Thiết kế thang máy chở người phục vụ cho nhà chung cư cao tầng

Trang 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
LỜI NÓI ĐẦU
Với xu thế ngày càng phát triển của xã hội thì việc phải xây dựng nhiều nhà
cao tầng như: khách sạn, nhà hàng, công sở, bệnh viện, nhà chung cư…là một tất
yếu, điều này đòi hỏi phải tạo ra thiết bị phục vụ cho công việc chuyên chở người
và hàng hóa trong các tòa nhà đó. Chính vì vậy thang máy đã ra đời và trở thành
một thiết bị không thể thiếu trong các nhà cao tầng.
Ở Việt Nam, thang máy đang xuất hiện ngày càng nhiều và phần lớn đều
phải nhập từ nước ngoài, do đó việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thang máy
đang là vấn đề rất cần được quan tâm đầu tư đúng mức. Thang máy chở người
phục vụ cho các nhà chung cư cao tầng trở thành lĩnh vực nghiên cứu chủ yếu
nhằm tạo ra được một loại thiết bị phục vụ tối ưu nhất cho việc vận chuyển người
trong nhà chung cư, góp phần giải quyết vấn đề dân số đang ngày càng tăng cao
ở các đô thị lớn.
Trong đồ án tốt nghiệp này, em đi sâu nghiên cứu thiết kế “thang máy chở
người phục vụ cho nhà chung cư cao tầng” với tải trọng định mức: 750 kg, vận
tốc: 2 m/s; số tầng phục vụ: 17 tầng. Đồ án được chia làm 4 phần chính:
- Phần I: Giới thiệu chung.
- Phần II: Tính toán chung.
- Phần III: Giới thiệu trang bị điện cho thang máy.
- Phần IV: Qui định về lắp dựng và bảo trì, bảo dưỡng.
Với khối lượng công việc thiết kế như vậy đã trang bị cho em được những
kiến thức cơ bản và chuyên sâu vào nghành thang máy nói riêng, tuy nhiên do
khả năng của em và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi
những thiếu sót. Do đó, em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và
các bạn sinh viên để đề tài được hoàn thiện hơn.
Em xin được chân thành cảm ơn thầy giáo Hoa Văn Ngũ đã tận tình hướng
dẫn, các thầy cô trong Khoa cơ khí Xây dựng và Bộ môn Máy Xây dựng cùng

các bạn sinh viên đã giúp đỡ cho em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, tháng 6 năm 2004.
Sinh viên:
Hồ Bá Hào
Trang 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
PHẦN I
GIỚI THIỆU CHUNG
§1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THANG MÁY
Ở các nước trên thế giới, thang máy đang trở thành một thiết bị phổ biến và
thông dụng trong các nhà cao tầng. Đối với các nhà cao từ 6 tầng trở lên thì thang
máy là thiết bị bắt buộc phải có để đảm bảo cho người đi lại được thuận tiện, tiết
kiệm thời gian và tăng năng suất lao động.
Ở Việt Nam, thang máy đã bắt đầu xuất hiện trong vài thập niên trở lại đây,
chủ yếu là thang máy chở người. Quá trình phát triển của thang máy ở Việt Nam
đến nay có thể chia ra thành 3 giai đoạn chính như sau:
- Trước năm 1975: đây là thời kỳ mà đất nước còn chưa được thống nhất,
một số thang máy được nhập vào Việt Nam theo chương trình viện trợ của nước
ngoài, các công trình được lắp đặt thang máy chỉ là một số bệnh viện, công sở.
- Từ sau năm 1975 đến năm 1994: đây là giai đoạn mà đất nước đã được
thống nhất, tuy nhiên còn bị lệnh cấm vận của Mỹ làm cho nền kinh tế còn khó
khăn. Giai đoạn này, thang máy nhập ngoại còn ít trong khi nước ta còn chưa tự
sản xuất được, các công trình lắp đặt thang máy cũng chỉ theo chương trình viện
trợ từ nước ngoài như khách sạn của Tổng công ty Du lịch Việt Nam được lắp đặt
đồng bộ thang máy của hãng Nippon.
- Từ sau năm 1994 trở lại đây: Mỹ dỡ bỏ lệnh cấm vận đối với Việt Nam,
hầu hết các hãng thang máy lớn nhỏ trên thế giới đều thâm nhập thị trường Việt
Nam như: Otis (Mỹ), Mitsubishi, Toshiba (Nhật), Thysen (Đức), Kone (Phần

Lan)… Đặc biệt trong vài năm gần đây, nhà nước ta có chủ trương hình thành các
nhà chung cư cao tầng nhằm giải quyết vấn đề dân số đang tăng lên không ngừng
ở các thành phố lớn, chính vì vậy nhu cầu lắp đặt thang máy cho nhà chung cư
cao tầng là rất lớn.
Hiện nay, có rất nhiều công ty hoạt động trong lĩnh vực thang máy được
thành lập ở Việt Nam, đặc biệt ở các thành phố lớn. Tuy nhiên hình thức hoạt
động của các công ty này chủ yếu là làm đại lý lắp đặt, bảo trì và bảo dưỡng
thang máy cho các hãng thang máy nổi tiếng trên thế giới. Ngoài các hãng thang
Trang 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
máy nước ngoài đang có mặt tại Việt Nam thì bản thân trong nước cũng đã thành
lập các công ty sản xuất thang máy như Thiên Nam, Á Châu, Thái Bình…
Đối với các nhà chung cư cao tầng ở Việt Nam, việc lắp đặt thang máy ngoại
nhập còn đắt, giải pháp sử dụng thang máy trong nước là hợp lý nhất bởi giảm
được giá thành sản phẩm và vận chuyển, tiết kiệm được lượng ngoại tệ lớn, quá
trình lắp đặt, bảo trì, bảo dưỡng dễ dàng và thuận tiện hơn do nhà sản xuất nghiên
cứu chi tiết và tính đến các điều kiện sinh hoạt và khí hậu tại Việt Nam. Chính vì
vậy việc nghiên cứu thiết kế chế tạo thang máy phục vụ cho các nhà chung cư
cao tầng hiện nay đang được quan tâm đầu tư.
Trang 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
§2 PHÂN LOẠI THANG MÁY
Hiện nay thang máy đã và đang được thiết kế, chế tạo rất phong phú và đa
dạng tùy theo đặc điểm và điều kiện của từng công trình, do đó thang máy cũng
được phân loại theo nhiều cách khác nhau:
1. Phân loại theo công dụng:

+ Thang máy chuyên chở người;
+ Thang máy chuyên chở người có tính tới hàng đi kèm;
+ Thang máy chuyên chở bệnh nhân;
+ Thang máy chuyên chở hàng có người đi kèm;
+ Thang máy chuyên chở hàng.
2. Phân loại theo hệ thống dẫn động ca bin:
+ Thang máy dẫn động điện;
+ Thang máy thủy lực;
+ Thang máy khí nén;
+ Thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng;
+ Thang máy dẫn động bằng vít me.
a) c) d) e)b)
Hình 1-1: Các phương án dẫn động cabin
a) Thang máy điện dẫn động cáp dùng puly ma sát
b) Thang máy điện dẫn động cáp dùng tang cuốn cáp
c) Thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng
d) Thang máy điện dẫn động bằng vít me
e) Thang máy dẫn động bằn thủy lực
Trang 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
3. Phân loại theo buồng máy:
+ Thang máy có buồng máy;
+ Thang máy không có buồng máy.
4. Phân loại theo vị trí đặt bộ tời kéo:
+ Thang máy có bộ tời kéo đặt phía trên giếng thang;
+ Thang máy có bộ tời kéo đặt dưới giếng thang;
+ Thang máy có bộ tời dẫn động đặt trên nóc cabin.
5. Phân loại theo các thông số cơ

bản:
+ Theo tốc độ di chuyển của cabin:
- Thang máy có tốc độ thấp: v < 1 m/s
- Thang máy có tốc độ trung bình: v = 1
÷
2,5 m/s;
- Thang máy có tốc độ cao: v = 2,5
÷
4 m/s;
- Thang máy có tốc độ rất cao: v > 4 m/s.
+ 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.
6. Phân loại theo hệ thống vận hành:
+ Theo mức độ tự động:
- Thang máy loại nửa tự động;
a) b) c)
Hình 1-2: Các phương án bố trí
bộ tời kéo
a) Bộ tời đặt trên nóc cabin
b) Bộ tời đặt phía trên giếng
thang
c) Bộ tời đặt phía dưới giếng
thang

Trang 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
- Thang máy loại tự động.
+ Theo tổ hợp điều khiển:
- Thang máy điều khiển đơn;
- Thang máy điều khiển kép;
- Thang máy điều khiển theo nhóm.
+ Theo vị trí điều khiển:
- Thang máy điều khiển từ trong cabin;
- Thang máy điều khiển từ ngoài cabin;
- Thang máy điều khiển cả trong và ngoài cabin.
7. Phân loại theo vị trí của cabin và đối trọng trong giếng thang:
+ Đối trọng bố trí một bên cabin;
+ Đối trọng bố trí phía sau cabin.
8. Phân loại theo kết cấu của các cụm cơ bản:
+ Theo kết cấu của bộ tời:
- Bộ tời có hộp giảm tốc;
- Bộ tời không có hộp giảm tốc;
- Bộ tời kéo sử dụng động cơ một chiều, xoay chiều; động cơ một tốc độ,
hai tốc độ; động cơ điều chỉnh vô cấp…;
- Bộ tời kéo với puly masát hoặc tang cuốn cáp.
+ Theo hệ thống cân bằng:
- Thang máy có đối trọng;
- Thang máy không có đối trọng;
- Thang máy có sử dụng cáp bù hoặc xích bù;
- Thang máy không sử dụng cáp bù hoặc xích bù.
+ Theo cách treo cabin và đối trọng:
Hình 1-3: Phương án bố trí cabin

và đối trọng trong giếng thang
a) Đối trọng bố trí một bên
cabin
b) Đối trọng bố trí phía sau
cabin
a) b)
Trang 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
- Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin;
- Qua palăng cáp vào đầu trên của cabin;
- Đẩy từ phía dưới đáy thông qua các puly trung gian;
- Đẩy trực tiếp từ đáy cabin (đối với thang máy thủy lực);
- Kết hợp thanh đẩy và puly cáp (đối với thanh đẩy thủy lực);
- Đẩy trực tiếp từ bên vách cabin (đối với thang máy dùng bánh răng thanh
răng).
+ Theo hệ thống đóng mở cửa cabin
- Theo phương pháp đóng mở cửa:
 Thang máy đóng mở cửa bằng tay;
 Thang máy đóng mở cửa bán tự động;
 Thang máy đóng mở cửa tự động.
- Theo kết cấu cửa cabin:
 Dạng cửa xếp lùa về một phía hoặc hai phía;
 Dạng đóng mở cửa kiểu bản lề;
 Dạng cửa tấm, loại 2 cánh hoặc 4 cánh, mở chính giữa lùa về hai phía ;
 Dạng cửa tấm, loại 2 cánh hoặc 3 cánh, đóng mở về một phía;
 Dạng cửa tấm đóng mở chính giữa nhưng lùa lên và xuống;
 Dạng cửa tấm lùa về một phía trên, loại 2 cánh hoặc 3 cánh.
+ Theo loại hãm bảo hiểm an toàn cabin:

- Loại hãm bảo hiểm tác động tức thời (dùng cho thang máy tốc độ thấp);
Loại hãm bảo hiểm tác động êm (dùng cho thang máy có tốc độ v > 0,75 m/s
và thang máy chuyên chở bệnh nhân);
9. Phân loại theo quỹ đạo chuyển động của cabin:
+ Thang máy di chuyển thẳng đứng;
+ Thang máy di chuyển nghiêng một góc so với phương thẳng đứng;
+ Thang máy di chuyển theo đường ziczắc;
10. Phân loại theo đặc điểm của công trình:
+ Thang máy bố trí trong công trình;
+ Thang máy bố trí ngoài công trình:
- Thang máy vĩnh cửu;
- Thang máy tạm thời (loại này lắp đặt phục vụ cho việc xây dựng, sau đó
sẽ được vận chuyển và lắp dựng tại công trình khác).
Trang 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
§3 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
I. Phân tích các phương án:
Dựa theo đặc điểm tòa nhà chung cư cao tầng, yêu cầu thiết kế và các chỉ
tiêu đánh giá theo tiêu chuẩn, ta phân tích, so sánh các phương án để lựa chọn
phương án tối ưu nhất.
1. Nhóm phương án về hệ thống dẫn động cabin:
+ Thang máy điện dẫn động cáp:
Ưu điểm chính của loại này là chiều cao nâng lớn tùy theo chiều cao của
công trình, làm việc an toàn do có thể dùng nhiều sợi cáp trong quá trình làm
việc không thể đứt cùng lúc, dễ điều khiển và sử dụng, không gây ồn khi làm
việc. Hiện nay loại thang này đang được sử dụng rộng rãi và chủ yếu đối với
loại thang máy chuyên chở khách.
+ Thang máy điện dẫn động bằng bánh răng thanh răng:

a) b) c) d) e) f)
Hình 1-4: Các phương án dẫn động cabin
a) Thang máy điện dẫn động cáp có buồng máy đặt phía dưới giếng thang
b) Thang máy dẫn động thủy lực
c) Thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng
d) Thang máy dẫn động bằng vít me
e) Thang máy điện dẫn động cáp có bộ tời dùng puly ma sát đặt phía trên giếng thang
f) Thang máy điện dẫn động cáp có bộ tời dùng tang cuốn cáp đặt phía trên giếng thang
Trang 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
Loại này có ưu điểm là không cần đối trọng nên giảm được kích thướng của
giếng thang, động cơ dẫn động được bố trí ngay trên nóc cabin nên không cần
sử dụng buồng máy, toàn bộ tải trọng được truyền lên thanh răng xuống móng
công trình nên không ảnh hưởng đến kết cấu chịu lực của công trình.
Nhược điểm chính của loại này là quá trình nâng hạ nhờ kết cấu cơ khí bánh
răng và thanh răng nên rất ồn, toàn bộ tải trọng được truyền lên thanh răng nên
dễ mất ổn định khi chiều cao nâng lớn. Vì vậy phương án dẫn động bằng bánh
răng thanh răng là không phù hợp cho nhà ở chung cư cao tầng.
+ Thang máy dẫn động bằng vít me:
Ưu điểm của loại này là động cơ được bố trí ngay trên nóc cabin nên không
cần phải dùng buồng máy, độ dừng tầng chính xác cao, tải trọng được truyền
lên trục vít xuống móng công trình qua đai ốc cố định trên cabin do đó không
ảnh hưởng đến kết cấu chịu lực của công trình.
Nhược điểm chính của loại này cũng là làm việc ồn do quá trình làm việc
nhờ kết cấu cơ khí trục vít và đai ốc, toàn bộ tải trọng tác truyền lên trục vít do
đó chiều cao nâng của thang bị hạn chế vì mất ổn định dọc trục. Vì vậy phương
án sử dụng thang máy dẫn động bằng vít me cũng không phù hợp cho nhà ở
chung cư cao tầng.

+ Thang máy thủy lực:
Ưu điểm của thang máy thủy lực là làm việc êm dịu, giảm được diện tích
của giếng thang do không cần phải dùng đối trọng, toàn bộ tải trọng được
truyền lên pittông do đó không ảnh hưởng đến kết cấu chịu lực của công trình
Nhược điểm của loại thang máy này là hạn chế về chiều cao, hiện nay chiều
cao nâng tối đa của một thang máy thủy lực mới chỉ đạt 15m tương ứng với 6
tầng; khó bảo trì bảo dưỡng do có sự rò rỉ dầu; sự thay đổi nhiệt độ làm thay đổi
độ nhớt của dầu dẫn đến hiện tượng dừng tầng không chính xác.
Như vậy phương án thang máy điện dẫn động cáp là phương án thiết kế hợp
lý nhất trong số các phương án đã nêu.
+ Thang máy điện dẫn động cáp với bộ tời dùng puly ma sát:
Loại này có ưu điểm là dùng hệ thống điện dễ điều khiển, lắp đặt và sử
dụng, có chiều cao nâng lớn tùy theo chiều cao của công trình. Bộ tời dùng puly
ma sát làm cho thang máy chuyển động được êm dịu.
+ Thang máy điện dẫn động cáp với bộ tời dùng tang cuốn cáp:
Trang 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
Loại này có ưu điểm là không cần dùng đối trọng do đó có thể tiết kiệm
được diện tích buồng thang.
Nhược điểm chính của loại thang dùng tang cuốn cáp đó là hạn chế về chiều
cao nâng, điều này rất không phù hợp với các nhà cao tầng. Ngoài ra, kết cấu bộ
tời cồng kềnh, làm việc không êm dịu, giảm tuổi thọ của cáp nâng.
2. Nhóm phương án bố trí sơ đồ dẫn động thang máy:
Đối với thang máy dẫn động cáp, ta có nhiều cách mắc cáp và bố trí bộ tời trong
công trình tùy theo các điều kiện cụ thể như kết cấu công trình, tốc độ định mức,
tải trọng định mức…, ta có một số phương án sau:
a) b) c) d)
Hình 1-5: Các phương án bố trí sơ đồ dẫn động

a) Phương án dùng palăng cáp
b) Phương án dùng puly phụ cuốn cáp hai lần
c) Phương án dùng puly đổi hướng cáp
d) Phương án không dùng puly đổi hướng cáp
Trang 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
+ Bộ tời đặt trên giếng thang (hình 1-4.e, f): Phương án này có ưu điểm là dễ
lắp đặt, bảo trì, bảo dưỡng, tiết kiệm được khoảng không gian sử dụng của
công trình, tải trọng được truyền qua dầm máy, kết cấu chịu lực công trình
xuống đất. Hiện nay cách bố trí này đang được sử dụng rộng rãi và là lựa chọn
tối ưu nhất.
+ Bộ tời đặt dưới giếng thang (hình 1-4.a): Phương án này thường chỉ sử dụng
cho công trình không bố trí được buồng máy phía trên giếng thang, tải trọng tác
dụng lên công trình thường lớn. Ngoài ra so với phương án bố trí trên giếng
thang thì phương án này thường khó lắp đặt, bảo trì bảo dưỡng hơn.
+ Bộ tời không dùng puly phụ: Loại này kết cấu đơn giản tuy nhiên chỉ sử
dụng cho loại thang có kích thước cabin nhỏ.
+ Bộ tời dùng palăng cáp: Loại này giảm lực căng cáp lên mỗi nhánh cáp tuy
nhiên tốc độ của thang giảm, không phù hợp với thang có tốc độ cao.
+ Bộ tời quấn hai lần: Loại này làm tăng góc ôm của cáp quấn lên puly ma
sát, tăng khả năng kéo của puly ma sát tuy nhiên làm tăng ứng suất trong cáp
làm giảm tuổi thọ của cáp.
Từ những phân tích trên, ta thấy phương án dẫn động có bộ tời đặt trên giếng
thang dùng puly đổi hướng cáp với bội suất palăng bằng 1 là hợp lý nhất (hình
1-5.c).
3. Nhóm phương án các cụm cơ bản:
+ Bộ tời kéo dùng puly ma sát có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, khả năng kéo
cao, dễ bố trí, chiều cao nâng không hạn chế.

+ Bộ tời dùng tang cuốn cáp có kết cấu cồng kềnh, hạn chế về chiều cao nâng,
không thích hợp cho nhà cao tầng.
+ Hộp giảm tốc bánh vít trục vít là lựa chọn tối ưu nhất so với các loại khác
do kết cấu đơn giản, tỉ số truyền cao, khả năng tự hãm lớn, làm việc an toàn, độ
tin cậy cao.
+ Phanh hai má kiểu điện từ hiện nay đang được dùng rộng rãi bởi làm việc
với độ tin cậy cao, hiệu suất cao, đóng mở nhanh nhạy, nhỏ gọn, trọng lượng và
quán tính bé.
Trang 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
+ Hệ thống mở cửa cabin: Đối với thang máy chở người có đối trọng đặt về
phía sau cabin thì cửa cabin dạng tấm (panel) hai cánh mở chính giữa là thích
hợp nhất và hiện nay đang được sử dụng rộng rãi bởi thời gian đóng mở cửa
nhỏ, tiết kiệm được chiều rộng buồng thang, cơ cấu đóng mở đơn giản.
II. Chọn phương án thiết kế:
Từ những phân tích các phương án trên, ta lựa chọn phương án thiết kế tối
ưu nhất (hình 1-6):
Thang máy điện dẫn động cáp có bộ tời kéo đặt phía trên đỉnh giếng thang;
dùng động cơ điện không đồng bộ 3 pha rôto dây cuốn; hộp giảm tốc bánh vít
trục vít; phanh hai má kiểu điện từ loại thường đóng; dẫn động nhờ puly ma sát;
kết cấu đóng mở cửa cabin là loại 2 cánh đóng mở chính giữa lùa sang hai bên;
bộ hãm bảo hiểm kết hợp với bộ hạn chế tốc độ để dừng cabin khi đứt cáp, chùng
cáp hoặc cabin vượt quá tốc độ định mức; bộ giảm chấn thủy lực lắp đặt dưới đáy
giếng thang nhằm giảm chấn cho cabin và đối trọng.
Theo TCVN 6395-1998, tham khảo tiêu chuẩn Nhật Bản
(JIS A.4302-1383) ta tính toán diện tích sàn cabin theo tải
trọng như sau: số hành khách =
65

Q
(với Q: Tải trọng định
mức, kết quả lấy đến số nguyên, bỏ số lẻ), diện tích tối thiểu
sàn cabin là 1,87m
2
ứng với số hành khách là 11 người, ta có:
+ Đối tượng phục vụ: nhà chung cư cao 17 tầng;
+ Tải trọng nâng định mức: 750 kg (11 người);
+ Vận tốc định mức: v = 2 m/s;
+ Kích thước bên trong của Cabin:
- Chiều rộng: W = 1400 mm;
- Chiều sâu: D = 1350 mm;
- Chiều cao: H = 2300 mm.
+ ích thước cửa cabin:
- Chiều rộng: W = 800 mm;
- Chiều cao: H = 2100 mm.
+ Kích thước buồng thang:
- Chiều rộng: W = 1800 mm;
Hình 1-6: Hình chung phương án thiết kế

Trang 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
- Chiều sâu: D = 2000 mm;
PHẦN II
TÍNH TOÁN CHUNG
§1 TÍNH TOÁN BỘ TỜI KÉO
I. Chọn sơ đồ dẫn động:
Theo phương án thiết kế đã chọn, bộ tời kéo được đặt

trong buồng máy phía trên giếng thang, gồm động cơ không
đồng bộ rôto dây quấn, hộp giảm tốc bánh vít trục vít, phanh hai
má điện từ, puly dẫn động bằng ma sát. Do kích thước của cabin
lớn do đó ta dùng puly phụ đổi hướng cáp.
Sơ đồ dẫn động thang máy có dạng như hình 2-1.
II. Sơ bộ xác định trọng lượng của cụm cabin và đối trọng:
Để xác định sơ bộ trọng lượng của cụm cabin, ta tiến hành xác định sơ bộ
trọng lượng của các bộ phận trong cụm cabin theo phương pháp khai triển cấu tạo
các bộ phận thành dạng tấm phẳng và tham khảo kết cấu, trọng lượng của máy
cơ sở có ký hiệu: P11.CO.60/5F của hãng Nippon. Ta có:
M
cb
= M
k
+ M
v
+ M
st
+ M
sd
+ M
nt
+ M
mc

Trong đó:
Hình 2-1: Sơ đồ dẫn động thang máy
1. Cáp cân bằng
2. Đối trọng
3. Puly đổi hướng cáp

4. Puly dẫn động
5. Cáp nâng
6. Cabin
01
02
03
06
05
04
Trang 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
M
cb
: Trọng lượng của cabin;
M
k
: Trọng lượng của khung treo;
M
v
: Trọng lượng của vách cabin;
M
st
: Trọng lượng của sàn tĩnh;
M
sd
: Trọng lượng của sàn động;
M
nt

: Trọng lượng của nóc và trần cabin;
M
mc
: Trọng lượng của cơ cấu mở cửa.
M
k
= (2
×
720
×
1470
×
4 + 2
×
300
×
3100
×
4)
×
7,86.10
-6
= 124,8 kg;
M
v
= [2
×
(1400 + 1350)
×
2300]

×
7.86
×
10
-6
= 198,6 kg;
M
st
= (2
×
200
×
1000
×
4 + 4
×
220
×
1470
×
2)
×
7,86.10
-6
= 32,8 kg;
M
sd
= [(1400
×
1350

×
3 + 2
×
220
×
1400
×
4 + 4
×
110
×
(1400 + 1350)
×

×
2
×
3]
×
7,86.10
-6
= 120,8 kg;
M
nt
= [2
×
200
×
1300 + 2
×

(1400 + 1350)
×
160
×
2]
×
7,86.10
-6
= 45,6 kg;
M
mc
= [2
×
200
×
1300 + 1640
×
(170 + 50)
×
2 + 2
×
185
×
370
×
5 +
+ 1690
×
(240 + 75 + 40)
×

2 + 2
×
340
×
160
×
4]
×
7,86.10
-6
= 19,2 kg.
Thay vào (1.1) ta có:
M
cb
= M
k
+ M
v
+ M
st
+ M
sd
+ M
nt
+ M
mc
= 124,8 + 198,6 + 32,8 + 120,8 + 45,6 + 19,2 = 541,8 (kg) = 5418 N.
M
cb
được nhân với hệ số 1,2 tính đến trọng lượng của các bộ phận khác như bộ

hãm bảo hiểm cabin, đầu treo cáp, các con lăn dẫn hướng, cáp điện, cáp cân
bằng…, do đó ta có trọng lượng sơ bộ của cabin
M
cb
= 541,8
×
1,2 = 650,16 (kg) = 6501,6 N.
Để xác định sơ bộ trọng lượng của đối trọng, ta áp dụng công thức sau:
M
d
= M
cb
+
ψ
×
Q = 650,16 + 0,5
×
750 = 1025,16 (kg) = 10251,6 N.
Trong đó:
M
d
: Trọng lượng của đối trọng;
Q = 750 kg: Tải trọng nâng định mức của thang máy;

ψ
= 0,5: Hệ số cân bằng, với nhà chung cư cao tầng, dân cư đông và phần lớn
thời gian trong ngày thang máy vận chuyển số lượng người lớn do đó có thể lấy
hệ số cân bằng
ψ
= 0,5 là hợp lý.

Trọng lượng cáp cân bằng là:
G
x
= H
×
(q
n
– 0,25
×
q
d
) =56,1
×
(4
×
0,35 – 2
×
0,25
×
1) = 22,4 (kg) = 224 N;
q
d
= 1 kg/m: Trọng lượng của cáp điện tương ứng với 1m cáp;
Trang 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
q
n
= 0,35 kg/m: Trọng lượng của cáp nâng tương ứng với 1m cáp.

III. Tính lực căng cáp lớn nhất và chọn cáp:
Đối với bộ tời dùng puli ma sát, ta chỉ cần tính lực căng cáp lớn nhất cho
nhánh cáp treo cabin. Lực căng cáp lớn nhất S
max
được tính với tải trọng danh
nghĩa Q, không tính đến các lực quán tính và tính cho 2 vị trí của cabin là trên
cùng và dưới cùng.
Lực căng cáp khi cabin ở vị trí trên cùng:
S
max1
=
n
xdcb
m
GGQM
+++
=
4
4,221,6475016,650
+++
=371,6 (kg) = 3716 N;
Lực căng cáp khi cabin ở vị trí dưới cùng:
S
max2
=
n
ncb
m
GQM
++

=
4
74,8275016,650
++
= 370,7 (kg) = 3707 N;
Trong đó:
G
d
: Trọng lượng của cáp điện;
G
d
= m
d
×
[
)54(
2
H
÷+
]
×
q
d
= 2
×
(
4
2
3,317
+

×
)
×
1 = 64,1kg:
m
d
= 2: Số cáp điện;
G
n
= 4
×
(H + 2)
×
0,35 = 82,74 kg: Trọng lượng của cáp nâng;
m
n
= 4: Số sợi cáp riêng biệt treo cabin và đối trọng.
Cáp thép được chọn theo điều kiện sau: S
max
×
n
≤
S
đ
;
với n = 13 (ứng với thang máy có tốc độ lớn hơn 2 m/s).
Vậy S
max
= S
max1

= 3716 N.
Do đó: S
đ

≥
3716
×
13 = 48250 N;
Tra bảng 1.38 tài liệu [03] ta chọn cáp bện đôi kiểu
PK
−Π
.
ΓΓ
OC
2688-69, có
đặc tính sau:
Đường kính cáp d
c
= 9,9 mm;
Khối lượng 1000m cáp đã bôi trơn: 3586 N;
Độ bền giới hạn thép: 545,5 N/mm
2
.
Theo công thức 1.2 tài liệu [01], ta xác định đường kính puli ma sát tính đến tâm
cáp là:
D
≥
e. d
c
= 45

×
9,9

= 445 mm;
Trong đó: e = 45: Hệ số được tra bảng theo tiêu chuẩn;
Ta chọn D = 500 mm;
Trang 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
Đường kính puli đổi hướng cáp được xác định theo công thức trang 25 tài liệu
[04] :
D = (0,5
÷
0,8)

×
D
p
= 0,8
×
500 = 400 mm;
IV. Xác định hệ số kéo cần thiết và kích thước của puli ma sát:
Giá trị lớn nhất của tỉ số lực căng giữa các nhánh cáp trong thang máy (
1
2
S
S
)
max

chính là hệ số kéo cần thiết cần xác định. Ta xét các trạng thái sau:
+ Trạng thái thử tải tĩnh:
)
S
S
(
1
2
max1
=
xd
ncb
GM
GQ2M
+
++
=
4,2216,1025
74,82750216,650
+
+×+
= 2,13.
+ Trạng thái làm việc có kể đến lực quán tính khi phanh và mở máy
- Khi cabin đầy tải, ở vị trí dưới cùng
)
S
S
(
1
2

max2
=
xd
ncb
GM
GQM
+
++
×
λ

=
4,2216,1025
74,8275016,650
+
++
×
1,24 = 1,74;
- Khi cabin không tải, ở vị trí trên cùng:
)
S
S
(
1
2
max3
=
xdcb
nd
GGM

GM
++
+
×

λ

=

4,221,6416,650
74,8216,1025
++
+
×
1,24 = 1,87.
Với:
λ

=


max
max
ag
ag
−
+
: Hệ số tải trọng động;
a
max

: Gia tốc lớn nhất trong quá trình chuyển động không ổn định của
thang máy;
Theo công thức 3.6 tài liệu [02], ta có:
v =
∫
ta
v
dt.a
= a
max
×
(t
a
- t
o
)
a
max
=
0a
tt
v
−
với t
a
= 2,7: Thời gian gia tốc của thang máy;
t
0
= 0,7
÷

0,8 (s): Thời gian trước và sau khi đạt gia tốc ổn định;
do đó ta có: a
max
=
8,07,2
2
−
= 1,05 (m/s
2
).
Hệ số tải trọng động:
λ

=


max
max
ag
ag
−
+
=
05,181,9
05,181,9
−
+
= 1,24.
Vậy hệ số kéo cần thiết có giá trị
)

S
S
(
1
2
max
= 2,13.
Trang 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
Từ điều kiện Ơle đảm bảo cho cáp không bị trượt trên rãnh puli
)
S
S
(
1
2
max
≤
e
φ
ft
,
ta tính được hệ số ma sát tính toán f
t
:
f
t

≥

elg.
)
S
S
lg(
max
1
2
φ
=
elg
4
.3
13,2lg
π
= 0,32.
Theo công thức 1.34, tài liệu [01] tính góc nghiêng của hai thành bên rãnh puli:
β
= 2
×
arcsin
t
f
f
= 2
×
arcsin
32,0

1,0

= 0,63 (rad) = 36
o
;
Với f = 0,1: hệ số ma sát giữa rãnh cáp và cáp;
Ta thấy
β

≥
2
ρ
với
ρ
= arctg(f) = arctg0,1 =0,099 (rad) = 5
o
7’: góc ma sát
giữa vật liệu cáp và rãnh làm puli.
Ta chọn chiều sâu rãnh cáp(h), chiều rộng(b) rãnh cáp và khoảng cách giữa 2
rãnh cáp(t) của puli là:
h = 1,2
×
d
c
= 1,2
×
9,9 = 11,9 mm;
b = 0,5
×
d

c
= 0,5
×
9,9 = 5 mm;
t = b + h
×
tg
β
+ 9 = 22,5 mm;
Chiều rộng của puli ma sát là:
B
p
= 4
×
t + 10 = 100 mm;
Góc lệch cho phép(
γ
) phải
đảm bảo:
tg
γ
<
h
D
1
tg
+
β
= 0,06
hay

γ
< 3
o
5’
Ta kiểm tra rãnh cáp của puli
theo ứng suất dập cho phép, áp dụng công thức 1.36, tài liệu [01] , ta có:
p
max

≤
[p] = 150 N/mm
2
.
p
max
=
c
max
dD
S8
××π
×
=
9,950014.3
37168
××
×
= 1,91 N/mm
2
.

Như vậy puly thỏa mãn điều kiện bền theo ứng suất dập cho phép.
V. Chọn công suất động cơ và hộp giảm tốc:
Hình 2-2: Kích thước rãnh puly ma sát
5
11,9
36°
22.5
11,9
O
9
,
9
O500
O508
100
Trang 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
Xác định chế độ làm việc của thang máy để chọn động cơ:
Theo công thức tính toán chu kỳ làm việc, bảng 3.4, tài liệu [02] ta có:
Số lần dừng xác suất khi thang máy đi lên và đi xuống:
f
l
=













−
−×
l
r
n
1n
1n
=












−
−
8,8

16
116
1
= 6,93;
f
x
=












−
−×
rx
n
1n
1n
=













−
−
8,8
16
116
1
= 6,93;
Trong đó:
n = 17 - 1 = 16: Số bến thang máy phục vụ không kể bến chính;
r
l
, r
x
= 0,8
×
r = 0,8
×
11=8,8: Số hành khách trong cabin khi đi lên và đi xuống
r = 11: Số hành khách định mức mỗi lần vận chuyển của thang máy;
Tổng số lần dừng xác suất: F = f
l
+ f

x
= 6,93 +6,93 = 13,86;
Thời gian gia tốc: t
a
=
o
t
a
v
+
=
7,0
24,1
2
+
= 2,4 s;
Quãng đường gia tốc: S
a
= 0,5
×
v
×
t
a
= 0,5
×
2
×
2,4 = 2,4 m;
Quãng đường hoạt động xác suất: S =

x
l
f
S
=
93,6
163,3
×
= 7,6 m;
Với S
l
: Chiều cao phục vụ;
Ta thấy: S > 2
×
S
a
nên thời gian chuyển động của thang máy khi đi lên và đi
xuống là:
t
l
=
la
l
ft
v
S
×+
=
93,64,2
2

163,3
×+
×
= 43 s;
t
x
=
xa
l
ft
v
S
×+
=
93,64,2
2
163,3
×+
×
= 43 s;
Thời gian làm việc không ổn định của thang máy là:
m
t
∑
= t
a
×
f
l
+ t

a
×
f
x
= 2,4
×
6,93 + 2,4
×
6,93 = 33,3 s;
Thời gian làm việc ổn định của thang máy là:
2
163,32
v
S2
t
1
od
××
=
×
=∑
= 52,8 s;
Tổng thời gian chuyển động của thang máy là: T
1
= t
1
+ t
x
= 43 + 43 = 86 s;
Thời gian đóng mở cửa: T

2
= t
i
×
F = 3,7
×
13,86 = 51,282 s;
Với t
i
= 3,7: thời gian đóng mở cửa một lần, tra bảng ứng với kích thước cửa;
Thời gian ra vào của hành khách:
T
3
=
( )
rFk8,0
3
×+
=
( )
1186,1318,0
3
××+
= 35,2 s;
Trang 19
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
Thời gian hao phí khác:
T

4
= 0,1
×
(T
2
+ T
3
) = 0,1
×
(51,282 + 35,2) = 8,6 s;
Do đó: thời gian làm việc của thang máy trong một chu kỳ là:
4321
TTTTT
+++=∑
= 86 + 51,282 + 35,2 + 8,6 = 181 s;
Tổng thời gian dừng của thang máy là:
432d
TTTt
++=∑
= 51,282 + 35,2 + 8,6 = 90 s;
Chế độ làm việc của thang máy được tính theo công thức sau:
CĐ% =
%100
181
86
%100
T
T
1
×=×

∑
= 47%.
Trong quá trình làm việc, động cơ phải khắc phục được các thành phần lực
cản sau: Lực vòng P
max
trên puli ma sát, lực cản do không khí, lực ma sát giữa ray
dẫn hướng và ngàm dẫn hướng. Tuy nhiên lực cản do ma sát và do không khí là
không đáng kể nên ta chỉ tính lực cản do chênh lệch lực căng của hai nhánh cáp
P
max
gây ra.
Từ kết quả: S
2
= S
max
= 3716 N;
)
S
S
(
1
2
max
= 2,12 ta có:
S
1
=
12,2
3716
= 1752,8 N

⇒
P
max
= (S
1
- S
2
)
max
= 3716 - 1752,8 = 1963,2 N;
Tổng lực cản mà động cơ phải khắc phục là:
P = u
×
P
max
= 4
×
P
max
= 4
×
1963,2 = 7852,8 (N) = 785,3 (kg);
Với u = 4: Số sợi cáp treo cabin
Công suất động cơ được tính theo công thức 13.11, tài liệu [01] :
N =
η×
×
102
vP
=

8,0102
23,785
×
×
= 19 kW;
Trong đó:
v = 2 m/s: Vận tốc định mức của thang máy;
η
= 0,8 : Hiệu suất chung của cơ cấu dẫn động thang máy.
Động cơ được chọn theo công thức: N
dc

≥
N. Tra bảng 1.6, tài liệu [03] ta chọn
động cơ kiểu: MTB 412-6 với các thông số:
Công suất định mức: N
dm
= 19 kW;
Số vòng quay định mức: n
dm
= 980 v/p;
Hiệu suất: 87 %;
Cos
ϕ
= 0,64;
M
max
= 850 N.m;
Trang 20
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
Mômen quán tính: J = 0,7 kg.m
2
;
Khối lượng: Q = 345 kg.
Tỉ số truyền hộp giảm tốc được chọn theo công thức sau: i =
pl
dc
n
n
;
Với: n
pl
=
D
v
×π
=
5,014,3
120
×
= 76,4 (v/p): Số vòng quay của puli trong 1 phút;
⇒
i =
4,76
980
= 12,8;
Ta tra bảng chọn hộp giảm tốc loại Ч-170 với các thông số kỹ thuật:
Tỉ số truyền: i = 12,41;

Số vòng quay của trục vào: n = 1000 v/p;
Ta tiến hành kiểm tra động cơ theo điều kiện quá tải khi làm việc ở thời kỳ mở
máy phải thỏa mãn điều kiện: M
tb
mm

≤
[M]
gt
;
M
dn
=
dc
dc
n
N9550
×
=
980
199550
×
= 185 N.m
M
tb
m
= (
6,14,1
÷
)

×
M
dn
= 1,4
×
185 = 259 N.m;
[M]
gt
: Trị số mômen cho phép mà hộp giảm tốc có thể truyền được;
[M]
gt
=
1
ψ
×
9550
×
n
N
gt
= 1,6
×
9550
×
1000
19
= 290,32 N.m;
1
ψ
= 1,6: Bội số của mômen mở máy.

Ta thấy, động cơ được chọn thỏa mãn điều kiện: M
tb
mm

≤
[M]
gt
Tốc độ thực tế của cabin trong quá trình chuyển động ổn định:
V
tt
=
gt
i60
nD
×
××π
=
41,1260
9805,0
×
××π
= 2,06 m/s;
Mômen tĩnh khi mở máy quy về trục động cơ:
M
m
t
=
η××
×
i2

DP
=
8,041,122
5,08,7852
××
×
= 197,7 N.m;
Mômen tĩnh khi phanh quy về trục động cơ là:
M
p
t
=
i2
DP
×
η××
=
41,122
8,05,08,7852
×
××
= 126,5 N.m;
Mômen phanh quy về trục động cơ là:
M
p
= 1,6
×
M
p
t

= 1,6
×
126,5 = 202,4 N.m;
VI. Tính chọn khớp nối:
Khớp nối thường được đặt giữa giữa đầu ra của trục động cơ và đầu vào của hộp
giảm tốc, để thuận tiện cho việc bố trí phanh ta chọn khớp nối loại có bánh
phanh. Khớp nối được tính chọn theo mô men xoắn danh nghĩa trên trục động cơ,
và khi tính kiểm tra cho khớp nối thì mô men xoắn lớn nhất khi mở máy động cơ
phải thỏa mãn điều kiện:
[ ]
maxmax
MM
≤
Với
[ ]
max
M
: Mômen xoắn lớn nhất mà khớp có thể truyền được khi mở máy;
Ta xét Mmax trong hai trường hợp mở máy khi nâng tải và phanh khi hạ tải:
Trang 21
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
 Mômen mở máy khi nâng tải:
Mômen dư cần thiết để thắng được lực quán tính khi mở máy nâng tải là:
t
t
maxd
MMM
−=

= 850 – 197,7 = 652,3 N.m
Với M
t
: Mô men cản tĩnh trên trục động cơ ứng với tải trọng nâng danh nghĩa;
Mô men vô lăng nửa khớp phía động cơ lấy bằng 40% mô men vô lăng của khớp:
(GD
2
)’
k
= 0,4GD
2
k

Mô men vô lăng các khối lượng quay phía trục động cơ:
(GD
2
)’
I
= GD
2
ro
+ (GD
2
)’
k
= 27,5 + 0,4.GD
2
k
Với GD
2

ro
= 4
×
g
×
J = 4
×
9,81
×
0,7 = 27,5 N.m
2
Tổng mô men của cả hệ thống là:
GD
2
=
δ
×
(GD
2
ro
+ GD
2
k
) +
η×
×
2
2
pl
i

DQ
= 1,2
×
(27,5 + GD
2
k
) + 15,9
Với
η×
×
2
2
pl
i
DP
=
8,041,12
5,08,7852
2
2
×
×
= 15,9 N.m
2
δ
= 1,2: Hệ số kể đến mô men quán tính của khối lượng các chi tiết quay chậm
so với trục động cơ.
Tổng mô men vô lăng của phần cơ cấu từ nửa khớp phía hộp giảm tốc về sau, kể
cả tải danh nghĩa là:
(GD

2
)’ = GD
2

- (GD
2
)’
I
= 0,8
×
GD
2
k
+ 21,4 (N.m
2
)
Do đó, phần mô men dư truyền qua khớp là:
( )
2
2
d
'
d
GD
'GD
MM
×=
= 652,3
×
9,48GD2,1

4,21GD8,0
2
k
2
k
+×
+×
Tổng mô men truyền qua khớp là:
M’
k
= M
t
+ M’
d
= 197,7 + 652,3
×
9,48GD2,1
4,21GD8,0
2
k
2
k
+×
+×
< [M
max
]

 Mômen phanh truyền qua khớp khi hạ tải:
M

qt
= M
p
- M
ha
t
= 202,4 – 126,5 = 75,9 N.m
Mô men truyền qua khớp để thắng lực quán tính các khối lượng quay bên phía
trục động cơ được tính tương tự như phần trên, ta có:
( )
2
'
I
2
qt
'
qt
GD
GD
MM
×=
< [M
max
]

Tra bảng 37 tài liệu [09] chọn khớp nối loại МЧВП-6 với các thông số sau:
Mô men xoắn lớn nhất [M
max
] = 700 N.m;
Đường kính đầu trục d = 35

÷
55 mm;
Mô men quán tính J
k
= 0,4 kg.m
2
;
Đường kính bánh phanh: D
T
= 320 mm.
Ta có GD
2
k
= 4
×
g
×
J
k
= 4
×
9,81
×
0,4 = 15,6 N.m
2
Do đó M’
k
= 197,7 + 652,3
×
9,48GD2,1

4,21GD8,0
2
k
2
k
+×
+×
= 524,5 (N.m
2
) < [M
max
]

Trang 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
( )
9,48GD2,1
GD4,05,27
9,75
GD
GD
MM
2
k
2
k
2
'

I
2
qt
'
qt
+×
×+
×=×=
= 37,8 (N.m
2
) < [M
max
]

Vậy GD
2
= 1,2
×
(27,5+ GD
2
k
) + 15,9 = 67,62 N.m
2
VII. Tính toán thời gian mở máy và thời gian phanh của động cơ:
Thời gian mở máy khi nâng cabin là:
t
n
m
=
)MM(375

nGD
m
t
tb
mm
2
−×
×
=
)7,197259(375
98062,67
−×
×
= 2,88 s;
Gia tốc mở máy khi nâng cabin là:
a
n
m
=
n
m
tt
t
v
=
88,2
06,2
= 0,71 m/s
2
;

Thời gian mở máy khi hạ cabin là:
t
h
m
=
)MM(375
nGD
m
t
tb
mm
2
+×
×
=
)7,197259(375
98062,67
+×
×
= 0,38 s;
Gia tốc mở máy khi hạ cabin là:
a
h
m
=
h
m
tt
t
v

=
38,0
04,2
= 5,42 m/s
2
;
Thời gian phanh khi nâng cabin là:
t
n
p
=
)MM(375
nGD
p
tp
2
−×
×
=
)5,1264,202(375
98062,67
−×
×
= 2,33 s;
Gia tốc phanh khi nâng cabin là:
a
n
p
=
n

p
tt
t
v
=
33,2
06,2
= 0,88 m/s
2
;
Thời gian phanh khi hạ cabin là:
t
h
p
=
)MM(375
nGD
p
tp
2
+×
×
=
)5,1264,202(375
98062,67
+×
×
= 0,54 s;
Gia tốc phanh khi hạ cabin là:
a

h
p
=
h
p
tt
t
v
=
54,0
06,2
= 3,8 m/s
2
;
VIII. Tính chọn phanh:
Phanh được đặt trước trục nhanh của hộp giảm tốc, có bánh phanh là một
nửa của khớp nối đã được chọn ở trên. Mô men phanh được tính toán theo công
thức sau:
M
p
= k
p
×
M
p
t
;
Với k
p
= 1,6: hệ số an toàn phanh kể đến mô men quán tính của các khối lượng

chuyển động tịnh tiến và quay trong cơ cấu.
Mô men tĩnh được tính theo công thức:
Trang 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
41,122
8,05,08,7852
i2
DP
M
plmax
p
t
×
××
=
×
η××
=
= 126,5 N.m;
Do đó ta có: M
p
= k
p
×
M
p
t
= 1,6

×
126,5 = 202,44 N.m;
Tra bảng 1.13 tài liệu [03] ta chọn phanh điện từ loại TKT-300/200 với các thông
số sau:
D = 300mm: Đường kính bánh phanh;
B = 140mm: Chiều rộng má phanh;
M
p
= 240 N.m: Mô men phanh;
Q = 60kg: Khối lượng phanh.
Thời gian phanh khi nâng cabin là:
t
n
p
=
)MM(375
nGD
p
tp
2
−×
×
=
)9,3764,60(375
9801,34
−×
×
= 3,87 s;
Thời gian phanh khi hạ cabin là:
t

h
p
=
)MM(375
nGD
p
tp
2
+×
×
=
)9,3764,60(375
9801,34
+×
×
= 0,89 s;
IX. Kiểm tra động cơ theo điều kiện phát nhiệt:
Động cơ được kiểm tra theo mô men tương đương, theo công thức 6.10 tài liệu
[01] ta có:
M
tđ
=
doodm
od
2
im
2
m
ttt
tMtM

∑×β+∑+∑×β
×∑+∑×
;
Với:
M
m
= 259 N.m: Mô men mở máy trung bình của động cơ;
m
t
∑
= 33,3s: Thời gian làm việc không ổn định của thang máy trong chu kỳ;
od
t
∑
= 52,8s: Thời gian làm việc ổn định của thang máy trong chu kỳ;
d
t
∑
= 90s: Tổng thời gian dừng của thang máy;
7,0
o
=β
: Hệ số kể đến điều kiện làm mát của động cơ;
85,0
2
7,01
2
1
o
=

+
=
β+
=β
: Hệ số kể đến sự suy giảm điều kiện làm mát;
Như vậy ta có:
M
tđ
=
907,08,523,3385,0
8,521853,33259
22
×++×
×+×
= 167,46 N.m;
Công suất tương đương phải thỏa mãn điều kiện;
N
tđ
=
dc
dctd
N
9550
nM
≤
×
;
Ta thấy N
td
=

18,17
9550
98046,167
9550
nM
dctd
=
×
=
×
(Kw)
≤
N
đc
= 19 Kw;
Như vậy động cơ được chọn thỏa mãn điều kiện về phát nhiệt.
Trang 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
§2 TÍNH TOÁN TRỤC ĐỠ PULY ĐỔI HƯỚNG CÁP
I. Tính toán trục đỡ puly:
Puly đổi hướng cáp được lắp trên trục đỡ nhờ ổ bi. Do
trục được cố định trên dầm đỡ bộ tời kéo và puly quay quanh
trục nên thành phần lực dọc trục là không đáng kể. Vì vậy ta
chỉ cần tính bền cho trục với tải trọng tác dụng vuông góc với
trục.
Theo sơ đồ dẫn động, ta thấy góc ôm của cáp lên puly
đổi hướng cáp là
4

π
=α
. Do trục
được bắt bulông
chặt ở hai đầu do
đó khi tính toán ta
coi trục là dầm tĩnh định chịu uốn
phẳng thuần túy hai đầu ngàm, sơ đồ
tính toán như hình 2-4.b,c. Trục được
tính toán với trường hợp lực căng lớn
nhất.
Lực căng S
max
gây ra phản lực N
= 2.S
max
.sin
α
= 2.7853.sin45
o
=
6010(N) ở ổ trục của puly đổi hướng
cáp. Lực N tác dụng lên trục gây ra
mô men uốn trên trục.
4
5
°
S
max
S

max
Puly ®æi huíng c¸p
Trôc ®ì
N
Hình 2-3: Sơ đồ lực tác dụng lên trục
φ
45
φ
50
φ
55
φ
45
10
122
378
R
M
N=
6010 N
N=
6010 N
(M
N
)
(M
R
)
(M
M

)
(M)
2271780
(N.mm)
500 (N)
1 (N.mm)
135297
(N.mm)
204525
419017
a)
Trang 25
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hồ Bá Hào – 44M
Thiết kế thang máy chở người phục vụ nhà chung cư cao tầng
Theo sơ đồ tính toán, ta tiến hành tách một đầu dầm bên trái thay bằng phản
lực R và mômen M. Áp dụng phương pháp lực để giải hệ siêu tĩnh ta có:
Các biểu đồ mômen do tải trọng (M
N
) và do các ẩn số bằng đơn vị (M
R
, M
M
) gây
ra trong hệ cơ bản như hình 2-4.d,e,f.
Ta có hệ phương trình chính tắc:
0MR
N11211
=∆+δ+δ
(2.1)

0MR
N22221
=∆+δ+δ
(2.2)
Với:
JE3
500
)M)(M(
3
RR
11
×
==δ
(2.3)
JE
500
)M)(M(
MM
22
==δ
(2.4)
JE2
374378271780
)M)(M(
MR
1221
×
××
==δ=δ
(2.5)

JE
10.6,1
3743782271780
JE2
1
)M)(M(
11
NR
N1
=×××
×
−==∆
(2.6)
JE
10.3,4
3782271780
JE2
1
)M)(M(
18
NM
N2
=××
×
−==∆
(2.7)
Thay (2.3), (2.4), (2.5), (2.6), (2.7) vào hệ phương trình chính tắc (2.1), 2.2) ta
giải được:
R = 5111 (N)
M = 419017 (N.mm).

Do đó, ta vẽ được biểu đồ mômen uốn của trục (M) như hình 2-4.g.
Từ biểu đồ mô men uốn, ta thấy tại tiết diện gối đỡ gần puly là tiết diện nguy
hiểm nhất. Đường kính trục tại tiết diện nguy hiểm được xác định theo công thức:
Hình 2-4:
a) Sơ đồ kết cấu trục đỡ puly đổi
hướng cáp
b,c) Sơ đồ tính toán trục
d) Biểu đồ mômen uốn do tải
trọng tác dụng
e,f) Biểu đồ mômen uốn do phản
lực bằng đơn vị gây ra
g) Biểu đồ mômen của trục
b)
c)
d)
e)
f)
g)