đồ án thang máy tải người nhà cao tầng

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
MỤC LỤC
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 1 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
LỜI MỞ ĐẦU
  
Ngày nay cùng với sự phát triển của đất nước, ngành du lịch ngày càng phát
triển mạnh mẽ đón hàng triệu du khách nước ngoài đến thăm quan, thương nhân
đến làm ăn, buôn bán, đặt văn phòng tại Việt Nam. Mặt khác, mật độ dân số nước
ta ngày càng gia tăng, nhu cầu về nhà ở cũng tăng theo, tất yếu sẽ hình thành nhiều
khu chung cư, cao ốc, khách sạn để đáp ứng nhu cầu trên.Vì vậy khi nói đến nhà
cao tầng thì không thể không nói đến thang máy.
Từ khi thang máy ra đời, nó đã giúp cho hoạt động của con người đạt hiệu
quả hơn. Tại Việt Nam thang máy ngày càng được sử dụng rộng rãi, với nhiều
công ty thang máy chuyên chế tạo, lắp đặt, bảo trì….như công ty thang máy Á
Châu, Thiên Nam, Thái Bình…
Đề tài em được nhà trường giao là: ”Tính toán thiết kế thang máy chở người
dung cho nhà 10 tầng sức nâng 1000 kg”, đây là đề tài mang tính thiết thực, phù
hợp với công nghệ và trình độ sản xuất trong nước.
Trong quá trình em làm đề tài, được sự hướng dẫn tận tình của các thầy bộ
môn, đặc biệt thầy Nguyễn Hữu Chí, đã theo sát, giải đáp các thắc mắc và tận tâm
hướng dẫn, giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp. Em xin chân thành cám ơn Ban
Giám Hiệu cùng tòan thể các thầy cô và cán bộ công nhân viên của Trường Đại
Học Giao Thông Vận Tải cơ sở II, nơi mà em đã được đào tạo suốt 5 năm qua. Do
trình độ và kinh nghiệm hạn chế nên không tránh khỏi các sai sót trong bài làm.
Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô để củng cố kiến thức,
sự hiểu biết cho bản thân, nhằm phục vụ cho công việc của em sau này.
Sinh viên
Vũ Văn Vinh
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 2 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
~~~o0o~~~


























TP. HCM, ngày tháng 06 năm 2013
Giáo viên hướng dấn

TS. Nguyễn Hữu Chí
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT
~~~o0o~~~

SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 3 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người

TP. HCM, ngày tháng 06 năm 2013
Giáo viên đọc duyệt
CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CABIN
1.1. Kết cấu cabin.
Cabin là bộ phận mang tải của thang máy. Cabin phải có kết cấu sao cho có thể
tháo rời nó thành từng bộ phận nhỏ. Theo cấu tạo, cabin gồm 2 phần: kết cấu chịu
lực (khung cabin) và các vách che, trần và sàn tạo thành buồng cabin. Trên khung
cabin có lắp các ngàm dẫn hướng, hệ thống treo cabin, hệ thống tay đòn và bộ hãm
bảo hiểm, hệ thống cửa và cơ cấu đóng mở cửa. Ngoài ra, cabin của thang máy chở
người phải đảm bảo các yêu cầu về thông gió, nhiệt độ và ánh sáng.
Được cấu tạo bằng các thanh thép chịu lực lớn. Khung cabin phải đảm bảo cho
thiết kế chịu đủ tải định mức. Trên khung cabin có nắp các ngàm dẫn hướng, hệ
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 4 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
thống treo cabin, hệ thống tay đòn và bộ bảo hiểm, hệ thống cửa và cơ cấu đóng
mở cửa Ngoài ra, cabin của thang máy chở người phải đảm bảo các yêu cầu về
thông gió, nhiệt độ và ánh sáng. Hai phần kết cấu chịu lực và các vách che tạo
thành buồng cabin kết cấu chịu lực là các thanh dầm trên và dầm dưới, mỗi dầm là
từ hai thanh chữ U, hai thanh này được nối với thanh góc bằng bu lông tạo thành
một khung khép kín. Khung nằm lại tựa nên rầm dưới của khung đứng tạo thành
sàn cabin. Dầm trên của khung đứng liên kết với hệ thống treo ca bin, đảm bảo
cho các cáp treo cabin có độ căng như nhau, nếu cabin có kích thước lớn thì nó còn
có liên kết thanh rằng giữa hai tầng tạo cho thang máy sự chắc chắn. Trên khung
cabin có lắp hệ thống tay đòn bẩy và các quả nêm của phanh an toàn, phanh này có
tác dụng dừng cabin khi tốc vượt quá giới hạn cho phép. Khi có tác động từ cáp
hạn chế tốc tác động lên tay đòn bẩy.
1.2. Kết cấu khung cabin như sau.
Hình 1.1. Kết cấu khung cabin
1. Thanh ngang trên 4. Thanh xiên
2. Thanh đứng 5. Thanh dàn đỡ cabin

3. Thanh ngang dưới
1.3. Xác định kích thước cabin.
Việc xác định kích thước cabin phải chú ý đến khả năng phục vụ, tính kinh tế.
Do đó kích thước cabin được xác định dựa vào tải trọng nâng và khả năng phục vụ.
Thang máy thiết kế trong luận văn này dùng để chở người dùng cho nhà 10 tầng
sức nâng Q = 1000kg, vận tốc v = 1,5 m/s. Kích thước của cabin thang máy: chiều
rộng x chiều sâu x chiều cao = 1750 x 1600 x 2200 (tra bảng 2.3,[1])
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 5 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
3
2
1
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
Để tính toán bền cho khung cabin ta chọn sơ bộ trước kích thước của các thanh
thép, sau đó kiểm tra bền cho khung.
1.3.1. Thanh ngang trên.
Kết cấu hệ dầm trên gồm có hai thanh thép [16a liên kết với nhau bằng các tấm
thép giằng ở hai đầu, và một tấm giằng ở giữa về phái mặt đối dện và tấm này còn
dùng để treo ti cáp của cáp kéo chính.
Hình 1.2. Thanh dầm trên.
1 : Thanh giằng kích thước 200 x 368 x 10.
2 : Thanh thép hình [16a.
3 : Thanh thép treo ti cáp 300 x 368 x 20.
Khối lượng thanh ngang trên.
G
ngt
= 2G
[16a
+ G
200x368x10
+G

300x368x20

Trong đó:
G
[16a
: khối lượng của thanh thép hình [16a.
G
[
= 1,750 x 15,3 = 26,775 (kg)
15,3 : khối lượng 1m dài kg (tra bảng 2,[3]).
G
300x200x10
: khối lượng thép tấm 200x368x10.
G
300x200x10
=(200 x 368 x 10 x 7,85)/(10
3
x 1000) = 5,778 (kg).
7,85 g/cm
3
: khối lượng riêng của thép.
G
300x300x20
: khối lượng của thép tấm 300x368x20.
G
300x300x20
= ( 300 x 368 x20 x 7.85)/(10
3
x 1000) = 17,333 (kg)
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 6 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49

1
2
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
G
ngt
= 2x26,775 + 2 x 5,778 + 17,333 = 82,439 (kg)
1.3.2. Thanh đứng.
Hệ thanh đứng của khung cabin gồm 4 thanh thép góc cánh không đều có kí hiệu
L63x63x5 ghép với nhau từng cặp có bản thép giằng.
Hình 1.3. Hệ thanh đứng.
Khối lượng của thanh đứng.
G
đ
= 2x(4,81 x 3,15 x2) = 60,606 (kg)
Trong đó:
4,81kg/m: khối lượng 1 m dài kg (tra bảng 3,[3]).
1.3.3. Khối lượng của thanh ngang dưới.
Kết cấu thanh ngang dưới gồm hai thanh thép [16a liên kết với nhau bằng hai
tấm giằng hai đầu còn dùng để bắt cụm guốc dẫn hướng và một tấm thép để đệm
giảm chấn.
Hình 1.4. Thanh ngang dưới.
1: thép [16a.
2 : thép tấm 200x3680x10.
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 7 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
Khối lượng của thanh ngang dưới.
G
ngd
= 2G
[

+ G
200x368x10
Trong đó:
G
[16a
: khối lượng của thanh thép hình [16a.
G
[16a
= 1,750 x 15,3 = 26,775 kg
15,3 : khối lượng 1m dài kg ( tra bảng 2,[3]).
G
200x368x10
: khối lượng thép tấm 200x368x10.
G
300x200x10
=(200 x 368 x 10 x 7,85)/(10
3
x 1000) = 5,778 kg.
7,85 : khối lượng riêng của thép g/cm
3
G
ngd
= 2 x 26,775 + 2 x 5,778 = 65,106 kg
Với sàn cabin ta dùng tole dày 2,5mm. Do đó khối lượng sàn cabin là:
2x(2,5 x 1750 x 1600 x 7.85)/(10
3
x1000) = 109,9 kg
Để bao che cabin ta dùng tole 1,2mm. Do đó, ta có khối lượng vỏ bao che:
(1600x2200x1,2 +1750x2200x1,2+1600x2200x1,2)x7852x10
-9

=102,64 kg
Đây là cabin chở người ta dùng loại cửa lùa hai cánh về hai phía, khối lượng
khoảng 240kg
Vậy ta có khối lượng sơ bộ của cabin là:
82,439+60,606+65,106+109,9+102,64+240=660,691 kg
Ngoài ra trên cabin còn có các thiết bị khác như thanh giằng, guốc trượt, nêm
của bộ hãm bảo hiểm…nên khi tính toán lấy khối lượng cabin là G
cab
= 1000kg
1.4. Nguyên tắc chung về tinh bền thang máy
Các chi tết của thang máy, tuỳ thuộc vào thời gian làm việc của chúng có thể
chia thành hai nhóm cơ bản:
Nhóm I: Các chí tiết thường xuyên làm việc trong thời gian hang máy làm việc.
Nhóm II: Các chi tết chỉ làm việc trong các trường hợp có sự cố (bộ hãm bảo
hiểm, bộ giảm chấn…).
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 8 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
Khi tính các chi tiết của nhóm thứ nhất cần phải tính đến khả năng làm việc của
chúng trong các điều kiện sau.
1.4.1. Trường hợp tính toán thứ nhất:
Khi tải trọng danh nghĩa tác dụng khi thang máy làm việc.
1.4.2. Trường hợp tính toán thứ hai:
Khi cabin tập kết trên bộ hãm bảo hiểm và bộ giảm chấn (do hỏng đứt tời, đứt
cáp…).
1.4.3. Trường hợp tính toán thứ ba:
Khi cabin chịu tải trọng thử trong lúc khám nghiệm thang máy để xin cấp phép
sử dụng theo quy phạm an toàn.
1.4.4. Trường hợp tính toán thứ tư:
Cũng cần kiểm tra độ bền các chi tiết của thang máy khi cabin bị kẹt trên các
dẫn hướng (chẳng hạn như khi các dẫn hướng bị lệch đi do nhà bị lún, hay khi

cabin va chạm vào các vật thể ngẫu nhiên rơi vào).
Nguyên tắc chung tính bền thang máy dựa vào ứng suất cho phép.
[ ]
[ ]
max
n
n
σ
σ σ
≤ =
Trong đó:
-
max
σ
: ứng suất lớn nhất tác dụng lên chi tiết
-
[ ]
σ
: ứng suất cho phép.
-
[ ]
n
σ
: ứng suất nguy hiểm của vật liệu lấy theo giới hạn bền, giới hạn mỏi
hoặc giới hạn chảy trong từng trương hợp tính toán.
- N: hệ số an toàn nhỏ nhất cho phép.
1.5. Vật liệu làm khung cabin.
Khung cabin được làm từ thép định hình. Thép định hình có ưu điểm nhẹ, chịu
nén, chịu uốn tốt và có thể chịu được lực phức tạp.
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 9 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
Vật liệu: CT3.
- Giới hạn chảy :
22
/24/240 cmKNmmN
ch
==
δ
- Gới hạn bền:
22
/40/400 cmKNmmN
b
==
δ
1.6. Các trường hợp tính toán theo nhóm I.
Tải trọng tính toán Q
t
do trọng lượng của vật nâng Q hoặc trọng lượng của đối
trọng cần được xác định có tính đến lực quán tinh P
i
khi mở máy và dừng cabin.
1.6.1. Trường hợp 1.
Tải trọng tính toán do trọng lượng vật nâng.
Q
t
=Q.K
đ
(1.12,[1])
Tải trọng tính toán do trọng lượng cabin.
G

t
= G
cab
.K
đ
(1.14,[1])
Trong đó:
- Q: trọng lượng vất nâng 1000kg.
- G
cab
: khối lượng cabin 1000kg.
g
a
K
đ
+= 1
(1.13,[1])
Trong đó:
- a = 1,5 m/giây
2
: gia tốc chuyển động của cabin (tra bảng 1.1,[1]).
- G = 9,81 m/giây
2
: gia tốc trọng trường.
15,1
81,9
5,1
1 =+=
đ
K

Vậy:
Q
t
=10000x1.15 = 11500 N
G
t
=10000x1.15 = 11500 N
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 10 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
1.6.2. Trường hợp 2:
Xuất phát từ quy phạm an toàn đòi hỏi sự tăng quá tải của thang máy lên 10% so
với tải trọng nâng danh nghĩa. Trị số K
đ
tăng them 20-30%.
Cabin tập kết lên bộ bộ hãm bảo hiểm được xác định như sau:
đt
KQQ 1,1
=
(1.15,[1])
G
t
=G
cab
.K
đ
(1.14,[1])
Lực tác dụng lên khung cabin ở hai đầu dầm đúng là.
đ
cab
K

GQ
P
2
1,1 +
=

Với K
đ
= 1,15+1,15*30%=1,495
Vậy
NP 5,15697495,1
2
1000010000.1,1
=
+
=
Q
t
=1,1.10000.1,495=16445 N
G
cab
=10000.1.495= 14950 N
Cabin tập kết lên bộ giảm chấn (khi có 2 giảm chấn)
H
ntcab
K
g
aGQ
P









+
+
= 1
2
1,1
(6.7,[1])
Thừa số 1,1 tính đến sự quá tải của cabin 10% khi thử tải bộ giảm chấn theo quy
phạm an toàn.
- Z = 2: số giảm chấn.
- a
n
: gia tốc hãm
cab
cab
cab
cab
n
GQ
G
a
GQ
GQ
aa

+
+
=
+
+
=
1,1
70
1,1
max
1
max
(6.6,[1])
- a
max
= g =9,81 m/giây
2
.
- Q
1
=70 kg: trọng lượng của một khách hàng.
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 11 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
2
/79,6
1000010000.1,1
1000070
81,9 giâyma
n
=

+
+
=
- K
H
= 1,1 – 1,2: hệ số không đồng điều phân bố tải trọng giữa các giảm chấn.
Np 213212,1.
81,9
79,6
1
2
1000010000.1,1
=






+
+
=
2
81,9
81,9
11
max
=+=+=
g
a

K
đ
Q
t
=1,1.10000.2=22000 N
G
t
=1,1.10000.2=22000 N
1.6.3. Trường hợp 3.
Khi khám nghiệm kĩ thuật.
qtt
KQQ .
=
(1.16,[1])
G
t
=G
cab
.K
qt
(1.14,[1])
Trong đó:
K
qt
hệ số quá tải. K
qt
=2 thang máy có puli dẫn cáp.
Q
t
=10000.2=20000 N

G
t
=10000.2=20000 N
1.6.4. Trường hợp 4.
Khi cabin bị kẹt trên ray dẫn hướng.
Tải trọng được xác định theo momen lớn nhất của động cơ theo công thức .
P
max
=Q
t
+G
cab
+G
cap
+W-G
đt
(4.2,[1])
Trong đó:
- W: các lực cản chuyển động phụ của cabin và tổn thất ở các puli dẫn hướng.
1.7. Các trường hợp tính toán theo nhóm 2.
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 12 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
Các chi tết chỉ làm việc trong những trường hợp có sự cố ( bộ hãm bảo hiểm, bộ
giảm chấn) tải trọng tính toán theo các công thức sau:
G
t
=G
cab
.K
đ

(1.14,[1])
Q
t
=1,1Q.K
đ
(1.15,[1])
- Với
15,1
81,9
5,1
11 =+=+=
g
a
K
đ
Tải trọng tính toán khung.
Q= G
cab
.K
đ
+1,1Q.K
đ
= 1,15.10000+1,1.10000.1,15=24150 N = 24,15 KN
Ứng suât cho phép cho các chi tiết chịu lực quan trọng.
[ ]
[ ]
n
ch
σ
σ

=
(1.19,[1])
-
ch
σ
=24 KN/cm
2
đối với thép CT3.
- [n] : hệ số dự trữ bền đối với các chi tiếp bằng thép [n] = 2 ÷ 3. Trong trường
hợp tính toán chịu tác dụng của tải trọng sự cố. Vì tải trọng này là tải trọng ngẫu
nhiên nên hệ số dự trữ bền trong trường hợp này có thể giảm đi 20% ÷ 30%. Do đó
chọn [n] =1,4.
[ ]
)/(17
4,1
24
2
cmKN==
σ
1.8. Tính và kiểm bền cabin.
1.8.1. Tính hệ thanh đứng.
Hệ thanh đứng của khung cabin gồm 4 thanh thép V63 điều cạnh với nhau từng
cặp, có bản thép giằng.
Giả sử lực phân bố điều lên các thanh, và các thanh chịu kéo đúng tâm.
Sơ đồ tính toán.
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 13 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
Hình 1.5. Sơ đồ tính toán thanh đứng.
Tải trọng tác dụng lên một thanh.
)(038,6

4
15,24
4
KN
Q
P ===
Xét phương trình cân bằng lực.
0=+ NP




==
↑↓
⇒
)(913,5 KNNP
NP

Với loại thép đã chọn V63 đều cạnh, ta kiểm tra tiết diện ở vị trí nguy hiểm nhất
là nơi có khoan lỗ bắt bulông M18 liên kết với thanh ngang trên.
Ứng suất kéo trong thanh là
d
k
FF
N
−
=
δ
Trong đó:
- F = 6,13 cm

2
diện tích mặt cắt ngang thép L63x63x5 điều cạnh (tra bảng 3,
[4])
)(95.05,0.9,1
2
cmF
d
==

- Lỗ bu lông có đường kính 1,9 cm
- Chiều dầy thép góc điều cạnh L63x63x5 là 0,5 cm.
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 14 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
166,1
95.013,6
038,6
=
−
=
k
σ
KN/cm
2
Xét hệ số an toàn:
[ ]
[ ]
4,158,14
166.1
17
=>=== nn

k
σ
σ
Ta chọn thép góc đề cạnh L80x50x5 thỏa mãn điều kiện kết cấu.
1.8.2. Tính thanh ngang trên.
Để tính toán ta xem như dầm chịu lực tập trung tại giữa dầm do lực kéo của dây
cáp kéo chính gây ra, và lực này cũng chính bằng P =Q = 24,15 KN.
Sơ đồ tính toán như sau:
Hình 1.6. Sơ đồ tính toán thanh ngang trên.
Tính các phản lực.
Phương trình cân bằng momen tại A.
0
2
=−=
∑
l
PlRM
BA
=> R
B
=P/2 = 24,15/2 = 12,075 KN
Phương trình cân bằng lực.
Theo trục Y.
∑Y = R
A
+ R
B
=P => R
A
+ R

B
=12,075 KN
Theo trục X.
∑X = X
A
= 0
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 15 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
Tính và vẽ biểu đồ momen.
+ Khi Z = 0 =>M=0 (KN.cm)
+ Khi Z = 87,5 => M = -R
A
.z = -12,075.87,5 = - 1056,563 (KN.cm)
+ Khi Z = 175 =>M =-R
A
.z + P.z/2 = -12,075.175 + 24,15.87,5 = 0 (KN.cm)
Do đó ta có biểu đồ momen như sau:
Hình 1.7. Momen thanh ngang trên.
1.8.3. Tính và kiểm tra bền của thanh ngang.
Ta thấy momen lớn nhất tại tiết diện giữa dầm là M
max
=1056,563 KN.cm
Ứng suất tại tiết diện nguy hiểm trên 1 thanh [16a.
129,5
103.2
563,1056
.2
max
===
x

u
W
M
σ
KN/cm
2
- W
x
: momen chống uống của thép [16a.
Xét hệ số an toàn.
[ ]
4,1][3,3
129,5
17
=>=== nn
u
σ
σ
Kiểm tra độ võng của một dầm
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 16 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
ld
Thep [16a
ln
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
078,0
823.10.1,2.48.2
175.15,24
48.2
.
4

33
===
x
JE
lp
f
cm
Trong đó:
- E= 2,1.10
4
KN/cm
2
: modun đàn hồi của thép.
- J
x
=823 cm
4
: momen quán tính của thép [16a.
44
510.12
800
1
10.46,4
175
078,0
−−
==







<==
l
f
l
f
Trong đó:
1000
1
800
1
÷=






l
f
độ võng cho phép.
Vậy chọn thép [16a làm thanh ngang trên. Theo bảng (2,[3]) chọn thép [16a ta
có:
h= 160 (mm). b= 68 (mm). d= 5,0 (mm). t= 9,0 (mm).
g= 15,3 (kg/m). F= 19,5 (cm
2
). S
x

=59,4 (cm
3
). W
x
=103 (cm
3
).
J
x
=823 (cm
4
).

W
y
=16,4 (cm
3
). J
y
=78,8 (cm
4
).
Tính mối hàn nguy hiểm trên dầm ngang là nơi bản giằng móc ti cáp của cáp
kéo chính.
Hình 1.8. Mối hàn.
Momen uốn trên tấm là:
).(125,181
4
30.15,24
4

.
cmKN
lp
M ===
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 17 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
Với l=30cm: chiều dài tấm thép treo ti cáp.
Mối hàn chịu uốn, nên ứng suất trong mối hàn là:
[ ]
ττ
<
++
=
)
6
(.7.0.2
2
2211
n
dd
l
rlrlk
M
(7.3,[4]).
Trong đó:
- M: momen uốn trên tấm.
- l
n
= 30 cm: chiều dài mối hàn ngang.
- l

d1
,l
d2
=5,4 cm: chiều dài mối hàn dọc.
- r
1
, r
2
=15 cm: khoảng cách của mối hàn dọc tới trọng tâm của mối hàn.
- k: chiều rộng của mối hàn. Thông thường lấy k=S
min
=0,5 cm.
).(8,0
)
6
30
15.4,515.4,5.(5,0.7,0.2
125,181
2
cmKN=
++
=
τ
[ ]
τ
ứng suất cắt cho phép của mối hàn trong trường hợp hàn bằng hồ quang bằng
tay lấy.
[ ] [ ]
)/(2,1017.6.0.6.0
2

cmKN
ch
===
στ
[ ]
)/(2,108,0
2
cmKN=<=
ττ
Vậy mối hàn đảm bảo độ bền.
1.8.4. Tính thanh ngang dưới.
Tính toán thanh ngang dưới phải kể đến trường hợp nguy hiểm nhất là: cáp kéo
chính bị đứt, cớ cấu hãm bảo hiểm không hoạt động, cabin bị rơi tự do xuống va
đập vào hai lò xo giảm chấn ở giữa. Trong trường hợp đặt lực là đột ngột nên trị số
K
đ
thực tế sẽ lớn hơn trị số tính toán theo công thưc (1.13,[1]), cho nên, hợp lý là
nên tăng trị số của chúng lên 20% - 30% so với giá trị tính toán
K
đ
= 1,15 +1,15.30% = 1,495
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 18 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
Q
1
= G
t
+Q
t
= 1,495.10000+1,1.10000.1,495=3135 N = 31,395 (KN)

Sơ đồ tính toán: (xem hình 1.9)
Momen lơn nhất của dầm là nơi va chạm với giảm chấn.
).(531,1373
10.4
1750.395,31
4
.
1
max
cmKN
lQ
M ===
Ứng suất tại tiết diện nguy hiểm.
).(668,6
103.2
531,1373
.2
max
cmKN
W
M
x
===
σ
Hình 1.9. Momen thanh ngang dưới.
W
x
= 103 cm
3
momen chống uốn của thép [16a.

Xét hệ số an toàn.
[ ]
[ ]
4,155,2
668,6
17
=>=== nn
σ
σ
Độ võng của dầm:
1.0
823.10.1,2.48.2
175.395,31
.48.2
4
3
3
1
===
x
EJ
lQ
f
J
x
= 823 cm
4
momen quan tính của thép [16a.
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 19 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
5

B
α
2058
1240
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
44
10.5.12
800
1
10.5
175
1,0
−−
==






<==
l
f
l
f
1000
1
800
1
÷=







l
f
: độ võng cho phép đối với kết cấu quan trọng.
Vậy thép đã chọn đảm bảo độ bền và độ ổn định.
1.9. Tính hệ bền đỡ cabin
Hệ dàn đỡ cabin gồm có hệ thanh đứng, hệ thanh đỡ cabin và hệ thanh xiên tất
cả chung liên kiết với nhau bằng thanh bu lông.
Sơ đồ tính toán của hệ dàn đỡ cabin như sau:
Hình 1.10. Sơ đồ tính hệ dàn đỡ cabin.
Trong thực tế thì hệ thanh đỡ cabin tức là thanh AB, AC là một thanh thép liền,
và độ dài là: BC+ 360=1600 (mm). Nhưng khi tính toán xem như BC là hai dầm
riêng lẻ AB, AC và chúng cùng gối lên gối A.
Nếu tính theo trường hợp này thỏa mãn yêu cầu, thì thanh BC thực tế cũng thỏa
mãn yêu cầu.
Xác định kích thước của hệ:
)(85,46)(5,468
2
3033601600
cmmmACAB ==
−−
==
)(07,2118,20585,46
2222
cmADABCDBD =+=+==

SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 20 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
222,0
07,211
85,46
sin ===
BD
AB
α
975,0
07,211
8,205
cos ===
BD
AD
α
228,0
975,0
222,0
cos
sin
===
α
α
α
tg
Tải trọng tính toán trong trường hợp này là tổ hợp tải gồm trọng lượng bản thân
cabin, tải trọng của thang máy (có kể đến hệ số vượt tải) và tải trọng động phanh
bảo hiểm đột ngột phanh do đứt cáp kéo chính.
Q= G

cab
.K
đ
+1,1Q
n
.K
đ
= 1,15.10000+1,1.10000.1,15=24150 N = 24,15 (KN)
Với K
đ
= 1.15: hệ số động.
- G
cab
=1000 (kg): trọng lượng của cabin.
- Q
n
=1000 (kg): tải trọng nâng.
Xác định nội lực trong các thanh:
Hình 1.11. Sơ đồ tính toán hện dầm đỡ cabin.
Tải trọng tác dụng lên các thanh:
)(
2
15,24
2
KN
Q
PPP
CDBDAD
==++

Với P
BD
=P
CD
=P
AD
/2
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 21 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
)(038,6
4
15,24
4
KN
Q
P
AD
===⇒

)(019,3
2
038,6
2
KN
P
PP
AD
CDBD
====⇒

Sơ đồ tính thanh AD.
Hình 1.12. Sơ đồ tính thanh AD.
Thanh AD chụi nén với lực nén S
4
=P
AD
= 6,038 (KN).
Sơ đồ tính thanh BD.
Hình 1.13. Sơ đồ tinh thanh BD.
Từ sơ đồ trên ta có:
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 22 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
)(096,3
975,0
019,3
cos
3
KN
P
S
BD
===
α

)(687,0222,0.096,3sin.
31
KNSS ===
α
1.9.1. Tính và kiểm tra thanh xiên.
Với các thanh xiên đã chọn là thép có diện tích mặt cắt ngang là F=0.5.5= 2,5

(cm
2
) và chiều dài của thanh là BD = 211,07 (cm). Đây là thanh chịu kéo với lực
nén S
3
, nên ta kiểm tra mặt căt ngang tại mặt căt nguy hiểm nhất.
Vì thanh được liên kết bằng bu lông M12 , nên mặt cắt nguy hiểm nhất là nơi
khoan lỗ bắt bu lông.
Diện tích lỗ bu lông là:
F
d
=1,3.0.5 = 0,65 (cm
2
)
Ứng suất kéo tại mặt cắt nguy hiểm nguy hiểm là:
)/(674,1
65,05,2
096,3
2
3
cmKN
FF
S
d
n
=
−
=
−
=

σ

Hệ số an toàn:
[ ]
[ ]
4,116,10
674,1
17
=>=== nn
n
σ
σ
Vậy thanh đã chọn đảm bảo độ bền.
1.9.2. Tính thanh đỡ cabin.
Qua phân tích và tính nội lực của thanh ta thấy các thanh AB và AC chịu nén
với lực nén là S
1
= 0,697 (KN).
Với thanh chọn sơ bộ là thép [10 có F = 10,9 (cm
2
) chiều dày bản bụng δ = 0,48
(cm) (bảng 2,[3]).
Thanh liên kết với thanh xiên bằng bu lông M12, liên kết với thanh đứng băng
hai bu lông M12.
Nến diện tích mặt căt nguy hiểm cuả dầm là:
F
1
=F- 2F
d
=10,9 – 2.1,3.0,48= 9,65 (cm

2
)
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 23 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
Ứng suât nén tại tiết diện nguy hiểm là:
)/(072,0
65,9
697,0
2
1
1
cmKN
F
S
n
===
σ
Hệ số an toàn:
[ ]
[ ]
4,1366,235
072,0
17
=>=== nn
σ
σ
Vậy thanh đã chọn đảm bảo độ bền. Theo bảng (2,[3]) ta có thép [16a ta có:
h= 100 mm. b= 46 mm. d= 4,5 mm. t= 7,6 mm.
g= 8,59 kg/m. F= 10,9 cm
2

S
x
=20,4 cm
3
W
x
=34,8 cm
3
J
x
=174 cm
4
W
y
=6,46 cm
3
J
y
=20,4 cm
4
Kiểm tra độ võng của dầm: (xem hình 1.14)
Ta xem như dầm trên hai gối chịu tải tập trung ở giữa dầm:
)(038,6
4
15,24
4
' KN
Q
Q ===
Độ võng giữa dầm là:

)(10.436,7
174.10.1,2.48
60.038,6
48
'.
'
3
4
33
cm
JE
lQ
f
X
−
===
44
3
10.5,12
800
1
10.239,1
60
10.436,7'
−−
−
==







<==
l
f
l
f
Vậy dầm đảm bảo độ bền và độ ổn định.
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 24 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế thang máy chở người
Hình 1.14. Sơ đồ tính độ võng của dầm.
1.10. Buồng cabin.
Buồng cabin là một hệ thống có thể tháo rời được gồm sàn , trần vách cabin.
Các phần này liên kết với nhau và liên kết với khung chịu lực của cabin.
Vật liệu làm cabin thường là thép tấm hoạc inox bóng (chế tạo bằng phương
pháp dập).
Với các gân cứng và giảm trọng lượng cabin. Ngoài ra vách cabin có thể làm
bằng gỗ, mica hoặc kính. Các kích thước của buồng cabin, độ dày kích cỡ các bộ
phận, các yêu cầu về độ bền, độ cứng , độ chống cháy và thẩm mỹ… Được quy
định chặt chẽ trong tiêu chuẩn. Các tiêu chuẩn chung đối với buồng cabin: trần sàn,
vách cabin phải kín, không có lỗ thủng. Trần và sàn cabin liên kết với khung cabin
bằng bu lông . Các bộ phận của bu lông cabin liên kết với nhau bằng vít với các
tấm nẹp hoặc bằng các chi tiết liên kết chuyên dùng. Phải đảm bảo độ bền, độ cứng
cần thiết. Đặc biệt, trần cabin phải đủ cứng để lắp đặt các trang thiết bị và cơ cấu
mở cửa trên nóc và chịu được lực tập chung tại điểm bất kỳ do người đứng trên
nóc thực hiện công việc lắp đặt, sửa chữa và kiểm tra.
Buồng cabin phải đảm bảo các yêu cầu về thông gió, thoát nhiệt và ánh sáng.
Ngoài ra trong buồng cabin phải có thiết bị liên lạc với bên ngoài (điện thoại hoặc
chuông) trong trường hợp có sự cố.

1.11. Trần cabin.
Được lắp ghép bằng ba tấm rời, bao gồm hai tấm mở rộng bên ngoài có tác dụng
đỡ và liên kết với tấm trung tâm bên trong. Hai tấm mở rộng làm bằng vật liệu tole
hoặc inox định hình theo chiều phẳng và được sơn tĩnh điện kèm theo các đèn màu
trang trí ở các góc. Tấm trung tâm có thể định hình theo chiều phẳng hoặc công với
vật liệu là tole sơn tĩnh điện hoặc inox bóng, hoặc nhựa chịu lực cao cấp. Tùy theo
kết cấu và vật liệu của tấm trung tâm mà dập lỗ theo các hình tròn hoặc vuông để
lắp thêm mica chiếu sang tỏa ánh sang dịu của đèn neon bên trên xuống toàn thể
phòng thang.
Xác định chiều dày nóc trần cabin.
SV: Lê Đức Bình, Vũ Văn Vinh 25 Lớp: Cơ Giới Hoá XDGT 49