Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo piston

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ
TẠO PISTON

Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

PGS.TS LƯU ĐỨC BÌNH
PHAN VĂN ĐÀN

Đà Nẵng, 2019


MỤC LỤC
Lời Mở Đầu ..................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................ 2
1.1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THANG MÁY ......................................... 2
1.2 PHÂN LOẠI .................................................................................... 3
1.2.1 Phân loại theo phòng máy ........................................................... 3
1.2.2 Phân loại theo mục đích............................................................... 3
1.2.3 Phân loại theo điều khiển............................................................. 3
1.3 THÔNG SỐ KỸ THUẬT ................................................................ 4
CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƢƠNG AN THIẾT KẾ ......... 5
2.1 PHÂN TÍCH PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ ......................................... 5

2.1.1 Truyền đơi (phƣơng pháp dùng palang cáp) ............................... 5
2.1.2 Dùng puly đổi hƣớng cáp ............................................................ 6
2.1.3 Dẫn động trực tiếp không dùng puly dẩn hƣớng ......................... 7
2.2 CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ................................................... 8
2.2.1 Phƣơng án dẫn động .................................................................... 8
2.2.2 Chọn cách bố trí cabin và đối trọng............................................. 9
CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ ..................................................... 10
3.1 CỤM CABIN ................................................................................. 10
3.1.1 Giới thiệu ................................................................................... 10
3.1.2 Tính chọn kích thƣớc ................................................................. 11
3.2 CỤM ĐỐI TRỌNG ........................................................................ 22
3.2.1 Giới thiệu ................................................................................... 22
3.2.2 Tính Khối lƣợng ........................................................................ 23
3.2.3 Tính chọn hình dáng kích thƣớc ................................................ 24
3.3 TÍNH CHỌN MÁY KÉO .............................................................. 30
3.3.1 Tính cơng suất cần thiết ............................................................. 30
3.3.2 Chọn công suất máy kéo:........................................................... 31
3.3.3 Chọn loại máy kéo ..................................................................... 31
3.4 TÍNH CHỌN CÁP, PULY ............................................................ 32
3.4.1 Giới thiệu ................................................................................... 32
3.4.2 Tính chọn cáp ............................................................................ 33
3.4.3 Tính puly dẫn hƣớng.................................................................. 34

C
C

DU

R
L

T.


3.4.4 Tính tốn trục đở puly dẩn hƣớng ............................................. 35
3.5 RAIL DẪN HƢỚNG ..................................................................... 38
3.5.1 Giới thiệu ................................................................................... 38
3.5.2 Thiết kế hệ thống rail ................................................................. 39
3.6 NGÀM DẨN HƢỚNG .................................................................. 44
3.6.1 Công dụng và phân loại ............................................................. 44
3.6.2 Ngàm dẩn hƣớng cabin .............................................................. 44
3.6.3 Ngàm dẩn hƣớng đối trọng ........................................................ 45
3.7 HỆ THỐNG KHỐNG CHẾ VƢỢT TỐC VÀ HẢM AN TỒN . 46
3.7.1 Bộ hảm vƣợt tốc ........................................................................ 46
3.7.2 Tính tốn bộ hãm bảo hiểm ....................................................... 51
3.8 TÍNH DẦM ĐỠ MÁY KÉO ......................................................... 58
Kết Luận ........................................................................................................ 61
Tài liệu tham khảo ........................................................................................ 62

C
C

DU

R
L
T.


DANH MỤC HÌNH
Hình 2. 1 phương án dùng palang cap.................................................................. 5

Hình 2. 2 phương án dùng puly đổi hướng cáp .................................................... 6
Hình 2. 3 phương án khơng dùng puly đổi hướng cáp ......................................... 7
Hình 2. 4 phương án được lựa chọn ..................................................................... 8
Hình 2. 5 hai phương án bố trí cabin và đối trọng ............................................... 9
Hình 3. 1 kích thước cabin .................................................................................. 11
Hình 3. 2 khung dầm cabin ................................................................................. 14
Hình 3. 3 mặt cắt ngang thanh đứng cabin......................................................... 15
Hình 3. 4 mặt cắt ngang dầm trên cabin............................................................. 16
Hình 3. 5 mặt cắt ngang dầm dưới và dầm đở cabin .......................................... 17
Hình 3. 6 sơ đồ tính dầm cabin ........................................................................... 18
Hình 3. 7 biểu đồ mô men của dầm cabin ........................................................... 19
Hình 3. 8 sơ đồ tính và biểu đồ momen của dầm đỡ cabin ................................. 20
Hình 3. 9 kết cấu vách cabin ............................................................................... 21
Hình 3. 10 lắp nóc cabin ..................................................................................... 22
Hình 3. 11 kết cấu cụm đối trọng ........................................................................ 23
Hình 3. 12 định vị đối trọng ................................................................................ 25
Hình 3. 13 kích thước quả dối trọng ................................................................... 25
Hình 3. 14 mặt cắt ngang khung đối trọng ......................................................... 26
Hình 3. 15 sơ đồ tính khung đối trọng ................................................................ 28
Hình 3. 16 biểu đồ momen của khung đối trọng ................................................. 29
Hình 3. 17 cấu tạo chung của cáp....................................................................... 32
Hình 3. 18 sơ đồ lực tác dụng lên trục ................................................................ 35
Hình 3. 19 kết cấu đở pyly đổi hướng cáp cabin ................................................ 36
Hình 3. 20 sơ đồ tính tốn và biểu đồ momen của trục đở puly đổi hướng ....... 36
Hình 3. 21 sơ đồ cán ray ..................................................................................... 39
Hình 3. 22 kích thước rail ................................................................................... 40
Hình 3. 23 sơ đồ tính và biểu đồ momen của rail ............................................... 42
Hình 3. 24 sơ đồ phân bố tải trọng ..................................................................... 43
Hình 3. 25 ngàm dẩn hướng cabin ...................................................................... 45

C
C

DU

R
L
T.


Hình 3. 26 ngàm dẩn hướng đối trọng ................................................................ 46
Hình 3. 27 bộ hảm vượt tốc ................................................................................. 47
Hình 3. 28 sơ đồ tính tốn bộ hảm vượt tốc ........................................................ 48
Hình 3. 29 thiết bị căng cáp của bộ hảm vượt tốc .............................................. 50
Hình 3. 30 bộ hãm an tồn .................................................................................. 52
Hình 3. 31 sơ đồ tính tốn bộ hãm an tồn ......................................................... 53
Hình 3. 32 Sơ đồ kết cấu thanh chịu lực hình chữ U của bộ hãm ...................... 56
Hình 3. 33 Sơ đồ tính tốn thanh chịu lực hình chữ U của bộ hãm an tồn ...... 56
Hình 3. 34 kết cấu dầm đở máy kéo .................................................................... 58
Hình 3. 35 mặt cắt ngang dầm đở máy kéo......................................................... 59
Hình 3. 36 sơ đồ tính và biểu đồ mơ men dầm đỡ máy 1 .................................... 59
Hình 3. 37 sơ đồ tính và biểu đồ mô men dầm đỡ máy 2 .................................... 60

C
C

R
L
T.

DU

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3. 1 chiều cao cabin ................................................................................... 12
Bảng 3. 2 mối quan hệ giữa tải trọng và diện tích sàn cabin ............................. 12
Bảng 3. 3thơng số vật lý thép CT3 ...................................................................... 14
Bảng 3. 4 thông số vật lý inox 304 ...................................................................... 21
Bảng 3. 5 tiêu chuẩn loại bỏ cáp......................................................................... 33
Bảng 3. 6 thông số cáp ........................................................................................ 34
Bảng 3. 7 hệ số phụ thuộc vào loại thang máy ................................................... 35
Bảng 3. 8 kích thước rail dẩn hướng .................................................................. 40
Bảng 3. 9 đặc tính kỷ thuật cảu rail .................................................................... 40


TĨM TẮT
Tên đề tài: Thiết kế cơ khí thang máy tải khách.
Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Phú
Số thẻ SV: 101150136
Lớp 15C1C
Trong chƣơng trình đào tạo của các trƣờng đại học nói chung và trƣờng
Đại Học Bách Khoa - Đại Học Đà Nẵng nói riêng thì sinh viên đƣợc làm đồ án tốt
nghiệp sau khi đã trải qua một quá trình dài học tập tích lũy kiến thức ở nhiều lĩnh vực
cũng nhƣ là kiến thức chuyên ngành. Đồ án tốt nghiệp là dịp để sinh viên ôn lại kiến
thức đã học cũng nhƣ có thời gian tìm hiểu thêm kiến thức mới làm hành trang vững
chãi trƣớc khi ra trƣờng về các cơng ty, xí nghiệp để cơng tác.
Với đề tài là “Thiết kế cơ khí thang máy tải khách” đƣợc giao ở học kỳ này
và dƣới sự hƣớng dẫn của thầy Tào Quang Bảng cùng các thầy cô trong khoa em đã có
dịp tiếp xúc, tìm hiểu và thiết kế lại một thiết bị phục vụ trong cuộc sống. Nhìn chung
thang máy có kết cấu khá lớn với nhiều chi tiết khá phức tạp.và củng có nhiều cụm kết

cấu rất gần gũi, điển hình mà thơng qua việc thiết kế lại nó giúp em có thể ứng dụng
các kiến thức đã học.

C
C

R
L
T.

DU

Trong đồ án này em đã đi giới thiệu đầy đủ các phần lý thuyết cũng nhƣ
tính toán tỉ mỉ, cụ thể từng cụm kết cấu trong thang máy. Thuyết minh đồ án gồm 3
chƣơng giới thiệu về thang máy, cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp vận chuyển bằng
thang máy sử dụng trong đời sống. Khâu thiết kế tính tốn các cụm kết cấu, chi tiết
trong thang máy nhằm đƣa ra phƣơng án thiết kế tối ƣu nhất mà vẫn đảm bảo đƣợc yêu
cầu kỹ thuật.
Đồ án đƣợc trình bày thơng qua việc tìm kiếm tài liệu, sự quan sát máy
thực tế thông qua đợt thực tập tốt nghiệp và sự hƣớng dẫn của giáo viên, qua đó giúp
em hệ thống lại kiến thức đã học, biết thêm nhiều kiến thức bổ ích. Đồng thời cũng
góp phần nhỏ vào việc cải tiến thang máy ngày càng tiên tiến, hiện đại hơn.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Ngơ Văn Phú
Lớp: 15C1C
Khoa: Cơ Khí.

Số thẻ sinh viên: 101150136
Ngành: Công nghệ chế tạo

máy.
1. Tên đề tài đồ án: Thiết kế cơ khí thang máy tải khách
2. Đề tài thuộc diện: Có kí kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả
thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

C
C

R
L
T.

 Tải trọng: 450kg
 Công suất: 7 tầng

DU

 Tốc độ: 1m/s
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
 Phần lý thuyết:
o Giới thiệu thang máy.

o Lý thuyết về thang máy.
o Các loại thang máy.

 Phần thiết kế & tính tốn:
o Phân tích, lựa chọn phƣơng án thiết kế, thành lập sơ đồ động của
máy.
o Tính tốn động học và động lực học tồn máy.
o Tính tốn thiết kế và chọn kiểm tra các cụm kết cấu khác của máy.
5. Các bản vẽ và đồ thị:
- Bản vẽ lựa chọn phƣơng án thiết kế: 1A0
- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý:
1A0
- Bản vẽ tổng thể:
1A0
- Bản vẽ giếng thang:
1A0
- Bản vẽ khung dầm cabin:
1A0
- Bản vẽ cụm đối trọng:
1A0


6.
7.
8.

Bản vẽ cụm hãm an toàn cabin:
1A0
Họ và tên người hướng dẫn: Ts. Tào Quang Bảng
Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 29/08/2019.

Ngày hoàn thành đồ án: 12/12/2019.
Đà Nẵng, ngày tháng 08 năm2019

Trƣởng Bộ môn

Ngƣời hƣớng dẫn:

Ts. Tào Quang Bảng

C
C

DU

R
L
T.


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

LỜI MỞ ĐẦU
Với xu thế ngày càng phát triển của xã hội thì việc phải xây dựng nhiều
nhà cao tầng nhƣ: khách sạn, nhà hàng, công sở, bệnh viện, nhà chung cƣ…là
một tất yếu, điều này đòi hỏi phải tạo ra thiết bị phục vụ cho cơng việc chun
chở ngƣời và hàng hóa trong các tịa 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 nƣớc ngồi, do đó việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thang máy
đang là vấn đề rất cần đƣợc quan tâm đầu tƣ đúng mức. Thang máy chở ngƣời

phục vụ cho các nhà chung cƣ cao tầng trở thành lĩnh vực nghiên cứu chủ yếu
nhằm tạo ra đƣợc một loại thiết bị phục vụ tối ƣu nhất cho việc vận chuyển
ngƣời trong nhà chung cƣ, 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 ngƣời phục vụ cho nhà chung cƣ cao tầng” với tải trọng định mức: 450
kg, vận tốc: 1m/s; số tầng phục vụ: 7 tầng. Đồ án đƣợc chia làm 3 chƣơng
chính:
- Chƣơng 1: tổng quan.
- Chƣơng 2: phân tích lựa chọn phƣơng án thiết kế.
- Chƣơng 3: tính tốn thiết kế.
Với khối lƣợng công việc thiết kế nhƣ vậy đã trang bị cho em đƣợc
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 khơng
tránh khỏi những thiếu sót. Do đó, em rất mong đƣợc sự đóng góp ý kiến của
các thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin đƣợc chân thành cảm ơn thầy giáo Tào Quang Bảng đã tận tình
hƣớng dẫn, các thầy cơ trong khoa cơ khí và bộ mơn chế tạo máy cùng các
bạn sinh viên đã giúp đỡ cho em hoàn thành đồ án này.
Đà nẵng, tháng 12 năm 2019.
Sinh viên:

C
C

R
L
T.

DU

Ngô Văn Phú
SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

1


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1

TÌNH HÌNH SỬ DỤNG THANG MÁY
Thang máy là một thiết bị chuyên dụng để vận chuyển ngƣời, hàng háo,
vật liệu,… lên cao, theo phƣơng thẳng đứng hoặc nghiêng goc 15 0 so với
phƣơng thẳng đứng theo một tuyến đã định sẵn.
Có thể nói thang máy là một bộ phận của cơ điện tử, có kết cấu đơn giản
nhƣng hoạt động rất an toàn và hiệu suất cao. Kết cấu cơ khí đƣợc liên kết chặt
chẽ với kết cấu điện tử. Giúp cho việc di chuyển trong của chúng ta đƣợc nhanh
hơn. Kết cấu cơ khí
Ở các nƣớc 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 ngƣời đi lại đƣợc 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 ngƣời. Quá trình phát triển của thang máy ở Việt
Nam đến nay có thể chia ra thành 3 giai đoạn chính nhƣ sau:
- Trƣớc năm 1975: đây là thời kỳ mà đất nƣớc còn chƣa đƣợc thống nhất,

một số thang máy đƣợc nhập vào Việt Nam theo chƣơng trình viện trợ của nƣớc
ngồi, các cơng trình đƣợc 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 nƣớc đã đƣợc
thống nhất, tuy nhiên còn bị lệnh cấm vận của Mỹ làm cho nền kinh tế cịn khó
khăn. Giai đoạn này, thang máy nhập ngoại cịn ít trong khi nƣớc ta cịn chƣa tự
sản xuất đƣợc, các cơng trình lắp đặt thang máy cũng chỉ theo chƣơng trình viện
trợ từ nƣớc ngồi nhƣ khách sạn của Tổng cơng ty Du lịch Việt Nam đƣợc 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 trƣờng Việt
Nam nhƣ: Otis (Mỹ), Mitsubishi, Toshiba (Nhật), Thysen (Đức), Kone (Phần
Lan)… Đặc biệt trong vài năm gần đây, nhà nƣớc ta có chủ trƣơng hình thành
các nhà chung cƣ 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 cƣ cao tầng là rất lớn.

C
C

R
L
T.

DU

SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

2

Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

Hiện nay, có rất nhiều công ty hoạt động trong lĩnh vực thang máy đƣợc
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 dƣỡng
thang máy cho các hãng thang máy nổi tiếng trên thế giới. Ngoài các hãng thang
máy nƣớc ngồi đang có mặt tại Việt Nam thì bản thân trong nƣớc cũng đã
thành lập các công ty sản xuất thang máy nhƣ Thiên Nam, Á Châu, Thái Bình…
Đối với các nhà chung cƣ cao tầng ở Việt Nam, việc lắp đặt thang máy
ngoại nhập còn đắt, giải pháp sử dụng thang máy trong nƣớc là hợp lý nhất bởi
giảm đƣợc giá thành sản phẩm và vận chuyển, tiết kiệm đƣợc lƣợng ngoại tệ
lớn, quá trình lắp đặt, bảo trì, bảo dƣỡng 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 cƣ cao tầng hiện nay đang đƣợc quan tâm đầu tƣ.

 Có phịng máy

C
C

R
L
T.

1.2 PHÂN LOẠI
1.2.1 Phân loại theo phịng máy

DU

 Khơng có phịng máy

1.2.2 Phân loại theo mục đích
 Thang tải khách
 Thang quan sát
 Thang tải cáng

 Thang chở đồ - Thang vận chuyển
 Thang tải cáng bệnh nhân, dùng trong bệnh viên
 Thang cuốn

1.2.3 Phân loại theo điều khiển
 Điểu khiển đơn: simplex,
 Điều khiển đôi: duplex, điểu khiển: triplex,
 Điều khiển nhóm: group

SVTH: Ngơ Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

3


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

1.3 THƠNG SỐ KỸ THUẬT
 Tải trọng (Kg)
 Kích thƣớc hố thang

 Kích thƣớc cabin (mm x mm x mm)
 Kích thƣớc đối trọng(mm x mm x mm)
 Kích thƣớc cửa (mm x mm)
 Công suất động cơ (Kw)
 Nguồn điện động lực:
 Nguồn điện chiếu sang
 Hệ điều khiển ( Simplex, Duplex, Triplex, Group)
 Vận tốc (m/s) : 60m/s, 90m/s…
 Số điểm dừng: >2 điểm dừng
 Cáp kéo: đƣờng kính x số sợi.

R
L
T.

 Tỷ số truyền: thƣờng là 2:1 hoặc 1:1
 Xuất xứ

C
C

DU

SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

4

Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƢƠNG AN
THIẾT KẾ
2.1 PHÂN TÍCH PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1.1 Truyền đơi (phƣơng pháp dùng palang cáp)

C
C

R
L
T.

DU

Hình 2. 1 phương án dùng palang cap

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Puly dẩn động
Puly dẫn hƣớng cabin
Cabin
Đối trọng
Puly dẩn hƣớng đối trọng

Dây cáp

 Ƣu điểm:
Loại này giảm lực căng cáp lên mỗi nhánh cáp, giảm đƣợc cơng suất máy
kéo, phù hợp cho cơng trình khơng có phịng máy
SVTH: Ngơ Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

5


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

 Nhƣợc điểm:
Sử dụng nhiều puly đổi hƣớng nên chiếm không gian trong giếng thang
lớn. Khơng phù hợp với thang có tốc độ cao
2.1.2 Dùng puly đổi hƣớng cáp

C
C

R
L
T.

DU

Hình 2. 2 phương án dùng puly đổi hướng cáp

1.
2.
3.
4.

Puly dẩn động
Dây cáp
Cabin
Đối trọng
5.
Puly dẩn hƣớn

 Ƣu điểm:
Cấu tạo đơn giản, dể lắp đặt và bảo dƣởng, hành trình nâng lớn, cáp ít bị
mịn, có thể điềuchỉnh đƣợc khoảng cách giửa tâm cáp nối cabin và tâm cáp nối
đối trọng nhờ dịch chuyển puly phụ.
 Nhƣợc điểm:
Làm tăng chiều cao cơng trình do có thêm phòng máy, sử dụng phổ biến
cho cả hai loại thang máy chở ngƣời và chở hàng
SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

6


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

2.1.3 Dẫn động trực tiếp không dùng puly dẩn hƣớng

C
C

R
L
T.

DU
1. Puly
dẩn động
2. Dây cáp
3. Cabin
4. Đối trọng

Hình 2. 3 phương án khơng dùng puly đổi hướng cáp

 Ƣu điểm:
Có cấu tạo đơn giản, dể lắp đặt, bảo dƣởng, hành trình lớn, giá trị lực
vịng ổn định trên puly.
 Nhƣợc điểm:
Đƣờng kính puly lớn, chỉ sử dụng cho các loại thang máy có cabin nhỏ,
khơng sử dụng cho các loại thang máy có tải trọng lớn vì dể xảy ra hiện tƣợng
trƣợt, làm tăng chiều cao cơng trình do có thêm phịng máy

SVTH: Ngơ Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

7

Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

2.2 CHỌN PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.2.1 Phƣơng án dẫn động
Dùng palang cap tỷ số truyền 2:1 với ƣu điểm: Loại này giảm lực căng
cáp lên mỗi nhánh cáp, giảm đƣợc công suất máy kéo, phù hợp cho cơng trình
khơng có phịng máy

C
C

R
L
T.

DU

Hình 2. 4 phương án được lựa chọn

7. Puly dẩn động
8. Puly dẫn hƣớng cabin
9. Cabin
10.Đối trọng
11.Puly dẩn hƣớng đối trọng
12.Dây cáp

SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

8


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

2.2.2 Chọn cách bố trí cabin và đối trọng
Có 2 cách bố trí cabin và đối trọng:
 Bố trí đối trọng hơng
Thƣờng sử dụng cho loại thang có hố thang có chiều sâu nhỏ và chiều
ngang lớn
 bố trí đối trọng sau
thƣờng sử dụng cho thang máy có hố thang có chiều sâu lớn và chiều
ngang nhỏ hoặc theo mục đích sử dụng cần có bề ngang cabin lớn

C
C

R
L
T.

DU

Hình 2. 5 hai phương án bố trí cabin và đối trọng

Với kích thƣớc hố thang 1700*1400, có chiều sâu khá lớn ta chọn kiểu
đối trọng sau

SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

9


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
3.1 CỤM CABIN
3.1.1 Giới thiệu
Cụm cabin bao gồm:
 Khung – sàn cabin: bộ phận chịu lực chính, chịu đƣợc tải trọng chứa trong
cabin, cáp (xich) cân bằng (bù), cáp điều khiển,…
 Cabin: bộ phận bao che gồm các vách, lót sàn, trần, nóc cabin và cữa cabin.
Khối lƣợng cụm cabin:
Để xác định sơ bộ trọng lƣợng của cụm cabin, ta tiến hành xác định sơ bộ trọng
lƣợng của các bộ phận trong cụm cabin theo phƣơng pháp khai triển cấu tạo các bộ
phận thành dạng tấm phẳng và tham khảo kết cấu, trọng lƣợng của máy cơ sở có ký

C
C

hiệu: P11.CO.60/5F của hãng Nippon. Ta có:

R
L
T.

Mcb = Mk + Mv + Mst + Msd + Mnt + Mmc

Trong đó:
Mcb: Trọng lƣợng của cabin;
Mk: Trọng lƣợng của khung treo;
Mv: Trọng lƣợng của vách cabin;
Mst: Trọng lƣợng của sàn tĩnh;
Msd: Trọng lƣợng của sàn động;
Mnt: Trọng lƣợng của nóc và trần cabin;
Mmc: Trọng lƣợng của cơ cấu mở cửa.
Mk = (2  720  1470  5 + 2  300  3100  5)  7,86.10-6 = 146,8 kg;
Mv = [2  (1400 + 1350)  2200]  7.86  10-6 = 198,6 kg;
Mst = (2  200  1000  5 + 5  220  1470  2)  7,86.10-6 = 41 kg;
Msd = [(1400  1350  5 + 2  220  1400  5 + 5  110  (1400 + 1350) 
 2  3]  7,86.10-6 = 152,8 kg;
Mnt = [2  200  1300 + 2  (1400 + 1350)  160  2]  7,86.10-6 = 45,6 kg;
Mmc = [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:
Mcb = Mk + Mv + Mst + Msd + Mnt + Mmc
= 146,8 + 198,6 + 41 + 152,8 + 45,6 + 19,2 = 541,8 (kg) = 604 N.

DU

SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

10


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

Mcb đƣợc nhân với hệ số 1,3 tính đến trọng lƣợng của các bộ phận khác
nhƣ bộ hãm bảo hiểm cabin, đầu treo cáp, các con lăn dẫn hƣớng, cáp điện, cáp
cân bằng…, do đó ta có trọng lƣợng sơ bộ của cabin
Mcb = 604  1,3 = 800(kg) = 8000 N.
3.1.2 Tính chọn kích thƣớc
Thơng số: tải trọng 450kg chiều rộng hố thang 1600mm, chiều sâu hố
thang 1700mm
Ta quy ƣớc:
AH: Chiều rộng hố thang
BH: Chiều sâu hố thang
AA: Chiều rộng cabin
BB: Chiều sâu cabin
Đơn vị tính là mm

C
C

R
L
T.

DU

Hình 3. 1 kích thước cabin

Cơng thức tính kích thƣớc cabin thang máy loại đối trọng sau
Cơng thức tính chiều rộng cabin thang máy:
AA = AH - 450 = 1600 – 500 = 1150mm
Phần 450mm là không gian dành cho rail dẫn hƣớng hai bên cabin,

khoảng cách từ lƣng rail tới vách hố, phần dành cho chiều dày vỏ cabin, phần
dành cho shoes dẫn hƣớng (là thiết bị trung gian giữa cabin và rail.
SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

11


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

Cơng thức tính chiều sâu cabin:
BB = BH – 500 = 1700 – 500 = 1200mm
Phần 500mm là dùng để lắp cánh cửa tầng, cánh cửa cabin, khoảng cách
giữa sill dẫn hƣớng cánh cửa tầng và cửa cabin (thông thƣờng là 30mm), đố cửa
cabin, khoảng cách giữa đối trọng và cabin và tƣờng, chiều rộng của đối trọng
Chiều cao cabin:
Tải trọng định mức (kg)
320
chiều cao

450

630

800

1275

1600

2300

2200

cabin(mm)

1000

1800

2000

24000

C
C

Bảng 3. 1 chiều cao cabin

Theo tiêu chuẩn quốc gia và tiêu chuần thế giới, mối quan hệ giữa tải
trọng định mức với diển tích sàn cabin thể hiện trong bảng:
Tải trọng
định mức(kg)

R
L
T.

Diện tích

sàn lớn nhất(m2)

Tải trọng
định mức(kg)

Diện tích
sàn lớn nhất(m2)

180

DU
0,580

975

2,350

225

0,700

1000

2,400

300

0,900

1050

2,500

375

1,100

1100

2,600

400

1,170

1125

2,650

450

1,350

1200

2,800

525

1,450

1250

2,900

600

1,600

1275

2,950

630

1,660

1350

3,100

675

1,750

1425

3,250

700

1,800

1500

3,400

750

1,900

1600

3,560

800

2,000

2000

4,200

825

2,050

2500

5,000

100

0,370

900

2,200

Bảng 3. 2 mối quan hệ giữa tải trọng và diện tích sàn cabin
SVTH: Ngơ Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

12


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách
2

Theo tính tốn ta có diện tích sàn cabin là: 1,15.1,2 = 1,38m . Chênh
lệch với tiêu chuẩn 2,2% khơng q nhiều có thể chấp nhận đƣợc
3.1.2.1 Khung – sàn cabin:
Tham khảo kết cấu thang máy có sẳn ta chọn tiết diện của dầm treo cabin
Khung ca bin bao gồm:
Hai thanh đứng đƣợc làm từ thép CT3 dập dạng U ( C), bình thƣờng nó
chỉ chịu lực kéo là chính nên kích thƣớc không lớn so với các dầm trên và dƣới.
Tuy vận phải đảm bảo đổ cứng vững để chịu đựng tải trọng lệch tâm và tải trọng
động. Thanh đứng đƣợc liên kết với dầm trên và dƣới bằng bulong
Dầm dƣới sử dụng thép CT38, có chổ để lắp bộ chêm hảm an toàn và

ngàm dẩn hƣớng. Sàn dƣới cabin lắp cố định vào dầm dƣới bằng các bulong.
Khi sàn có diện tích lớn ta lắp them 2 thanh dằng liên kết sàn cố định với 2
thanh đứng để tăng sự ổn định
Dầm trên đƣợc liên kết với thanh đứng bằng bulong, có chổ lắp ngàm
daanr hƣớng trên
Dầm chịu lực cabin sử dụng thép CT38
Sàn cabin: đƣợc chế tạo từ thép tấm CT3 có lỗ để bắt bulong vào dầm
dƣới với sàn dƣới, vào vách với sàn trên. Giữa sàn trên (sàn động) và sàn dƣới
(sàn tỉnh) của cabin đƣợc liên kết với nhau thông qua gối đở đàn hồi bằng cao
su. Nhờ sự biến dạng cảu gối đở đàn hồi mà có thể trang bị bộ hạn chế quá tải ở
giữa hai sàn cabin
Các bộ phận này liên kết với nhau bằng bulơng bắt chặt và có thể coi là
các liên kết ngàm, do đó khi tách dầm tính tốn ta có thể coi các dầm là dầm đơn
giản có đặt lực tác dụng và mô men tại hai gối tựa hai đầu dầm. Ngồi ra cịn có
các bộ phận khác liên kết với khung cabin nhƣ: con lăn dẫn hƣớng, thanh giằng
sàn cabin, bộ hãm an toàn cabin, vách cabin, trần cabin…Tải trọng tác dụng lên
sàn cabin và truyền lực xuống dầm đỡ sàn qua các tấm đệm bằng cao su, tuy
nhiên để đơn giản trong tính tốn ta có thể coi tải trọng tác dụng lên dầm là phân
bố đều.

C
C

R
L
T.

DU

SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

13


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

Thơng số vật lý CT38:
Giới hạn bền
(N/mm2)

Độ giản dài
min (%)

Giới hạn
chảy (N/mm2)

225

373 - 461

22

Bảng 3. 3thơng số vật lý thép CT3

C
C

R

L
T.

DU

Hình 3. 2 khung dầm cabin

1. Liên kết giữa dầm dƣới và
thanh đứng
2. Sàn tỉnh
3. Chi tiết lắp tày đòn điều khiển
chêm hảm an toàn
4. Dầm dƣới
5. Sàn động
6. Gối đở đàn hồi
7. Thanh giằng xiên
8. Thanh đứng
SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C

9. Liên kết thanh giằng và thanh
đứng
10.Liên kết dầm trên và thanh
đứng
11.Dâm trên
12.Chi tiết có lỗ lắp ngàm dẩn
hƣớng
13.Dầm lắp puli dẩn hƣớng cabin
14.Puly dẩn hƣớng cabin
15.Chi tiết tì vào giảm chấn
GVHD: TS. Tào Quang Bảng

14


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

Chọn hệ trục khơng gian 0XYZ nhƣ hình vẽ, tiến hành tính tốn các đặc trƣng
hình học tiết diện nhƣ sau:
Đối với thanh đứng khung cabin:

Hình 3. 3 mặt cắt ngang thanh đứng cabin

C
C

R
L
T.

Diện tích tiết diện: A = 2  5  70 + 180  5 = 1600 mm ;
Mô men tĩnh: S = 2  5  70  35 + 180  5  2,5 = 26750 mm3;

DU

Tung độ trọng tâm: yc =

=

2

= 16 mm;

Mơ men qn tính đối với trục x:
+192  70  5)  2 +

Jx = (

+ 13,52  180  5 = 3,3.105 mm4;

Mô men quán tính đối với trục y:
97,52  70  5+

Jy =

= 2.106 mm4;

Mô men chống uốn đối với trục x:
Wx =

Jx
=
yc

=

mm3;

SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

15


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

Đối với dầm trên khung cabin:

C
C

Hình 3. 4 mặt cắt ngang dầm trên cabin

R
L
T.

Diện tích tiết diện: A = 2  5  15 + 2  10  5 + 2  70  5 + 190  5 = 1900 mm2;
Mô men tĩnh:
S = 2  15  5  62,5 + 2  10  5  67,5 + 2  70  5  35 + 190  5  2,5 = 43000
mm3;

DU

Tung độ trọng tâm: zc =

=

= 22 mm;

Mơ men qn tính đối với trục x:
Jx = 2  (

+ 40,52  5  15+
+ 19,52  190  5

+

+ 45,52  10 5 +

+ 132  5 70)

= 8.106 mm4;

Mơ men qn tính đối với trục z:
+2  (

Jz =

+

97,52  70  5+

+

1052  5  10+

+

107,52  15  5)= 3.106 mm4;

Mô men chống uốn đối với trục x:
Wx =

Jx
=
zc

= 3,6.105 mm3;

SVTH: Ngô Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

16


Thiết kế cơ khí thang máy tải khách

Đối với dầm dƣới và dầm đỡ cabin:

Hình 3. 5 mặt cắt ngang dầm dưới và dầm đở cabin

Diện tích tiết diện: A = (150×5+2×45×5)×2 = 2400 mm2
Mơ men qn tính đối với trục x:
Jx = 2  (2  (

+ 72,52  5  50) +

D

=2  (

R
L
.

T
U

Mơ men qn tính đối với trục z:
Jz=2Jz0+1122  A

+2  77,52  50  5+

C
C

)=5,5.106 mm4;

)+1122  2400=3.107mm4;

Mô men chống uốn đối với trục x:
Wx =

Jx
=
zc

= 7,3.104 mm3;

Tính bền cho khung trong trƣờng hợp thử tải tĩnh với tải trọng 2  Q chất lên
cabin:
dầm chịu lực chính tác dụng lên dầm dƣới 1 phản lực F. Giá trị phản lực F đƣợc
tính theo công thức:
F = (2Q + Mcb)  g = (900 + 800)  9,81 = 16677N;
Ta có sơ đồ tính tốn khung Xét cân bằng chuyển vị góc xoay tại nút liên kết
khung cabin phía trên:
M1  b
M1  l
M2  l


2  E  J1
3  E  J2 6  E  J2
Xét cân bằng chuyển vị góc xoay tại nút liên kết khung cabin phía dƣới:
SVTH: Ngơ Văn Phú – Lớp 15C1C

GVHD: TS. Tào Quang Bảng

17