửa cabin ... 15

Hình 1.4. Buồng thang máy (Cabin) ... 16

Hình 1.5. Cáp tải thang máy... 16

Hình 1.6. Ray dẫn hướng ... 16

Hình 1.7. Đối trọng thang máy ... 17

Hình 1.8. Ngàm con lăn ... 17

Hình 1.9. Ngàm trượt ... 17

Hình 1.10. Giảm chấn thang máy ... 18

Hình 1.11. Cảm biến cửa thang máy ... 18

Hình 1.12. Cảm biến dừng tầng ... 19

Hình 1.13. Cảm biến trọng lượng ... 20

Hình 1.14. Governor – thiết bị kiểm sốt tốc độ ... 20

Hình 2.1. Bảng chọn thơng số cáp ... 27

Hình 2.2. Mơ hình thang máy ... 30

Hình 2.3.Khung chính thang máy ... 30

Hình 2.4. Mặt trước thang máy ... 31

Hình 2.5. Mặt bên cabin ... 31

Hình 2.6. Mặt đáy ca bin ... 32

Hình 2.7. Mặt trên cùng cửa ca bin ... 32

Hình 2.8. Đối trọng thang máy ... 33

Hình 2. 9. Puli chủ động ... 33

Hình 2.10. Puli dẫn hướng ... 34

Hình 3.1. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển ... 36

Hình 3.2. Sơ đồ mạch nguồn ... 40

Hình 3.3. Sơ đồ mạch đầu vào PLC ... 41

Hình 3.4. Sơ đồ mạch đầu vào PLC ... 42

Hình 3.5. Sơ đồ mạch đầu ra PLC ... 43

Hình 3.6. Sơ đồ mạch đầu ra PLC ... 44

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Hình 3.7. Sơ đồ mạch tải... 45

Hình 3.8. Mạch giải mã led 7 đoa ̣n ... 46

Hình 3.9. Lưu đồ thuật tốn điều khiển thang ... 47

Hình 3.10. Lưu đồ thuật tốn điều khiển cửa thang ... 48

Hình 3.11. Động cơ kéo cabin thang máy ... 49

Hình 3.12. Động cơ kéo cửa cabin thang máy ... 50

Hình 3.26.Con lăn trượt cửa ... 57

Hình 4.1. Mơ hình đồ án hồn thiện ... 58

Hình 4.2. Mặt bên của mơ hình đồ án ... 59

Hình 4.3. Mặt bên của mơ hình đồ án ... 59

Hình 4.4. Hệ thống đấu nối tủ điện ... 59

Hình 4.5. Mơ hình đồ án khi di chuyển tầng 1... 60

Hình 4.6. Mơ hình đồ án khi di chuyển tầng 2... 60

Hình 4.7. Mơ hình đồ án khi di chuyển tầng 3... 61

Hình 4.8. Mơ hình đồ án khi đóng cửa ... 61

Hình 4.9. Mơ hình đồ án khi mở cửa thang ... 62

Hình 4.10. Mơ hình đồ án hiện thị số tầng thơng qua led 7 đoạn ... 62

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, xu hướng Cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước, phương tiện di chuyển là vấn đề quan tâm hàng đầu. Phương tiện di chuyển là thiết bị, máy móc... góp phần rút ngắn thời gian di chuyển, đẩy mạnh nhanh hiệu quả công việc giúp mang lại nhiều lời ích. Chính vì lý do thiết thực ấy, nên nhóm đã được giao đề tài thiết kế và chế tạo mơ hình thang máy. Nhắc đến thang máy thì khơng cịn xa lạ với chúng ta nữa, nó gắn liền với cuộc sống của chúng ta. Thang máy trong các khu công nghiệp, trong các ngành xây dựng và hơn nữa là các nhà cao tầng.

Mục tiêu của nhóm với đề tài thiết kế và chế tạo mơ hình thang máy là muốn hiểu rõ hơn về lịch sử, cấu trúc, nguyên lý hoạt động của thang máy để trau dồi thêm kiến thức, kinh nghiệm chuyên môn kỹ năng…giúp chuẩn bị tốt cho công việc tương lai và đồng thời thiết kế thi công thang máy sử dụng PLC trong điều khiển và vận hành.

Nhóm đồ án đã cố gắng hồn thành thật tốt Đồ án tốt nghiệp này, đồ án này góp phần tích lũy thêm hành trang kiến thức cho sau này và để lại những kỷ niệm đẹp khi còn là sinh viên chuyên ngành kỹ thuật Cơ điện tử nói riêng và Trường đại học Giao thơng vận tải nói chung.

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

CHUƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THANG MÁY

1.1. Khái niệm chung về thang máy

Thang máy là một loại phương tiện vận chuyển người, vật dụng rất phổ biến và quan trọng trong các khu chung cư, nhà hàng, khách sạn, trung tâm thương mại … nó có tần suất lưu thông không hề thua kém bất kì loại phương tiện giao thông nào hiện nay.

Ngày nay, 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 hầm 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 hàng hóa, sản phẩm, đưa công nhân tới nơi làm việc có tốc độ cao khác nhau…. Nó đã thay thế sức lực của con người và mang lại năng suất cao.

Trong sinh hoạt dân dụng, thang máy được lắp đặt và sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà cao tầng, trong các khách sạn, siêu thị, công sở và trong các bệnh viện…. Hệ thống thang máy đã giúp con người tiết kiệm được nhiều thời gian và sức lực.

Ngoài ý nghĩa vận chuyển, thang máy còn là một trong những yếu tố làm tăng vẻ đẹp và tiện nghi của cơng trình. Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy định đối với các toà 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 gian và tăng năng suất lao động. Giá thành của thang máy trang bị cho cơng trình so với tổng giá thành cơng trình chiếm khoảng 6% đến 7% là hợp lý. Đối với những cơng trình đặc biệt như bệnh viện, nhà máy, khách sạn… tuy số tầng nhỏ hơn 6 nhưng do yêu cầu phục vụ vẫn phải được trang bị thang máy.

Với các nhà nhiều tầng có chiều cao lớn hơn thì việc trang bị thang máy là bắt buộc để phục vụ cho việc đi lại và vận chuyển hàng hóa trong nhà. Nếu vấn đề này không được giải quyết thì các dự án xây dựng các tòa nhà cao tầng sẽ không thành hiện thực.

Thang máy chỉ có cabin đẹp, sang trọng, thơng thống, êm dịu thì chưa đủ điều kiện để đưa vào sử dụng mà còn phải đầy đủ các thiết bị an toàn, đảm bảo độ tin cậy như: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện, điện thoại nội bộ (Interphone), chng

báo, bộ hãm bảo hiểm, an tồn cabin (đối trọng)

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

1.2. Cấu tạo và trang thiết bị của thang máy 1.2.1. Cấu tạo cơ bản

Các loại thang máy hiện đại có cấu trúc phức tạp nhằm nâng cao tính tin cậy, an toàn, tiện lợi trong vận hành. Thang máy có cấu tạo gồm một số bộ phận chức năng như sau:

1. Động cơ thang máy (cơ cấu dẫn động motor, máy kéo) 2. Tủ điện điều khiển (điều khiển tín hiệu, điều khiển động lực) 3. Cabin thang máy, cửa tầng, của cabin

4. Bộ chống vượt tốc (hệ thống an toàn) 5. Rail dẫn hướng và cáp tải

6. Giảm chấn

7. Đối trọng thang máy

Hình 1.1. Kết cấu cơ khí thang máy

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

1. Cabin 2. Con trượt 3. Ray dẫn hướng cabin 4. Thanh kẹp tăng cáp 5. Cụm đối trọng 6. Ray dẫn hướng 7. Cụm dẫn hướng đối trọng 8. Cáp tải 9. Cụm máy

10. Cửa xếp cabin 11. Nêm chống rơi 12. Cơ cấu chống rơi

16. Giá ray cabin 17. Bulông bắt giá ray 18. Giá ray đối trọng 19. Kẹp ray đối trọng

1.2.2. Nguyên lý hoạt động cơ bản của thang máy

Thang máy điện sẽ được hoạt động dựa trên nguyên lý là các ròng rọc được kết nối với Motor. Khi động cơ điện quay làm cho các rịng rọc quay, sau đó rịng rọc sẽ làm cho dây cáp di chuyển và kéo cabin thang máy di chuyển theo hướng được thiết đặt sẵn. Trường hợp động cơ quay theo chiều người lại thì rịng rọc sẽ quay theo chiều ngược lại và làm cho cabin thang máy di chuyển theo chiều mong muốn.

Toàn bộ cabin thang máy và đối trọng đều di chuyển và trượt trên ray dẫn hướng qua hệ thống đường ray dẫn trượt theo hai bên của giếng thang máy. Phần đường ray giữa cabin và đối trọng giảm sự lắc lư qua lại và phần này cũng được sử dụng với mục đích là để dừng cabin trong những trường hợp khẩn cấp.

Nguyên lý hoạt động của thang máy khi mất điện là điều quan trọng mà bạn nên biết, nhằm xử lý tình huống kịp thời nhất. Thang máy được thiết kế bao gồm 2 chức năng: chức năng cứu hộ tự động và chức năng hoạt động bằng nguồn điện dự trữ. Trường hợp thang máy mất điện thi mỗi chức năng sẽ có nhiệm vụ riêng biệt, đảm bảo hoạt động của con người khi sử dụng.

Ở thang máy được trang bị chức năng hoạt động khi có hỏa hoạn: Khi cơng tắc của các chức năng vẫn hoạt động trong khi có hỏa hoạn trong phòng điều khiển, sảnh đợi thang máy…sẽ được kích hoặc hoặc thang máy nhận được tín hiệu báo động hỏa hoạn của tòa nhà, tất cả cabin trong cùng nhóm sẽ được đi đến tầng nhằm sơ tán nhanh nhất.

Lưu ý: Để thang máy được hoạt động an toàn và hiệu quả chúng ta cần cân nhắc một số

những điều sau đây:

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

- Trước khi sử dụng thang máy bạn hãy xác định thang máy có chạy ổn định hay khơng, có dừng đúng điểm hay khơng…Bằng cách là hãy cho thang máy chạy đủ ít nhất là 1 vòng từ dưới lên trên.

- Bạn nên kiểm tra và xác nhận xem cảm biến cửa có hoạt động bình thường hay khơng

- Nên kiểm tra nút gọi, bảng điều khiển trong cabin có đang bị bẩn hay không - Không tự ý sửa chữa, tháo dỡ khi thang máy khơng có các kỹ thuật viên giám sát - Thận trọng trong việc lựa chọn loại có nguyên lý hoạt động phù hợp: Ban đầu khi

lựa chọn thì người sử dụng nên chọn những loại phù hợp với công trình của gia đình.

- Mục đích sử dụng của thang máy là cho thuê, là ở, khách sạn hay nhà nghỉ

- Thang máy gia đình bạn có phịng máy hay khơng có phịng máy (điều này phụ thuộc vào chiều cao cơng trình được cấp phép như thế nào)

- Ln bảo trì và bảo dưỡng thang máy đúng hạn: Dù thang máy của gia đình là thang máy liên doanh hay nhập khẩu, thì việc bảo trì cần được định kỳ và theo đúng quy trình của nó.

1.3. Trang thiết bị trong thang máy 1.3.1. Motor kéo

Hình 1.2. Động cơ nâng hạ cabin

Motor kéo được liên kết với cabin và đối trọng bằng các sợi cáp nâng thông qua hệ thống puli ma sát của motor và các puli trên hệ thống treo của cabin và đối trọng. Khi motor

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

kéo hoạt động, puli ma sát quay và truyền chuyển động đến cáp nâng làm cabin và đối trọng chuyển động lên hoặc xuống dọc theo giếng thang.

Hình 1.3. Động cơ kéo cửa cabin

1.3.2. Tủ điều khiển

Tủ điện thang máy là một trong những bộ phận quan trọng cho quá trình hoạt động của thang máy, nếu bộ phận máy kéo được ví như trái tim thì tủ điện là “bộ não” điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của thang máy. Tủ chứa các thiết bị đóng ngắt, điều khiển và giám sát hoạt động của thang gồm mạch điều khiển chính (PLC hoặc VDK), biến tần, cầu chì các loại, cơng tắc tơ và các loại rơle trung gian....

Tủ điện có tác dụng điều khiển và phối hợp cùng các thiết bị khác để cho thang máy hoạt động an toàn và theo đúng mong muốn của nhân viên kỹ thuật.

1.3.3. Buồng thang (cabin)

Buồng thang là phần không gian được giới hạn bởi 4 vách. Đây cũng là nơi cho người đứng hoặc đặt hàng hóa vào khi cần di chuyển lên xuống. Buồng thang di chuyển trong giếng thang máy dọc theo các thanh dẫn hướng. Bên trong buồng thang được lắp đặt các nút điều khiển chọn tầng có đèn, đèn chiếu sáng, loa báo trạng thái, nút báo sự cố…Ngồi ra, buồng thang có lắp đặt phanh bảo hiểm, động cơ truyền động đóng - mở cửa buồng thang.

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Hình 1.4. Buồng thang máy (Cabin)

1.3.4. Cáp tải

Hình 1.5. Cáp tải thang máy

Có cấu tạo bằng sợi thép cacbon tốt có giới hạn bền 1400 – 1800 N/mm2. Trong thang máy thường dùng từ 3 đến 6 sợi cáp bện lại với nhau.

1.3.5. Ray dẫn hướng

Ray dẫn hướng là thiết bị được sử dụng để dẫn cabin và đối trọng di chuyển lên xuống dọc theo phương đứng của thang máy. Bộ phận này đảm bảo cho cabin và đối trọng ln cố định ở vị trí của chúng mà không dịch chuyển theo phương ngang trong quá trình hoạt động.

Hình 1.6. Ray dẫn hướng

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

1.3.6. Đối trọng

Đối trọng là khối nặng treo vào đầu cáp tải để tạo lực ma sát giữa rãnh cáp của puly và cáp tải, đồng thời đối trọng cịn có tác dụng cân bằng với khối lượng cabin và 50% tải. Nhờ đó mà motor làm việc nhẹ hơn, hiệu suất cao.

Cấu tạo đối trọng bao gồm: Khung đối trọng, shoe dẫn hướng, board gang, rail dẫn hướng, giảm chấn đối trọng.

Hình 1.7. Đối trọng thang máy

1.3.7. Ngàm dẫn hướng

Có hai loại ngàm dẫn hướng: ngàm trượt và ngàm con lăn. Bộ phận này đảm bảo đối trọng và cabin không bị dịch chuyển sang phương ngang quá giá trị cho phép trong quá trình hoạt động đồng thời giúp dẫn hướng cho cabin và đối trọng theo phương đứng.

Hình 1.9. Ngàm trượt Hình 1.8. Ngàm con lăn

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

1.3.8. Giảm chấn

Giảm chấn thang máy là thiết bị an toàn được đặt dưới hố thang mà khi thang máy có sự cố xảy ra làm thang máy chạy quá tốc độ theo chiều xuống thì giảm chấn là hệ thống an toàn cuối cùng để cabin ngồi lên làm giảm bớt những tác động trực tiếp tới thang máy.

Các loại giảm chấn thang máy được sử dụng phổng biến hiện nay được cấu tạo từ lò xo hoặc cao su. Chất liệu này có khả năng đàn hồi tốt, giúp đảm bảo an toàn hiệu quả cao. Có 3 loại giảm chấn được sử dụng nhiều nhất: Giảm chấn thủy lực, lị xo và cao su.

Hình 1.10. Giảm chấn thang máy

1.3.9. Thiết bị cảm biến thang máy - Cảm biến cửa

Cảm biến cửa thang máy (hay còn được gọi là photocell) được lắp đặt ở 2 bên cửa thang. Thiết bị này là cảm biến quang học, giúp phát hiện vật cản khi đóng mở cửa để đảm bảo an tồn cho người sử dụng, tránh tình trạng kẹt cửa, mất an toàn cửa hay kẹp người trong lúc thiết bị hoạt động, giảm thiểu tai nạn không mong muốn. Hiện nay, hệ thống cảm biến cửa thang máy có 2 dạng: dạng thanh và dạng điểm.

Hình 1.11. Cảm biến cửa thang máy

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Hình 1.12. Cảm biến dừng tầng

- Cảm biến trọng lượng

Hệ thống cảm biến tải tro ̣ng của thang máy được trang bi ̣ với nhiê ̣m vu ̣ chính là ta ̣o ra tín hiê ̣u điê ̣n, với đô ̣ lớn tỉ lê ̣ thuâ ̣n với lực đo được trong thực tế, đảm bảo phát hiê ̣n tình trạng vượt tải dễ dàng và ki ̣p thời hơn. Bộ phận cảm biến trọng lượng được lắp đặt bên dưới sàn, hoạt động tương tự như một chiếc cân di động. Bộ phận này được kết nối với thiết bị cảnh báo của thang, khi quá tải trọng quy định thang sẽ dừng hoạt động và phát ra tín hiệu báo quá tải. Chỉ khi trọng lượng nằm trong tải trọng cho phép thang mới tiếp tục hoạt động bình thường.

Cảm biến trọng lượng thang giúp giảm tối đa tình trạng quá tải, tiềm ẩn nguy cơ rơi tự do, đứt cáp gây mất an toàn cho người sử dụng và ảnh hưởng đến chính độ bền của thang máy.

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

Hình 1.13. Cảm biến trọng lượng

1.3.10. Hệ thống an tồn

Vai trị của hệ thống thắng của thang máy: Tốc độ là yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của thang máy. Nếu thang máy vượt quá giới hạn tốc độ cho phép thì sẽ gây ra những ảnh hưởng nguy hiểm đến người sử dụng. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến viê ̣c thang máy vượt quá tốc đô ̣ cho phép như lỗi cài đặt, đứt cáp, thắng điện không đạt tiêu chuẩn… Hệ thống thắ ng trong thang máy nhằm giúp thang máy giải quyết tình trạng vượt tốc, đảm bảo cho quá trình vận hành.

Hình 1.14. Governor – thiết bị kiểm soát tốc độ

1.3.11. Cấu tạo hố pit thang máy

Đây là phần dưới cùng của cấu trúc thang máy, là phần hố âm được thi công xây dựng sâu hơn với với mặt đất trong khoảng từ 800mm – 1400mm

1.4. Phân loại thang máy

Thang máy hiện nay đã được thiết kế và chế tạo rất đa dạng với nhiều kiểu, nhiều loại khác nhau để phù hợp với mục đích sử dụng của từng cơng trình. Thang máy có thể phân loại thành rất nhiều loại tuỳ thuộc vào các tính chất, chức năng như: phân loại theo hệ dẫn động cabin, theo vị trí đặt bộ kéo tời, theo hệ thống vận hành, theo công dụng… Dưới đây là một số phân loại:

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

1.4.1. Theo công dụng (TCVN 5744 - 1993)

Thang máy được chia làm 5 loại:

- Thang máy chuyên chở người:

Loại này chuyên vận chuyển hành khách trong các khách sạn, công sở, nhà nghỉ, các khu chung cư, trưường học, tháp truyền hình... Gia tốc cho phép được quy định theo cảm giác của hành khách. Gia tốc tối ưu là: a < 2m/s2.

- Thang máy thiết kế chủ yếu để chun chở người nhưng có tính đến hàng hóa mang kèm theo người:

Loại này thường được dùng cho các siêu thị, khu triển lãm…

- Thang máy chuyên chở bệnh nhân:

Loại này chuyên dùng cho các bệnh viện, các khu điều dưỡng. Đặc điểm của nó là kích thước thơng thủy cabin phải đủ lớn để chứa băng ca (cáng) hoặc giường của bệnh nhân, cùng với các bác sĩ, nhân viên và các dụng cụ cấp cứu đi kèm. Phải đảm bảo rất an toàn, sự tối ưu về độ êm khi dịch chuyển, thời gian dịch chuyển, tính ưu tiên đúng theo các yêu cầu của bệnh viện.

- Thang máy thiết kế chuyên chở hàng hóa nhưng thường có người đi kèmtheo:

Loại này thường dùng cho các nhà máy, công xưởng, kho… 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 chun chở hàng khơng có người đi kèm:

Loại này dùng để chở vật liệu, thức ăn trong các khách sạn, nhà ăn tập thể… Đặc điểm của thang máy này chỉ có điều khiển ngồi cabin (trước các cửa tầng).

1.4.2. Phân loại theo vị trí đặt bộ tời kéo

- Đối với thang máy điện: Thang máy có bộ tời kéo đặt dưới giếng thang.

- 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 tầng trệt. 1.4.3. Phân loại theo thông số cơ bản

Theo tốc độ di chuyển của cabin

- Thang máy tốc độ thấp: 𝑣 < 1 𝑚/𝑠.

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

- Thang máy tốc độ trung bình: 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 lớn hơn 16 tầng.

- Thang máy tốc độ rất cao (siêu tốc): 𝑣 = 5𝑚/𝑠. Thường dùng trong các toà tháp cao tầng.

Theo khối lượng vận chuyển của cabin

- Thang máy loại nhỏ: 𝑄 < 500 𝑘𝑔.

- Thang máy loại trung bình: 𝑄 = 500 ÷ 1000 𝑘𝑔 - Thang máy loại lớn: 𝑄 = 1000 ÷ 1600 𝑘𝑔 - Thang máy loại rất lớn 𝑄 > 1600 𝑘𝑔

1.4.4. Phân loại theo hệ thống vận hành.

Theo mức dò tự động

- Loại nửa tự động - Loại tự động.

Theo tổ hợp điều khiển

- Điều khiển đơn. - Điều khiển kép.

- Điều khiển theo nhóm.

Theo vị trí điều khiển

- Điều khiển trong cabin. - Điều khiển ngoài cabin.

- Điều khiển cả trong và ngoài cabin.

1.4.5. Phân loại theo hệ thống dẫn động cabin

Thang máy dẫn động điện

Loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ điện truyền qua hộp giảm tốc tới puly ma sát hoặc tang cuốn cáp. Chính nhờ cabin được treo bằng cáp mà hành trình lên xuống của nó khơng bị hạn chế. Ngồi ra, cịn có loại thang máy dẫn động cơ cabin lên xuống nhờ bánh răng thanh răng (chuyên để chở người phục vụ xây dựng các cơng trình cao tầng).

Thang máy thủy lực (bằng xylanh - pittông)

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

Đặc điểm của loại này là cabin được đẩy từ dưới lên nhờ xylanh - pittơng thủy lực nên hành trình bị hạn chế. Hiện nay thang máy thủy lực với hành trình tối đa khoảng 18m. Vì vậy khơng thể trang bị cho các cơng trình cao tầng, mặc dù kết cấu đơn giản, tiết diện giếng thang nhỏ hơn khi có cùng tải trọng so với dẫn động cáp, chuyển động êm, an toàn, giảm được chiều cao tổng thể của cơng trình khi có cùng số tầng phục vụ vì buồng máy đặt ở tầng trệt.

1.5. Trạng thái hoạt động của thang máy 1.5.1. Thang máy hoạt động bình thường

Cửa thang máy phải đóng kín khi buồng thang đang chuyển động và khi chưa dừng hẳn. Sau khi mở cửa tại tầng có yêu cầu để khách ra vào, cửa buồng thang chỉ đóng lại nếu chưa q tải và khơng cịn khách hay hàng hóa nào di chuyển qua cửa buồng thang. Lực đóng cửa có giá trị nhỏ để đảm bảo không gây tổn thương cho hành khách hay hư hỏng cho hàng hóa.

1.5.2. Thang máy sự cố

Nếu xảy ra tình trạng mất điện đèn chiếu sáng khẩn cấp của cabin sẽ bật, cabin được trang bị chức năng cứu hộ tự động khi mất điện sẽ tự động di chuyển và dừng ở tầng gần nhất bằng cách sử dụng nguồn điện ắc quy và mở cửa để tạo điều kiện sơ tán hành khách.

Nếu xảy ra tình trạng hỏa hoạn với thang máy có trang bị chức năng hoạt động khi có hỏa hoạn, thang máy nhận được tin hiệu từ báo động hỏa hoạn của tịa nhà, tất cả các cabin trong cùng nhóm đi đến tầng để sơ tán hành khách.

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ CHO THANG MÁY

2.1. Đặt vấn đề

Hiện nay công nghiệp hóa hiện đại hóa đang là xu hướng và là phục tiêu phấn đấu phát triển của không chỉ đất nước mà cịn có doanh nghiệp, gia đình, hộ gia đình. Việc thiết kế và sửa dụng thang máy là một trong số đó, nhưng việc có thể thiết kế và sử dụng thang máy cịn nhiều khó khăn như: Địi hỏi chi phí cao, khơng gian thiết kế lớn, độ an tồn, tính thẩm mỹ với thang máy

Mục tiêu thiết kế là: - Tối ưu chi phí - Tính thẩm mỹ cao

- Hệ thống hoạt động ổn định, đạt độ chính xác, an tồn cao - Mơ hình thiết kế gọn gàng

- Thiết bị sử dụng có độ bền cao và tuổi thọ lớn - Vốn đầu tư phù hợp, chi phí vận hành thấp.

- Xây dựng chương trình điều khiển, giám sát tối ưu.

Vì vậy nhóm lựa chon bài tốn thiết kế với yêu cầu đặt ra là: Thiết kế thang máy cho một căn hộ gia đình 3 tầng đơng thành viên. Vì vậy ta lựa chọn loại thang để thiết kế là thang máy loại vừa, tốc độ thấp và gồm có các đặc tính kỹ thuật như sau:

- Loại thang: Chuyên chở người - Số người: 6-8 (người)

- Tải trọng: 𝐺𝑡𝑡 = 500 (𝑘𝑔) - Tốc độ: 𝑣 = 0,75 (𝑚/𝑠) - Số tầng: 3 (tầng)

- Chiều cao mỗi tầng: ℎ = 4 (𝑚)

2.2. Xác định kích thước và khối lượng của cabin 2.2.1. Kích thước của cabin

Xác định được kích thước của cabin phải dựa vào tải trọng, khơng gian lắp đặt thang và tính kinh tế. Do thang máy được thiết kế cho căn hộ gia đình 3 tầng với chiều cao mỗi tầng là ℎ = 4 (𝑚) và tải trọng không qua lớn: 𝐺𝑡𝑡 = 500 (𝑘𝑔) nên ta thiết kế cabin thang

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

với kích thước rộng x sâu x cao là 1200 x 1500 x 2200 mm. Chiều rộng cửa ra vào là 800

mm và mở về 2 phía.

2.2.2. Khối lượng của cabin

Với kích thước cũng như yêu cầu thiết kế nên vách cabin, trần cabin sử dụng tấm lớn Inox 304 dày 𝑑1 = 3𝑚𝑚. Cabin có kích thước rộng (R) x sâu (S) x cao (C) là 1200 x 1500

x 2200 mm và khối lượng riêng của inox 304 là 𝐷𝑖𝑛𝑜𝑥 = 7,93(𝑔/𝑐𝑚3) thì khối lượng của vách và trần cabin là:

Khối lượng của cửa cabin dùng inox 304 với chiều dày 𝑑3 = 10𝑚𝑚, 𝑅𝑐 = 800𝑚𝑚 là:

2.3. Xác định khối lượng của đối trọng

Để động cơ đạt được hiểu suất làm việc lớn nhất và giảm tải trọng tác dụng lên động cơ và cáp tải thì ta sử dụng đối trọng. Nếu trọng lượng đối trọng cân bằng hoàn toàn với trọng lượng cabin và tải trọng nâng hạ khi tải tối đa thì động cơ chỉ cần khắc phục lực cản ma sát và lực qn tính. Nhưng khi khơng tải thì động cơ thì động cơ phải khắc phục thêm lực cản đúng bằng tải trọng Gtt (hoặc nâng đói trọng). Vì vậy thơng thường ta chọn đối trọng với hệ số cân bằng 𝜓 sao cho lực cần thiết để nâng cabin đầy tải bằng lực để hạ ca bin không tải

𝜓: Hệ số cân bằng trọng lượng vật nâng

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Vậy ta chọn hệ số cân bằng 𝜓 = 0.5 tức là 50 % tải trọng định mức của thang.

Cáp thép được tính chọn theo công thức:

𝐹𝑚𝑎𝑥∗ 𝑘 ≤ [𝐹𝑑] (2.5) Trong đó: 𝐹𝑚𝑎𝑥: lực căng lớn nhất trong quá trình làm việc

𝑘: là hệ số an toàn bền. Ta chọn 𝑘 = 10 với thang máy chở người. [𝐹𝑑]: Lực kéo đứt cáp do hãng sản xuất quy định

𝐺𝑐á𝑝 : Khối lượng dây cáp ứng với vị trí cabin ở tầng dưới cùng

𝑖: Số sợ cáp treo. Thông thường các thang máy sử dụng 3 đến 5 sợi cáp treo ta chọn 𝑖 = 5

𝑎: là bội số palăng cáp treo cabin và đối trọng. Theo thiết kế cabin và đối trọng treo trực tiếp lên các sợi cáp nên 𝑎 = 1

Khi chọn cáp thép cho thang máy nên ưu tiên chọn cáp có sợi tiếp xúc đường vì có độ bền mịn cao hơn. Hiện nay có hai loại cáp bện chéo và bện xi. Nhưng theo khả năng chống mịn thì cáp bện chéo khơng bằng cáp bện xi. Nên ta chọn sử dụng cáp bện xuôi đê thiết kế.

Chọn cáp theo TCVN 7550: 2005 ISO 4344:2004, cáp 6x19 ta có:

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Hình 2.1. Bảng chọn thông số cáp

𝑑𝑐 = 10𝑚𝑚, [𝐹𝑑] = 49,5 (𝑘𝑁) = 49500 (𝑁)

Ta có 100𝑚 cáp có khối lượng là 35,9kg → 1m cáp có khối lượng là 0,359 (kg).

Vì thang máy 3 tầng mỗi tầng cao 4m và để đảm bảo an toàn ta dùng 5 sợi cáp nên khối lượng cáp là 𝐺𝑐á𝑝 = 4 ∗ 3 ∗ 0,359 ∗ 5 = 21,54 (𝑘𝑔)

Vậy với gia tốc trọng trường g = 10m/s2 thì

𝑒: là hệ số phụ thuộc vào loại thang nâng và tốc độ chuyển động của thang máy. Ở đây ta thiết kế là thnag chuyên dụng chở người với tốc độ 𝑣 = 0,75 (𝑚/𝑠) < 1,5 (𝑚/𝑠) nên ta chọn 𝑒 = 40

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

2.6.2. Tính cơng suất động cơ

Ta có tổng lực tác dụng lên puli dẫn cáp trong chế độ làm việc nặng nề nhất là:

𝐹 = (𝐺𝑡𝑡 + 𝐺𝑐𝑎𝑏𝑖𝑛+𝐺𝑐á𝑝−𝐺đ𝑡) ∗ 𝑔 (2.8) = 5000 + 5000 + 215,4 – 7500 = 2715,4(𝑁)

Ngoài ra động cơ còn phải thắng được các lực lực ma sát trong lúc di chuyển và lực cản của khơng khí. Nhìn chung hai thành phần lực này có giá trị khơng đáng kể nên thường ta tính chọn đến hệ số 𝑘 = 1,2.

Vậy tổng lực kéo lớn nhất mà động cơ phải sinh ra là:

𝐹 ∗ 𝑘 = 𝐹 ∗ 𝑘 = 2715,4 ∗ 1,2 = 3258,5(𝑁) (2.9) Momen đầu trục động cơ phải sinh ra là:

𝑀 = (𝐹𝑘 ∗𝐷2) ∗1

𝑖 ∗1

𝜂 (2.10) Trong đó: 𝐷: là đường kính puli

𝑖: là tỉ số truyền ta chọn bộ truyền trục vít bánh vít có 𝑖 = 48 𝜂: là hiệu suất của bộ truyền 0,65 – 0,76. Ta chọn 𝜂 = 0,75

→ 𝑀 = (3258,5 ∗ 0,4/2) ∗ 1/48 ∗ 1/0,75 = 18,1 (𝑁. 𝑚) Để thang máy chạy với 𝑣 = 0,75 (𝑚/𝑠) thì tốc độ đầu trục động cơ phải đạt 𝑛 = 1500 (𝑣ị𝑛𝑔/𝑝ℎút)

Khi đó cơng suất động cơ cần tính là: 𝑃 = 𝑀 ∗ 𝜔 = 𝑀 ∗ 2𝜋.𝑛

60 = 18,1 ∗2𝜋∗1500

60 ~ 2843 (𝑊) = 2,843 (𝑘𝑊) (2.11)

2.6.3. Tính tốn cơng suất động cơ cửa thang

Do thiết kế thang cho hộ gia đình và cửa thang máy được thiết kế mở về hai phía, nên bộ truyền chuyển động của nhóm dùng bộ truyền động đai. Lực cản mở cửa chủ yếu là lực cản ma sát lăn và ma sát ổ trục do trọng lượng cửa cabin và cửa tầng tác động lên gây ra. Với đường kính bánh xe 𝐷𝑏𝑥 = 60 𝑚𝑚, đường kính ngõng trục 𝑑𝑛𝑡 = 20 𝑚𝑚, puli của bộ truyền đai 𝐷𝑝 = 40 𝑚𝑚.

Ta có lực cản do ma sát lăn và ổ trục được xác định: 𝐹𝑚𝑠 = 𝑚3 ∗ 𝑔 ∗2𝜇+𝑓∗𝑑𝑛𝑡

𝐷𝑏𝑥 ∗ 𝑘 (2.12) = 139,568 ∗ 10 ∗2 ∗ 0,3 + 0,015 ∗ 20

Trong đó: 𝑚3 là khối lượng của cửa cabin

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

𝜇 = 0,3 là hệ số cản lăn

𝑓 = 0,015 là hệ số ma sát ổ trục 𝐷𝑏𝑥 đường kính bánh xe treo cửa

𝑘 = 2,2 hệ số do ma sát thành bánh và mặt đầu xoay bánh xe Hiệu suất chung của bộ truyền là: 𝜂 = 𝜂12∗ 𝜂22 = 0,932∗ 0,972 = 0,81 Với: 𝜂1 là hiệu suất của bộ truyền đai, 𝜂1 = 0,93

𝜂2 là hiệu suất của một cặp ổ lăn, 𝜂2 = 0,97 Khi cabin mở cửa thì cánh cửa di chuyển với đoạn đường:

𝑆 = 𝑆1 = 𝑆2 = 400(𝑚𝑚) ứng với thời gian là 𝑡 = 2,5 (𝑠) → 𝑣1 = 𝑣2 =𝑆𝑡 =400

2 =0,16 (𝑚

𝑠) = 9,6 (𝑚𝑝ℎ)

Vậy công suất cần thiết của động cơ cửa cabin được xác định: 𝑃đ𝑐𝑐 =𝐹𝑚𝑠∗(𝑣1+𝑣2)

60∗1000∗𝜂 = 46∗(9,6+9,6)

60∗1000∗0,81 = 0,0181(𝑘𝑊) = 18,1(𝑊) (2.13)

2.7. Thiết kế cơ khí cho mơ hình thang máy

Tổng quan mơ hình thiết kế gồm 3 tầng có chiều ngang được thiết kế: - Chiều rộng 320𝑚𝑚,

- Chiều cao 1100𝑚𝑚, - Chiều sâu là 320𝑚𝑚.

- Mơ hình thang máy thiết kế 3 tầng mỗi tầng được thiết kế với chiều cao 340𝑚𝑚 - Tầng 1 (dưới cùng)

- Tầng 2 (trung gian thứ 2) - Tầng 3 (trên cùng)

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

Hình 2.2. Mơ hình thang máy

Mơ hình sử dụng thanh trượt nhôm được cố định vào hai bên của khung để cabin và đối trọng trượt lên theo hướng đã định sẵn. Hệ thống tủ điện điều khiển được bố trí lắp đặt phía bên cạnh mơ hình để dễ dàng đi dây và tối ưu. Hệ thống mạch động lực được lắp đặt và bao bọc chắc chắn tránh hiện tượng rò điện gây nguy hiểm khi vận hành.

Khung chính thang máy

Khung chính thang máy là bộ phận bao bọc bên ngồi cùng, có khả năng chịu tải, va đập tốt, bền bỉ. Địi hỏi độ chính xác và tính thẩm mỹ cao.

- Vật liệu: nhơm 20 x 20

- Kích thước: 1020 x 320 x 320 - Khối lượng: 5 kg

Hình 2.3.Khung chính thang máy

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

Mặt trước thang máy

Mặt trước thang máy là nơi người sử dụng thang cũng như người thết kế đánh giá khách quan về mơ hình thang máy nên địi hỏi tính thẩm mỹ cao.

- Vật liệu: Nhựa mica - Kích thước: 1020 x 320 - Khối lượng: 1 kg

Hình 2.4. Mặt trước thang máy

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

Hình 2.6. Mặt đáy ca bin

Hình 2.7. Mặt trên cùng cửa ca bin

Đối trọng

Được thiết kế nhỏ gọn - Vật liệu: nhôm 20 x 20 - Kích thước: 230 x 180 - Khối lượng: 3 kg

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

Hình 2.8. Đối trọng thang máy

Puli quấn cáp: Gồm puli chủ động và puli dẫn hướng

Puli chủ động: - Vật liệu: Thép C45

- Đường kính ngồi: ∅88 𝑚𝑚 - Đường kính trong: ∅10 𝑚𝑚 - Đường kính quấn cáp: ∅78 𝑚𝑚 - Khối lượng: 3 kg

Hình 2. 9. Puli chủ động

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

Puli dẫn hướng: - Vật liệu: Thép C45

- Đường kính ngồi: ∅49 mm - Đường kính trong: ∅10mm - Đường kính quấn cáp: ∅45 mm - Khối lượng: 1 kg

Hình 2.10. Puli dẫn hướng

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, ĐIỀU KHIỂN THANG MÁY BẰNG PLC

3.1. Yêu cầu công nghệ và bài toán đặt ra cho hệ thống điều khiển

Yêu cầu cơng nghệ:

Thiết kế, chế tạo thành cơng mơ hình thang máy 3 tầng với các chức năng:

- Mơ hình hoạt động với điện áp lưới có sẵn 220VAC, 24 VDC và 12 VDC. - Đáp ứng được di chuyển với số lượng tầng dự kiến là 3 tầng

- Thang máy hoạt động ổn định chính xác - Có màn hình hiển thi số tầng di chuyển

- Có nút điều khiển vị trí bên trong, ngồi thang máy và đóng mở cửa thang

Bài toán đặt ra cho hệ thống điều khiển:

Khi vị trí buồng thang ở tầng 1 hành khách nhấn gọi tầng 1 đi lên trên mơ hình thực tế cửa lúc này sẽ mở và đóng sau 5 giây. Sau khi vào trong cabin hành khách tiếp tục nhấn và lựa chọn tầng mong muốn đi đến. Thang máy sẽ di chuyển theo số tầng đã được chọn. Tương tự khi buồng thang ở các vị trí tầng 2,3.

Khi thang máy đang ở tầng 1 và hành khách đang ở tầng 2 đi lên/ xuống, tầng 3 đi xuống. Buồng thang sẽ di chuyển lên ưu tiên tầng gần nhất và đến các tầng cịn lại.

Trong q trình đi lên đèn báo thang máy đi lên sẽ hoạt động và đến tầng yêu cầu sẽ tắt đèn. Tương tự khi đi xuống đèn sẽ báo đi xuống.

Sau khi đã đưa khách hàng đến tầng mong muốn thì thang sẽ reset gọi và chọn tầng trước đó.

3.2. Chương trình điều khiển và các khối lệnh 3.2.1. Chương trình điều khiển

Chương trình điều khiển là một là một chuỗi các lệnh lập trình PLC dùng để điểu khiển phần động lực của thang máy. Nó gồm nhiều khối chương trình nhỏ ghép lại với nhau. Mỗi khối có nhiệm vụ khác nhau và chúng có mối liên hệ với nhau tạo thành một chương trình hồn chỉnh để điều khiển mơ hình thang máy.

Các khối được liên kết và điều khiển bởi bảng điều khiển với trung tâm điều khiển là PLC FX1N-44MR

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

3.2.2. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển

Hình 3.1. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển

Giải thích sơ đồ khối:

Khối nguồn cấp nguồn điện cho các khối. Khi đưa lệnh điều khiển thông qua khối phát lệnh điều khiển tín hiệu sẽ được đưa tới khối PLC từ khối PLC sẽ giải mã thông qua khối giải mã và xuất tín hiệu điều khiển qua khối động lực. Tín hiệu sau khi được mã hóa sẽ hiện thị thơng qua khối hiển thị

3.2.3. Các khối lệnh

Khối phát lệnh điều khiển

Đây là khối chương trình dùng để phát lệnh gọi tầng cho thang máy hoạt động. Nó là sự liên kết giữa các nút nhấn gọi tầng co trên thang máy và các rơle trung gian trong chương trình PLC. Khi một trong các nút nhấn được tác động thì các cuộn dây của rơ le trung gian có điện. Lúc này các tiếp điểm các tiếp điểm của nó sẽ thay đổi trạng thái và tạo ra tín hiệu cho các khối hoạt động

Khối có nhiệm vụ tạo ra tín hiệu điều khiển từ nút nhấn (phím chuyển mạch) và cơng tắc hành trình (cơng tắc chuyển mạch). Khi một nút nhấn được tác động, tạo ra một chuyển

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

mạch dưới dạng xung từ trạng thái tích cực sang trạng thái khơng tích cực, xung bit này được đưa dến bộ phận xử lý. Mỗi nút nhấn được nối với ngõ vào của bộ phận xử lý

Khối PLC

Đây là khối quan trọng nhất, nó có chức năng nhập các tín hiệu ngõ vào sau đó xử lý chúng theo một trình tự logic đã được lập trình sẵn. Vấn đề đặt ra là do các tín hiệu ngõ vào là do các chuyển mạch nút nhấn cung cấp. Sau khi hồn tất việc xử lý tín hiệu ngõ vào, một quyết định sẽ được tạo ra để điều khiển các thiết bị động lực

- Khối điều khiển động cơ lên xuống

Việc điều khiển động cơ lên xuống được thực hiện khi cảm biến dừng tầng tác động vào các mức dữ liệu của thanh ghi D28 đã được giải mã kết hợp với các tín hiệu gọi tầng sẽ làm cho các cuộn dây của rơ le và rơ le có điện. Thang máy sẽ đi lên khi rơ le có điện đóng tiếp điểm thường mở cấp điện cho động cơ, làm động cơ đi lên và ngược lại khi rơle có điện động cơ sẽ đi xuống

- Khối điều khiển động cơ đóng mở cửa

</div>