Đồ án Cơ giới hóa công tác vận chuyển người và hàng hóa cho toà nhà chung cư, văn phòng cho thuê và siêu thị

3100 = 6200 m2 Trong ®ã theo thiÕt kÕ diÖn tÝch dµnh ®Ó ®Æt c¸c lo¹i hµng ho¸ trong siªu thÞ chiÕm 60% tæng diÖn tÝch siªu thÞ, cßn l¹i 40% tæng diÖn tÝch siªu thÞ dµnh cho kh¸ch hµng l­u th«ng Dù tÝnh lÊy diÖn tÝch cho mét kh¸ch hµng lµ : 2,5 m2 / ng­êi Sè kh¸ch hµng vµo siªu thÞ theo ­íc tÝnh lµ: 40% x 6200 : 2,5 = 992 (ng­êi) 3.2.1.4. Bè trÝ s¬ bé c¸c nhãm thang tù ®éng vµ ph©n chia l­îng hµnh kh¸ch cho c¸c nhãm thang. S¬ bé bè trÝ c¸c nhãm thang m¸y nh­ sau: Nhãm thang m¸y TM1 ®Æt t¹i ®¬n nguyªn 1, phôc vô chë ng­êi trong khu nhµ ë cho ®¬n nguyªn 1 vµ ®¬n nguyªn 2 ( tõ tÇng 6 ÷ 27 ) Nhãm thang m¸y TM2 ®Æt t¹i ®¬n nguyªn 3 phôc vô chë ng­êi cho c¶ ®¬n nguyªn 2 vµ ®¬n nguyªn 3 ( tõ tÇng 6 ÷ 17 ). C¸c thang cuèn ®Æt ë gÇn 2 lèi vµo, ra siªu thÞ phôc vô cho kh¸ch vµo siªu thÞ vµ nh©n viªn v¨n phßng (tõ tÇng 2 ÷ 4). Ph©n chia l­îng hµnh kh¸ch cho c¸c nhãm thang Tæng sè ng­êi mµ nhãm thang m¸y TM1 phôc vô lµ: x 660 +180 +63 = 573 (ng­êi ) Tæng sè ng­êi mµ nhãm thang m¸y TM2 phôc vô lµ: x 660 = 330 ( ng­êi) 3.2.2. Chän thang m¸y ( sè l­îng vµ th«ng sè kü thuËt ) 3.2.2.1. Chän thang m¸y TM1 C¨n cø vµo ®Æc ®iÓm cña toµ nhµ vµ b¶ng 3.1 ( trang 58 _ Thang M¸y ) lÊy mËt ®é hµnh kh¸ch: i = 8% Gi¸ trÞ trung b×nh cña chu kú phôc vô cña thang m¸y TM1: Ttb = 60 ÷ 90 s ( víi nhµ ë ) Gäi P5max lµ sè hµnh kh¸ch vËn chuyÓn tèi ®a trong 5 phót, ta cã: P5max = (5.60), ng­êi Hay P5max = 300 , ng­êi Trong ®ã: P5max – sè ng­êi tèi ®a thang vËn chuyÓn trong 5 phót; n - tæng sè thang trong toµ nhµ; Li - t¶i träng thang thø i , ng­êi; k - hÖ sè t¶i träng, k = 0,7 ÷ 0,8 th­êng k = 0,8; Ti – chu kú lµm viÖc cña thang thø i , s Trong thùc tÕ do c¸c thang bè trÝ theo cïng mét nhãm cã th«ng sè kü thuËt gièng nhau nªn: P5max = = , ng­êi Víi r = k. L Ta cã : P5max ³ i.P Suy ra i.P £ Hay i.P £ Suy ra L ³ Hay r ³ MÆt kh¸c Ttb = Nªn L ³ , ng­êi Hay r ³ , ng­êi Víi i = 0,08; P = 573 ng­êi; Ttb = 60s; k = 0,8 ta cã: L ³ = 11,46 (ng­êi) Chän thang m¸y cho nhãm TM1 lµ P_13_CO_180 Th«ng sè cña thang theo m· hiÖu cô thÓ nh­ sau: Sè ng­êi ®Þnh møc thang ph¶i chë: 13 ng­êi ( 1000kg) Tèc ®é ®Þnh møc : 180 m/phót ( 3,0 m/s) Cöa më vÒ hai phÝa, chän cöa réng 1100 mm. Gia tèc a = 1 m/s2 Thêi gian tr­íc vµ sau khi ®¹t gia tèc æn ®Þnh: t0 = 0,7s S¬ ®å phôc vô cña thang TM1 KiÓm tra theo chu kú T cña thang ®· chän X¸c ®Þnh thêi gian ho¹t ®éng cña thang m¸y ( T1) Ta cã : L = 13 ® r = k.L = 0,8 x 13 = 10,4 Theo s¬ ®å phôc vô, kh«ng kÓ bÕn chÝnh ta cã sè tÇng mµ thang m¸y TM1 phôc vô : n’ = 22 tÇng Sè lÇn dõng x¸c suÊt khi thang ®i lªn (hoÆc ®i xuèng ) : fLu = fLd = n’ x { 1- ( )r }-1= 22 x { 1- ()10,4- 1 = 7,44 Thêi gian vµ qu·ng ®­êng gia tèc: ta = + t0 = 3,0 + 0,7 = 3,7s Sa = .V. ta = . 3,0 . 3,7 = 5,55 m §é cao x¸c suÊt trung b×nh : S = = = 11,6 ( Víi S L lµ chiÒu cao phôc vô cña thang m¸y ) Do S L > 2S a nªn ta cã : TL = 56,3 s Suy ra : T1 = 2 x 56,3 = 112,6 s X¸c ®Þnh thêi gian ®ãng më cöa T2 Tra b¶ng 3.3_Thang m¸y_ øng víi lo¹i cöa më vÒ 2 phÝa (CO) cã chiÒu réng B = 1100 mm th× thêi gian cho mét lÇn ®ãng më cöa lµ 4,4 s. Ta cã: T2 = = 2 x 7,44x4,4 = 65,47 s X¸c ®Þnh thêi gian tiÕp nhËn hµnh kh¸ch T3 T3 = ( 0,8 + k1 . ) x r Víi k1 : HÖ sè phô thuéc cöa r: sè hµnh kh¸ch thùc tÕ ®i thang víi B = 1100 mm ® k1= 0,85 T3 = ( 0,8 + 0,85 . ) x 10,4 = 30 s X¸c ®Þnh thêi gian hao phÝ kh¸c T4 T4 = ( T2+ T3).0,1 = ( 65,47+30 ) . 0,1 = 9,55 s Nh­ vËy chu kú cña thang TM1 lµ: T = T1 +T2 +T3 +T4 = 112,6 + 65,47 + 30 + 9,55 = 217,62 s NÕu chän 1 hoÆc 2 thang th× kh«ng tho¶ m·n T ( 60 ÷ 90)s NÕu chän 3 thang cho nhãm thang m¸y TM1 th× : T = 217,62 : 3 = 72,54 s ( 60 ÷ 90)s VËy trong nhãm thang TM1 ta chän 3 thang P_13_CO_180 3..2..2..2. Chän thang m¸y TM2 LÊy mËt ®é hµnh kh¸ch: i = 8% Gi¸ trÞ trung b×nh cña chu kú phôc vô cña thang m¸y TM2: Ttb = 60 ÷ 90 s ( víi nhµ ë ) T­¬ng tù nh­ trªn ta cã: L ³ , ng­êi Víi i = 0,08; P = 330 ng­êi; Ttb = 60s; k = 0,8 ta cã: L ³ = 6,6 (ng­êi) Chän thang m¸y cho nhãm TM2 lµ P_8_CO_96 Th«ng sè cña thang theo m· hiÖu cô thÓ nh­ sau: Sè ng­êi ®Þnh møc thang ph¶i chë: 8 ng­êi ( 630kg) Tèc ®é ®Þnh møc : 96 m/phót ( 1,6 m/s) Cöa më vÒ hai phÝa, chän cöa réng 800 mm. Gia tèc a = 1 m/s2 Thêi gian tr­íc vµ sau khi ®¹t gia tèc æn ®Þnh: t0 = 0,7s S¬ ®å phôc vô cña thang TM2 KiÓm tra theo chu kú T cña thang ®· chän X¸c ®Þnh thêi gian ho¹t ®éng cña thang m¸y ( T1) Ta cã : L = 8 ® r = k.L = 0,8 x 8 = 6,4 Theo s¬ ®å phôc vô, kh«ng kÓ bÕn chÝnh ta cã sè tÇng mµ thang m¸y TM2 phôc vô : n’ = 12 tÇng Sè lÇn dõng x¸c suÊt khi thang ®i lªn (hoÆc ®i xuèng ) : fLu = fLd = n’ x { 1- ( )r }-1= 12 x { 1- ()6,4}- 1 = 4,12 Thêi gian vµ qu·ng ®­êng gia tèc: ta = + t0 = 1,6 + 0,7 = 2,3s Sa = .V. ta = . 1,6 . 2,3 = 1,84 m §é cao x¸c suÊt trung b×nh :  S = = = 8,81 m ( Víi S L lµ chiÒu cao phôc vô cña thang m¸y ) Do S L > 2S a nªn ta cã : TL = + ta . fLu TL = + 2,3x4,12 = 32,16 s Suy ra : T1 = 2 x 32,16 = 64,32 s X¸c ®Þnh thêi gian ®ãng më cöa T2 Tra b¶ng 3.3_Thang m¸y_ øng víi lo¹i cöa më vÒ 2 phÝa (CO) cã chiÒu réng B = 800 mm th× thêi gian cho mét lÇn ®ãng më cöa lµ 3,7 s. Ta cã: T2 = = 2 x 4,12 x 3,7= 30,49 s X¸c ®Þnh thêi gian tiÕp nhËn hµnh kh¸ch T3 T3 = ( 0,8 + k1 . ) x r Víi k1 : HÖ sè phô thuéc cöa r: sè hµnh kh¸ch thùc tÕ ®i thang víi B = 1100 mm ® k1= 0,85 T3 = ( 0,8 + 0,85 . ) x 6,4 = 16,11 s X¸c ®Þnh thêi gian hao phÝ kh¸c T4 T4 = ( T2+ T3).0,1 = ( 36,26+16,11 ) . 0,1 = 5,24 s Nh­ vËy chu kú cña thang TM2 lµ: T = T1 +T2 +T3 +T4 = 64,32 + 30,49 + 16,11 + 5,24 = 116,16 s NÕu chän 1 thang th× kh«ng tho¶ m·n T ( 60 ÷ 90)s NÕu chän 2 thang cho nhãm thang m¸y TM2 th× phï hîp. VËy trong nhãm thang TM2 ta chän 2 thang P_8_CO_96 3.2.3. Chän thang m¸y chë hµng Thang m¸y chë hµng trong tßa nhµ nµy phôc vô chë hµng cho siªu thÞ ( tÇng 2) vµ chë hµng cho c¨ng tin, qu¸n bar … trªn tÇng 3 vµ 4. MÆt hµng ë siªu thÞ chñ yÕu lµ ®å gia dông nh­ quÇn ¸o, giÇy dÐp, mü phÈm v.v…Nh÷ng mÆt hµng nµy th­êng ®­îc ®ãng thµnh tõng kiÖn hµng ®Æt trªn c¸c xe ®Èy vµ ®­a vµo thang. KÝch th­íc lín nhÊt cña hµng hãa cã tÝnh c¶ xe chë hµng lµ: Réng x dµi x cao = 1400 x 1200 x 1500 Träng l­îng lín nhÊt : 1000 KG. Theo yªu cÇu ta chän thang cã c¸c th«ng sè sau: T¶i träng: 1000 kg KÝch th­íc cabin: w x d x h = 1600 x 1400 x 2300 mm; GiÕng thang : w x d = 2400 x 2300 mm; §Ønh giÕng : Sh = 4200 mm; Hè giÕng : Ph = 1800 mm. Buång m¸y : w x d xh = 3200 x 4900 x2700. 3.2.4. Chän thang cuèn Yªu cÇu: - Chän thang cuèn cho 4 tÇng tßa nhµ dïng lµm siªu thÞ vµ v¨n phßng cho thuª, trong ®ã : TÇng 1 vµ 2 mçi tÇng cã 413 ng­êi; TÇng 3 vµ 4 mçi tÇng cã 496 ng­êi. Kh¶ n¨ng thu hót ng­êi vµo tÇng 3 vµ 4 (dïng lµm v¨n phßng) nh­ nhau nh­ng kh¸c víi tÇng 1 vµ 2 ( dïng lµm siªu thÞ). Bëi v× nh©n viªn trong c¸c v¨n phßng ®i thang ®«ng nhÊt vµo giê cao ®iÓm( xuÊt hiÖn mét vµi thêi ®iÓm trong ngµy), cßn ®èi víi siªu thÞ th× thêi gian ®«ng kh¸ch nhÊt lµ c¸c ngµy nghØ , ngµy lÔ, tÕt vµ lµ hÇu hÕt thêi gian trong ngµy. Do vËy, ta chän kh¶ n¨ng vËn chuyÓn trong 5 phót cña thang cuèn phôc vô tõ tÇng 1 ®Õn 2 kh¸c víi thang cuèn phôc vô tõ tÇng 2 ®Õn 3 vµ 3 ®Õn 4. Cô thÓ lµ: - Kh¶ n¨ng vËn chuyÓn trong 5 phót cña thang cuèn phôc vô tõ tÇng 1 ®Õn 2 lµ 30%. - Kh¶ n¨ng vËn chuyÓn trong 5 phót cña thang cuèn phôc vô tõ tÇng 2 ®Õn 3 vµ tõ tÇng 3 ®Õn 4 lµ 16%. Ta cã b¶ng sau: TÇng Sè ng­êi Kh¶ n¨ng vËn chuyÓn trong 5 phót (ng­êi) Thang cuèn ph¶i chë (ng­êi) 4 3 2 1 413 413 496 496 66 66 149 149 66 132 281 0 Căn cứ vào các số liệu đã cho ta chọn thang cuốn với các thông số như sau: Từ tầng 1 đến tầng 2 Số lượng : 2 thang; Bề rộng: 800 mm; Tốc độ: 0,5 m/s; Năng suất vận chuyển: 225 người/ 5 phút ( 45 ng­êi/ phót). Từ tầng 2 đến tầng 3 Số lượng : 1 thang; Bề rộng: 800 mm; Tốc độ: 0,5 m/s; Năng suất vận chuyển: 225 người/ 5 phút ( 45 ng­êi/ phót). Từ tầng 3 đến tầng 4 Số lượng : 1 thang; Bề rộng: 800 mm; Tốc độ: 0,5 m/s; Năng suất vận chuyển: 225 người/ 5 phút ( 45 ng­êi/ phót). TÝnh thêi gian tho¸t ng­êi nhê c¸c thang cuèn. 413 ng­êi trªn tÇng 4 cÇn: 413 : 45 + 1 = 10,2 (phót) 413 ng­êi trªn tÇng 3 cÇn: 413 : 45 + 0,6 = 9,8 (phót) 496 ng­êi trªn tÇng 2 cÇn: 496 : 45 : 2 + 0,3 = 5,8 (phót) (Do tõ tÇng 1 ®Õn tÇng 2 bè trÝ hai thang cuèn ë hai vÞ trÝ kh¸c nhau) Trong ®ã thêi gian l­u l¹i cña mçi hµnh kh¸ch ë mçi tÇng lµ 22 gi©y ( 0,3 phót). Nh­ vËy tæng thêi gian tho¸t ng­êi mµ c¸c thang cuèn ®· phôc vô nhanh nhÊt lµ: 10,2 + 9,8 + 5,8 = 25,8 (phót) Theo tiªu chuÈn th× thêi gian tho¸t ng­êi mµ c¸c thang cuèn ph¶i phôc vô lµ nhá h¬n 30 phót. Nh­ vËy sè l­îng vµ chñng loai thang ®· chän lµ hîp lý. §4. ph©n tÝch vµ lùa chän ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ thang m¸y 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. Nhóm phương án về hệ thống dẫn động cabin: f) e) d) c) b) a) Hình 1-4: Các phương án dẫn động cabin Thang máy điện dẫn động cáp có buồng máy đặt phía dưới giếng thang Thang máy dẫn động thủy lực Thang máy dẫn động bằng bánh răng thanh răng Thang máy dẫn động bằng vít me Thang máy điện dẫn động cáp có bộ tời dùng puly ma sát đặt phía trên giếng thang Thang máy điện dẫn động cáp có bộ tời dùng tang cuốn cáp đặt phía trên giếng thang + 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: 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: 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 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 Phương án dùng palăng cáp Phương án dùng puly phụ cuốn cáp hai lần Phương án dùng puly đổi hướng cáp Phương án không dùng puly đổi hướng cáp + 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). 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. 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 răng trụ hai cấp; 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 + øng với số hành kh¸ch là 13 người, ta cã diÖn tÝch tối thiểu sàn cabin là 2,4 m2. Đối tượng phục vụ: nhà chung cư cao 27 tầng; Tải trọng n©ng định mức: 1000 kg (13 người); Vận tốc định mức: v = 3,0 m/s; KÝch thước bªn trong của Cabin: Chiều rộng: W = 1600 mm; Chiều s©u: D = 1400 mm; Chiều cao: H = 2300 mm. KÝch thước cửa cabin: Chiều rộng: W = 1100 mm; Chiều cao: H = 2100 mm. KÝch thước giÕng thang: Chiều s©u hè thang: Ph = 3400 mm; Chiều cao ®Ønh giÕng: Sh = 2000 mm; + KÝch th­íc buång m¸y: Hình 1-6: Hình chung phương án thiết kế DiÖn tÝch buång m¸y: Ra = 20 m2; ChiÒu réng buång m¸y: Rw = 3200 mm; ChiÒu s©u buång m¸y : Rd = 4900 mm. Ch­¬ng 3 tÝnh to¸n chung ( cho thang m¸y chë ng­êi tm1 ) §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: Hình 3-1: Sơ đồ dẫn động thang máy Cáp cân bằng Đối trọng Puly đổi hướng cáp Puly dẫn động Cáp nâng Cabin 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 cÊu, ta cã: Mcb = Mk + Mv + Mst + Msd + Mnt + Mmc Trong đó: Mcb: Trọng lượng của cabin; Mk: Trọng lượng của khung treo; Mv: Trọng lượng của vách cabin; Mst: Trọng lượng của sàn tĩnh; Msd: Trọng lượng của sàn động; Mnt: Trọng lượng của nóc và trần cabin; Mmc: Trọng lượng của cơ cấu mở cửa. Mk = 2710417507850.10-9+ 22800.10-318,4 = 181,07kg Mv = [2(1600 + 1400) 2300] 785010-9 = 108,33kg; Mst = (220010004 + 422017502) 7850.10-9 = 36,74 kg; Msd = [(160014003 + 322016004 + 4110(1600 + 1400) 23]7850.10-9 = 148,08 kg; Mnt = [22001300 + 2(1600 + 1400) 1602]7850.10-9 = 19,2 kg; Mmc = [22001300 + 1640(170 + 50) 2 + 21853705 + + 1690(240 + 75 + 40) 2 + 23401604] 7850.10-9 = 27,96 kg. Thay vào (1.1) ta có: Mcb = Mk + Mv + Mst + Msd + Mnt + Mmc = 181,07 + 108,33 + 36,74+ 148,08 + 19,20 + 27,96 = 521,4 kg = 5214 N. Mcb 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, v.v…, do đó ta có trọng lượng sơ bộ của cabin Mcb = 521,41,2 = 625,60 (kg) = 6256 N. Để xác định sơ bộ trọng lượng của đối trọng, ta áp dụng công thức sau: Md = Mcb + Q = 521,4 + 0,51000 = 1021,4 (kg) = 10214 N. Trong đó: Md: Trọng lượng của đối trọng; Q = 1000 kg: Tải trọng nâng định mức của thang máy; = 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 = 0,5 là hợp lý. Trọng lượng cáp cân bằng là: Gx = Hnqn –H®0,25qd = (H+3)qn1mn – ( H/2+4÷5 ) (0,25q®1m®) = (86,3+3)0,464 – (86,3/2+4,5) (0,2512) = 141(kg) = 1410 N; q®1 = 1 kg/m: Trọng lượng của 1 cáp điện tương ứng với 1m cáp; qn1 = 0,46 kg/m: Trọng lượng của 1 cáp nâng tương ứng với 1m cáp. mn : sè sîi c¸p n©ng m® : sè sîi c¸p ®iÖn 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 Smax 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: Smax1=== 4655N; Lực căng cáp khi cabin ở vị trí dưới cùng: Smax2 = = = 4475 N; Trong đó: Gd: Trọng lượng của cáp điện; Gd = md[]qd = 2()1 = 95,3kg =953N; md = 2: Số cáp điện; Gn = 4(86,3 + 3)0,46 = 164,3kg = 1643N: Trọng lượng của cáp nâng; mn = 4: Số sợi cáp riêng biệt treo cabin và đối trọng. Cáp thép được chọn theo điều kiện sau: Smax n Sđ; Smax: lùc c¨ng c¸p lín nhÊt trong qua tr×nh lµm viÖc kh«ng kÓ t¶i träng ®éng; Sđ : t¶i träng ph¸ háng c¸p do nhµ chÕ t¹o x¸c ®Þnh vµ cho trong b¶ng c¸p tiªu chuÈn tuú thuéc vµo lo¹i c¸p, ®­êng kÝnh c¸p vµ giíi h¹n bÒn cña vËt liÖu lµm sîi thÐp. Th«ng th­êng lùc ph¸ háng c¸p kh«ng v­ît qu¸ 83% tæng lùc ph¸ háng cña tÊt c¶ c¸c sîi thÐp bÖn c¸p; n = 13 (ứng với thang m¸y cã tốc độ lớn hơn 2 m/s): lµ hÖ sè an toµn bÒn cña c¸p ®­îc tra theo tiªu chuÈn tuú theo lo¹i m¸y vµ chÕ ®é lµm viÖc. Vậy Smax = Smax1 = 4655 N. Do đó: Sđ 465513 = 60515 N; Tra bảng–Atlat m¸y n©ng- ta chọn cáp bện đôi kiểu . 2688-69, có đặc tính sau: Đường kính cáp dc = 11 mm; Khối lượng 1000m cáp đã bôi trơn: 461,6 kg; Độ bền giới hạn thép: 160 daN/mm2. §ường kính puli ma sát tÝnh ®Õn t©m líp c¸p thø nhÊt là: D e. dc = 4511 = 495mm; Trong đó e: Hệ số được tra bảng theo tiªu chuẩn tuú theo d¹ng dÉn ®éng, lo¹i m¸y vµ chÕ ®é lµm viÖc e45 ®èi víi thang m¸y chë ng­êi cã tèc ®é trªn 1,4 m/s2. LÊy e = 45 Ta chọn Dp = 500 mm; Đường kính puli đổi hướng cáp được xác định theo công thức : D = (0,60,8) Dp = 0,7500 = 350 mm; IV. Xác định hệ số kéo cần thiết và kích thước của puli ma sát: Giá trị lớn nhất của tỷ số lực căng giữa các nhánh cáp trong thang máy ()max chính là hệ số kéo cần thiết cần xác định. Ta xét các trạng thái sau: Trạng thái thử tải tĩnh: max1 = = = 2,4 Trạng thái làm việc có kể đến lực quán tính khi phanh và mở máy - Khi cabin đầy tải, ở vị trí dưới cùng max2 = =1,23 = 1,89; - Khi cabin không tải, ở vị trí trên cùng: max3 = = 1,23 = 0,82. Với: = : Hệ số tải trọng động; amax: Gia tốc lớn nhất trong quá trình chuyển động không ổn định của thang máy; Nh­ trªn ta ®· chän: amax =1 m/s2 Hệ số tải trọng động: = = = 1,23. Vậy hệ số kéo cần thiết có giá trị max = 1,89. Từ điều kiện Ơle đảm bảo cho cáp không bị trượt trên rãnh puli max e, ta tính được hệ số ma sát tính toán ft: ft = = 0,37 Theo công thức 1.34, tài liệu [01], ®èi víi r·nh h×nh thang tính góc nghiêng của hai thành bên rãnh puli: = 2arcsin = 2arcsin = 0,547 (rad) = 31o; Với f = 0,1: hệ số ma sát giữa vËt liÖu c¸p víi r·nh puly, phô thuéc vµo r·nh c¸p; Ta thấy 2 với = arctg(f) = arctg0,1 =0,099 (rad) = 5o42’: 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 puly là: h = 1,2dc = 1,211 = 13,2 mm; b = 0,5dc = 0,511 = 5,5 mm; t = b + htg + 9 =5,5+ 13,2tg14o+9 5,5 13,2 31° 17,8. 13,2 F11 F300 81 = 17,8 mm; Chiều rộng của puli ma sát là: Dp = 4t + 10 = 417,8+10 = 81mm; Góc lệch cho phép() phải đảm bảo: Hình 3-2: Kích thước rãnh puly ma sát tg < = 0,085 hay < 5o23’ Ta kiểm tra rãnh cáp của puli theo ứng suất dập cho phép, áp dụng công thức 1.36, tài liệu [01] , ta có: pmax [p] = 150 N/mm2. pmax = = = 2,16 N/mm2. Như vậy puly thỏa mãn điều kiện bền theo ứng suất dập cho phép. V. Chọn công suất động cơ và hộp giảm tốc: Xác định chế độ làm việc của thang máy để chọn động cơ: Chế độ làm việc của thang máy được tính theo công thức sau: CĐ% = = 49%. Trong quá trình làm việc, động cơ phải khắc phục được các thành phần lực cản sau: Lực vòng Pmax 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 đến bằng hệ số : k =1,1...1,2 Từ kết quả: S2 = Smax = 4655 N; max = 1,24 ta có: S1 = = 3754 N Pmax = (S2 – S1)max = 4655 - 3754 = 901 N; Tổng lực cản mà động cơ phải khắc phục là: Pmax = nPmax = 4Pmax = 4901 = 3604 (N) Với n = 4: Số sợi cáp treo cabin TÝnh ®Õn c¸c lùc c¶n mas¸t vµ kh«ng khÝ th× tæng lùc c¶n mµ ®éng c¬ ph¶i kh¾c phôc lµ: P = k. Pmax = (1,1…..1,2).Pmax = 1,2. 3604 = 4325 (N) Công suất động cơ được tính theo công thức 13.11, tài liệu [01] : N = = = 18,5 kW; Trong đó: v = 3,0 m/s: Vận tốc định mức của thang máy; = 0,7 : Hiệu suất chung của cơ cấu dẫn động thang máy. Động cơ được chọn theo công thức: Ndc N. Tra bảng 1.7, tài liệu [03] ta chọn động cơ kiểu: MTK 411-6 với các thông số: Công suất định mức: Ndm = 19 kW; Số vòng quay định mức: ndm = 960 v/ph; Hiệu suất: 86 %; Cos = 0,68; Mmax = 88 daN.m; Mômen quán tính: J = 0,64 kg.m2; Khối lượng: Q = 315 kg. Tỉ số truyền hộp giảm tốc được chọn theo công thức sau: i = ; Với: npl = = = 114,6 (v/p): Số vòng quay của puli trong 1 phút; i = = 8,3; Ta tra bảng chọn hộp giảm tốc loại PM-350 với các thông số kỹ thuật: Tỉ số truyền: i = 8,23; Số vòng quay của trục vào: n = 1000 v/ph; Khối lượng : Q = 172 Kg; 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 [M]gt; Mdn = = = 189 N.m M = ()Mdn = 1,5189 = 283,5 N.m; [M]gt: Trị số mômen cho phép mà hộp giảm tốc có thể truyền được; [M]gt = 9550 = 2,09550 = 363 N.m; = 2,0: Bội số của mômen mở máy. Ta thấy, động cơ được chọn thỏa mãn điều kiện: M [M]gt Tốc độ thực tế của cabin trong quá trình chuyển động ổn định: Vtt = = = 3,05 m/s; Mômen cản tĩnh khi mở máy quy về trục động cơ: M = = = 164 N.m; Mômen cản tĩnh khi phanh quy về trục động cơ là: M = = = 105 N.m; Mômen phanh quy về trục động cơ là: Mp = kphM= 2,01,105 = 211 N.m; Với kph: hệ số an toàn phanh Ở chế độ làm việc nặng: kph = 2,01 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