Cấu tạo thang máy: Sơ đồ, bộ phận và nguyên lý hoạt động

Cấu tạo thang máy gồm nhiều bộ phận cơ khí, điện điều khiển, thiết bị an toàn và không gian xây dựng phối hợp với nhau để đưa cabin di chuyển giữa các tầng. Đối với thang cáp kéo thông dụng, các thành phần chính gồm máy kéo, cáp hoặc dây đai, cabin, đối trọng, ray dẫn hướng, cửa thang, tủ điều khiển và hệ thống bảo vệ.

Tuy nhiên, không phải mọi thang máy đều có cấu tạo giống nhau. Thang thủy lực sử dụng xi lanh và bộ nguồn dầu; thang trục vít sử dụng trục vít cùng cơ cấu đai ốc; một số sàn nâng không có đối trọng hoặc cáp treo cabin.

Vì vậy, muốn hiểu đúng cấu tạo của thang máy, trước tiên phải xác định công nghệ dẫn động và phạm vi sử dụng của thiết bị.

Trả lời nhanh: Một hệ thống thang máy hoàn chỉnh có thể chia thành bốn nhóm: kết cấu giếng thang, hệ thống dẫn động cơ khí, hệ thống điện điều khiển và hệ thống an toàn – cứu hộ. Cấu tạo cụ thể thay đổi theo công nghệ, tải trọng, tốc độ, hành trình và model thiết bị.

Bài viết tập trung giải thích thang cáp kéo vì đây là công nghệ phổ biến trong nhà ở, khách sạn, văn phòng và công trình công cộng. Cấu tạo thang thủy lực, trục vít và sàn nâng được phân biệt ở phần riêng để tránh áp dụng nhầm.

Đối với công trình nhà ở, cùng một nhóm sản phẩm thang máy gia đình có thể sử dụng công nghệ cáp kéo, thủy lực hoặc trục vít, vì vậy cấu tạo và yêu cầu xây dựng không hoàn toàn giống nhau.

Sơ đồ cấu tạo thang máy theo từng vị trí

Cấu tạo của thang máy cáp kéo có thể hình dung theo bốn khu vực:

Vị trí trên chỉ mang tính mô tả cấu hình phổ biến. Một số thang không phòng máy đặt máy kéo trong giếng thang và tủ điều khiển gần cửa tầng. Vị trí chính xác phải lấy theo bản vẽ của từng model.

Cấu tạo thang máy gồm những hệ thống nào?

Mỗi nhóm có nhiệm vụ riêng nhưng phải hoạt động đồng bộ. Một máy kéo tốt không thể bù cho ray lắp sai, cửa không ổn định hoặc hệ thống điều khiển không tương thích.

Bảng các bộ phận chính của thang máy cáp kéo

Không phải model nào cũng sử dụng đầy đủ tất cả bộ phận trong bảng. Cáp hoặc xích bù thường chỉ cần thiết với cấu hình có hành trình, tải trọng hoặc tốc độ phù hợp.

Kết cấu và không gian lắp đặt thang máy

Giếng thang

Giếng thang là không gian thẳng đứng để cabin, đối trọng và các thiết bị liên quan di chuyển. Bên trong giếng thường có:

• Ray cabin và ray đối trọng;
• Cửa tầng;
• Cáp hoặc dây đai;
• Cáp điện di động;
• Cảm biến và công tắc giới hạn;
• Giá đỡ ray;
• Hệ thống điện giếng thang;
• Máy kéo trong cấu hình không phòng máy.

Giếng thang có thể được xây bằng bê tông cốt thép, tường xây kết hợp cột chịu lực hoặc khung thép. Kết cấu phải đáp ứng phản lực của thiết bị, vị trí bắt giá ray, độ chính xác lắp đặt và yêu cầu tiếp cận bảo trì.

Không nên hiểu giếng thang chỉ là phần khoảng trống đặt cabin. Đây còn là không gian kỹ thuật chứa phần lớn thiết bị của hệ thống.

Hố pít

Hố pít là phần giếng thang nằm dưới cao độ sàn hoàn thiện của điểm dừng thấp nhất. Khu vực này có thể bố trí:

• Bộ giảm chấn cabin;
• Bộ giảm chấn đối trọng;
• Puly căng cáp hạn chế tốc độ;
• Công tắc dừng;
• Đèn chiếu sáng và ổ cắm;
• Điểm tiếp địa;
• Bệ và chân ray;
• Thang tiếp cận hoặc phương tiện vào hố theo thiết kế.

Chiều sâu hố pít không có một giá trị chung áp dụng cho mọi thang máy. Kích thước phụ thuộc model, tốc độ, bộ giảm chấn, kết cấu cabin và yêu cầu về không gian bảo vệ.

Chủ đầu tư có thể xem thêm bài hố pít thang máy gia đình để hiểu cách xác định chiều sâu, cao độ hoàn thiện và yêu cầu xây dựng.

Tầng trên cùng

Chiều cao tầng trên cùng là khoảng cách cần thiết để cabin đạt điểm dừng cao nhất mà vẫn bảo đảm:

• Khoảng hở phía trên cabin;
• Hành trình an toàn;
• Không gian cho thiết bị trên nóc cabin;
• Vị trí máy kéo trong cấu hình không phòng máy;
• Không gian bảo vệ dành cho kỹ thuật viên;
• Điều kiện lắp đặt, cứu hộ và bảo trì.

Không được tự ý giảm chiều cao tầng trên cùng hoặc lấy phần thiếu của hố pít để bù sang phía trên. Mọi cấu hình giảm kích thước phải được nhà sản xuất hoặc nhà cung cấp xác nhận bằng bản vẽ.

Phòng máy hoặc khu vực đặt máy

Thang có phòng máy thường đặt máy kéo, tủ điều khiển và một số thiết bị liên quan trong phòng riêng. Với thang không phòng máy, máy kéo được đặt trong giếng thang; tủ điều khiển có thể nằm trong tủ kỹ thuật, gần cửa tầng hoặc tại vị trí khác theo thiết kế.

“Không phòng máy” không có nghĩa là thang không có máy kéo hoặc không cần không gian bảo trì. Khác biệt chính nằm ở cách bố trí thiết bị.

Hệ thống dẫn động của thang máy cáp kéo

Máy kéo và puly kéo

Máy kéo tạo mô-men làm quay puly kéo. Nhờ ma sát giữa puly với cáp hoặc dây đai, cabin và đối trọng di chuyển theo hai hướng ngược nhau.

Máy kéo thang máy thường được phân loại thành:

• Máy kéo có hộp số;
• Máy kéo không hộp số;
• Máy kéo dành cho thang có phòng máy;
• Máy kéo dành cho thang không phòng máy.

Không nên mô tả máy kéo đơn giản là “động cơ kéo cabin lên xuống”. Trong cấu hình cáp kéo có đối trọng, máy kéo điều khiển một hệ thống đã được cân bằng một phần, nhờ đó giảm mô-men cần thiết trong nhiều trạng thái vận hành.

Chất lượng vận hành còn phụ thuộc vào:

• Đường kính và biên dạng rãnh puly;
• Loại cáp hoặc dây đai;
• Sơ đồ treo;
• Bộ mã hóa;
• Biến tần;
• Tải trọng;
• Căn chỉnh cơ khí;
• Chương trình điều khiển.

Vì vậy, không thể đánh giá toàn bộ thang máy chỉ dựa vào công suất hoặc thương hiệu máy kéo.

Phanh máy kéo

Phanh máy kéo giữ cho puly và cabin đứng yên khi thang dừng. Trong cấu hình thông dụng, phanh được nhả bằng điện khi hệ thống cho phép chạy và đóng lại khi cabin dừng hoặc nguồn điều khiển bị ngắt.

Phanh máy kéo không phải bộ hãm an toàn:

• Phanh máy kéo giữ chuyển động tại cụm dẫn động;
• Bộ hãm an toàn tác động lên ray khi hệ thống bảo vệ được kích hoạt.

Việc kiểm tra độ mở, lực phanh, bề mặt ma sát và công tắc giám sát phải thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Cáp thép hoặc dây đai

Cáp hoặc dây đai là thành phần của hệ thống treo, truyền lực giữa cabin, puly và đối trọng. Thang máy thường sử dụng nhiều sợi cáp hoặc nhiều dây đai thay vì chỉ có một phần tử treo.

Các thông số quan trọng gồm:

• Số lượng;
• Đường kính hoặc kích thước;
• Khả năng chịu lực;
• Kiểu đầu cáp;
• Sơ đồ treo;
• Độ căng giữa các sợi;
• Quan hệ giữa puly với cáp;
• Điều kiện kiểm tra và thay thế.

Không nên đánh giá cáp chỉ theo số năm sử dụng. Mức độ mài mòn, biến dạng, ăn mòn, số sợi đứt và độ căng không đều mới là các dấu hiệu phải được kiểm tra.

Chủ sử dụng không được tự bôi dầu, mỡ hoặc hóa chất lên cáp nếu không có hướng dẫn kỹ thuật phù hợp. Xử lý sai có thể làm thay đổi khả năng bám giữa cáp và puly.

Để phân biệt cáp thép tròn, đai thép phủ, cấu trúc FC/IWRC và cách lựa chọn theo máy kéo – puly, xem thêm cáp thang máy

Sơ đồ treo 1:1 và 2:1

Trong sơ đồ treo 1:1, vận tốc cáp và vận tốc cabin có quan hệ trực tiếp theo thiết kế. Trong sơ đồ 2:1, cáp đi qua các puly treo cabin hoặc đối trọng để tạo quan hệ truyền động khác.

Sơ đồ 2:1 có thể giúp thay đổi mô-men yêu cầu, tốc độ cáp và cách bố trí thiết bị, nhưng làm tăng số puly và chiều dài cáp.

Không nên tự lựa chọn tỷ số treo chỉ theo tải trọng. Sơ đồ phải đồng bộ với máy kéo, puly, cáp, tốc độ và kết cấu khung cabin.

Cáp hoặc xích bù

Khi cabin di chuyển, phần cáp treo nằm về phía cabin và phía đối trọng thay đổi. Với thang có hành trình lớn, sự thay đổi khối lượng này có thể ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng.

Hệ thống có thể sử dụng cáp bù hoặc xích bù để:

• Cân bằng phần khối lượng cáp thay đổi;
• Hỗ trợ máy kéo làm việc ổn định;
• Hạn chế ảnh hưởng đến mô-men theo vị trí cabin;
• Cải thiện trạng thái vận hành ở hành trình phù hợp.

Thang gia đình hành trình ngắn thường không cần bộ phận này. Việc sử dụng phải theo tính toán của nhà sản xuất.

Cabin và hệ thống dẫn hướng

Cabin thang máy

Cabin là không gian trực tiếp chở người hoặc hàng. Cấu tạo cabin có thể gồm:

• Vách;
• Trần;
• Sàn;
• Tay vịn;
• Đèn chiếu sáng;
• Quạt thông gió;
• Bảng điều khiển;
• Cửa cabin;
• Thiết bị báo quá tải;
• Hệ thống liên lạc khẩn cấp.

Vỏ cabin chủ yếu tạo không gian sử dụng và hoàn thiện thẩm mỹ. Tải được truyền từ sàn cabin qua khung chịu lực đến hệ thống treo.

Vật liệu trang trí đẹp không thay thế được yêu cầu về khung chịu lực, độ cứng, tải trọng và chất lượng lắp đặt.

Khung cabin

Khung cabin là kết cấu chịu lực liên kết cabin với:

• Cáp hoặc dây đai;
• Puly treo nếu sử dụng sơ đồ 2:1;
• Guốc dẫn hướng;
• Bộ hãm an toàn;
• Thiết bị cân tải;
• Các bộ phận cơ khí liên quan.

Kết cấu khung phải phù hợp với tải trọng, hướng mở cửa, kích thước cabin và vị trí đặt bộ hãm an toàn.

Đối trọng

Đối trọng được tính toán để cân bằng khối lượng cabin và một phần tải định mức. Khi cabin đi lên, đối trọng đi xuống và ngược lại.

Đối trọng giúp:

• Giảm mô-men cần thiết tại máy kéo;
• Hỗ trợ hệ thống vận hành ổn định;
• Giảm tải cho một số thành phần dẫn động;
• Tối ưu năng lượng trong nhiều trạng thái.

Đối trọng thường gồm khung và các phiến trọng lượng. Khung đối trọng có ray và guốc dẫn hướng riêng.

Không được tự ý thêm hoặc bớt phiến đối trọng khi chưa có tính toán và hướng dẫn kỹ thuật.

Ray dẫn hướng

Trong thang cáp kéo thông dụng, ray thường là ray thép định hình được lắp dọc giếng thang. Hệ thống gồm:

• Ray cabin;
• Ray đối trọng.

Ray có các chức năng:

• Dẫn cabin và đối trọng chuyển động theo phương xác định;
• Hạn chế dao động ngang;
• Tạo bề mặt để bộ hãm an toàn cabin tác động;
• Duy trì quan hệ hình học giữa các bộ phận trong giếng thang.

Ray không phải bộ phận trực tiếp kéo hoặc nâng cabin trong vận hành bình thường.

Độ thẳng, khoảng cách ray, mối nối, vị trí giá đỡ và chất lượng căn chỉnh ảnh hưởng trực tiếp đến độ rung và tiếng ồn.

Guốc dẫn hướng

Guốc dẫn hướng được lắp trên khung cabin và khung đối trọng. Tùy thiết kế, hệ thống có thể sử dụng:

• Guốc trượt;
• Guốc con lăn.

Guốc giữ cabin bám theo ray nhưng vẫn cho phép chuyển động dọc. Mòn guốc, căn chỉnh sai hoặc ray không thẳng có thể làm cabin rung, phát tiếng ồn và giảm chất lượng vận hành.

Hệ thống cửa thang máy

Cửa cabin

Cửa cabin di chuyển cùng cabin và được đóng mở bằng bộ truyền động cửa. Cụm cửa có thể gồm:

• Động cơ cửa;
• Bộ điều khiển cửa;
• Dây đai hoặc cơ cấu truyền động;
• Ray treo cánh cửa;
• Bánh xe cửa;
• Cảm biến vị trí;
• Cơ cấu liên kết với cửa tầng.

Cửa cabin chỉ được mở khi cabin nằm trong vùng cho phép và hệ thống xác nhận điều kiện an toàn.

Cửa tầng

Cửa tầng được lắp cố định tại từng điểm dừng, ngăn người sử dụng tiếp cận trực tiếp giếng thang.

Cửa tầng không tự chuyển động bằng một động cơ riêng trong mọi cấu hình. Ở hệ cửa tự động phổ biến, chuyển động từ cửa cabin được truyền qua cơ cấu liên kết để mở cửa tầng khi cabin dừng đúng vị trí.

Khóa cửa tầng

Khóa cửa tầng là một trong những thiết bị an toàn quan trọng nhất của thang máy. Thiết bị xác nhận cửa tầng đã đóng và khóa trước khi cho phép cabin vận hành bình thường.

Không nên chỉ kiểm tra việc cánh cửa đã khép bằng mắt. Tiếp điểm khóa, cơ cấu cơ khí, khe hở và khả năng đóng kín mới là những yếu tố cần kiểm tra.

Cảm biến bảo vệ cửa

Nhiều thang máy sử dụng rèm quang hoặc cảm biến quang điện để phát hiện người và vật cản trong vùng cửa. Khi phát hiện vật cản, cửa có thể mở lại hoặc không tiếp tục đóng theo chương trình.

Cảm biến cửa giúp hạn chế va chạm nhưng không thay thế khóa cửa tầng hoặc mạch an toàn.

Hệ thống điện và điều khiển

Tủ điều khiển

Tủ điện thang máy tiếp nhận tín hiệu và điều phối hoạt động của toàn hệ thống. Các chức năng có thể gồm:

• Nhận lệnh gọi tầng;
• Lựa chọn hướng di chuyển;
• Kiểm tra trạng thái an toàn;
• Điều khiển máy kéo và phanh;
• Điều khiển cửa;
• Xử lý tín hiệu vị trí;
• Giảm tốc và dừng tầng;
• Hiển thị trạng thái;
• Ghi nhận lỗi;
• Phối hợp với bộ cứu hộ.

Tủ có thể sử dụng bộ điều khiển chuyên dụng, bộ điều khiển logic hoặc giải pháp điện tử khác tùy hệ thống.

Không nên đánh giá tủ điều khiển chỉ dựa vào màu vỏ, tên bo mạch hoặc một linh kiện riêng lẻ. Tính tương thích với máy kéo, cửa, cảm biến và thiết bị an toàn quan trọng hơn.

Biến tần

Biến tần điều khiển tần số và điện áp cấp cho động cơ, qua đó kiểm soát tốc độ và mô-men.

Trong thang cáp kéo hiện đại, biến tần giúp:

• Khởi động có kiểm soát;
• Tăng tốc và giảm tốc theo đường cong cài đặt;
• Hỗ trợ dừng tầng chính xác;
• Hạn chế giật khi chạy và dừng;
• Quản lý mô-men theo tải và chiều di chuyển.

Biến tần phải được cài đặt phù hợp với động cơ, bộ mã hóa, tải trọng, tốc độ và thiết kế cơ khí. Không nên thay một model khác mà chỉ dựa vào công suất tương đương.

Bộ mã hóa

Bộ mã hóa thường được lắp trên động cơ hoặc máy kéo để cung cấp thông tin về:

• Tốc độ;
• Chiều quay;
• Vị trí tương đối;
• Trạng thái chuyển động.

Dữ liệu phản hồi giúp biến tần và bộ điều khiển kiểm soát máy kéo chính xác hơn.

Cảm biến vị trí và bằng tầng

Ngoài bộ mã hóa, thang máy có thể sử dụng:

• Cảm biến tầng;
• Cảm biến vùng cửa;
• Cảm biến bằng tầng;
• Công tắc giới hạn;
• Nam châm định vị;
• Thiết bị đọc vị trí tuyệt đối.

Hệ thống điều khiển sử dụng các tín hiệu này để xác định thời điểm tăng tốc, giảm tốc, dừng và mở cửa.

Mạch an toàn

Mạch an toàn giám sát trạng thái của các thiết bị bảo vệ như:

• Khóa cửa tầng;
• Công tắc cửa cabin;
• Nút dừng;
• Công tắc giới hạn;
• Bộ hạn chế tốc độ;
• Bộ hãm an toàn;
• Một số thiết bị giám sát khác theo thiết kế.

Khi một trạng thái không an toàn xuất hiện, thang không được khởi hành hoặc phải dừng theo logic bảo vệ.

Không được nối tắt tiếp điểm an toàn để duy trì vận hành. Việc xử lý lỗi phải do kỹ thuật viên xác định nguyên nhân và khắc phục đúng chức năng.

Bảng điều khiển cabin và nút gọi tầng

Bảng điều khiển cabin thường có:

• Nút chọn tầng;
• Nút mở và đóng cửa;
• Nút báo động;
• Hiển thị vị trí;
• Thiết bị liên lạc khẩn cấp;
• Chức năng đặc biệt tùy công trình.

Nút gọi tầng gửi yêu cầu phục vụ đến tủ điều khiển. Với hệ điều khiển tập hợp, tủ có thể xử lý nhiều lệnh theo chiều di chuyển và chương trình đã cài đặt.

Cáp điện di động

Cáp điện di động kết nối cabin với phần cố định của hệ thống. Cáp truyền điện và tín hiệu cho:

• Bảng điều khiển cabin;
• Đèn và quạt;
• Bộ truyền động cửa;
• Thiết bị cân tải;
• Cảm biến;
• Báo động;
• Hệ thống liên lạc;
• Camera, nếu có.

Cáp phải được bố trí đúng vị trí treo, bán kính uốn và hành trình để không va chạm với cabin, đối trọng hoặc thiết bị khác.

Hệ thống an toàn của thang máy

Bộ hạn chế tốc độ

Bộ hạn chế tốc độ, còn được gọi là bộ khống chế vượt tốc, giám sát tốc độ cabin. Khi tốc độ đạt đến ngưỡng tác động theo thiết kế, thiết bị có thể kích hoạt tiếp điểm an toàn và cơ cấu hãm.

Hệ thống hạn chế tốc độ cơ khí thường gồm:

• Bộ hạn chế tốc độ;
• Cáp hạn chế tốc độ;
• Puly căng cáp;
• Cơ cấu liên kết với bộ hãm an toàn.

Puly căng thường được bố trí trong hố pít để duy trì độ căng cần thiết cho cáp.

Bộ khống chế vượt tốc, thường được gọi là governor hoặc GOV, có nhiệm vụ giám sát tốc độ chuyển động của cabin. Khi tốc độ vượt ngưỡng thiết kế, thiết bị sẽ ngắt mạch an toàn và tác động thông qua cáp governor để kích hoạt bộ hãm bảo hiểm. Bộ hãm sau đó kẹp cabin trên ray dẫn hướng, giúp ngăn cabin tiếp tục chuyển động mất kiểm soát.

Bộ hãm an toàn

Bộ hãm an toàn, thường được gọi là thắng cơ thang máy, được lắp trên khung cabin.

Khi được kích hoạt, bộ hãm tác động lên ray để dừng và giữ cabin theo điều kiện thiết kế.

Bộ hạn chế tốc độ và bộ hãm an toàn phối hợp với nhau nhưng không phải một thiết bị:

• Hạn chế tốc độ phát hiện và kích hoạt;
• Cáp hạn chế tốc độ truyền tác động;
• Bộ hãm trực tiếp kẹp vào ray.

Bộ giảm chấn

Bộ giảm chấn được đặt trong hố pít, bên dưới cabin và đối trọng. Thiết bị hấp thụ một phần năng lượng nếu cabin hoặc đối trọng đi vượt vùng hành trình làm việc bình thường.

Tùy tốc độ và cấu hình, thang có thể sử dụng giảm chấn tích năng hoặc giảm chấn tiêu tán năng lượng phù hợp với thiết kế.

Bộ giảm chấn không phải thiết bị làm thang chạy êm hằng ngày. Độ êm phụ thuộc nhiều hơn vào máy kéo, biến tần, ray, guốc dẫn hướng, cáp và chất lượng căn chỉnh.

Công tắc giới hạn hành trình

Các công tắc giới hạn được bố trí tại vùng cuối hành trình. Nếu cabin đi đến vị trí không được phép, mạch an toàn sẽ thực hiện chức năng dừng theo thiết kế.

Công tắc giới hạn không thay thế cho việc cài đặt chính xác điểm giảm tốc và bằng tầng.

Thiết bị cân tải và chống quá tải

Thiết bị cân tải xác định tải trong cabin. Khi tải vượt giới hạn cho phép, hệ thống thường:

• Phát cảnh báo;
• Giữ cửa mở hoặc không cho đóng cửa;
• Không cho cabin khởi hành;
• Chỉ tiếp tục hoạt động sau khi tải được giảm.

Không nên xác định quá tải chỉ bằng số người vì khối lượng thực tế có thể khác nhau.

Bộ cứu hộ tự động

Khi mất điện, bộ cứu hộ tự động ARD có thể sử dụng nguồn dự phòng để đưa cabin đến tầng được thiết lập hoặc tầng phù hợp và mở cửa, nếu trạng thái thiết bị cho phép.

ARD không phải nguồn điện để thang tiếp tục vận hành bình thường trong thời gian dài. Khả năng cứu hộ phụ thuộc vào:

• Vị trí cabin;
• Tải trong cabin;
• Trạng thái mạch an toàn;
• Công suất bộ cứu hộ;
• Tình trạng ắc quy;
• Cấu hình máy kéo và tủ điều khiển.

Hệ thống cần được thử định kỳ thay vì chỉ kiểm tra tại thời điểm bàn giao.

Báo động và liên lạc khẩn cấp

Cabin cần có phương tiện để hành khách liên lạc với bên ngoài khi cần hỗ trợ. Tùy công trình, hệ thống có thể gồm:

• Chuông báo động;
• Điện thoại nội bộ;
• Bộ đàm thoại hai chiều;
• Kết nối với phòng trực;
• Module liên lạc qua mạng di động.

Người sử dụng không nên tự cạy cửa khi cabin dừng giữa tầng. Việc cứu hộ phải do người được hướng dẫn hoặc đơn vị kỹ thuật thực hiện theo quy trình.

Tiếp địa bảo vệ

Các phần kim loại có khả năng mang điện khi xảy ra sự cố phải được liên kết với hệ thống nối đất bảo vệ.

Hệ thống tiếp địa thang máy cần được thi công, liên kết và đo kiểm bằng thiết bị phù hợp. Không thể kết luận hệ thống đạt yêu cầu chỉ dựa vào việc đã đóng cọc hoặc nhìn thấy dây tiếp địa.

Giá trị điện trở và phương án nối đất phải căn cứ vào thiết kế điện, sơ đồ nguồn, thiết bị bảo vệ và tiêu chuẩn áp dụng cho công trình.

Nguyên lý hoạt động của thang máy cáp kéo

Bước 1: Tiếp nhận lệnh

Người dùng nhấn nút gọi tầng hoặc chọn tầng trong cabin. Tín hiệu được gửi về tủ điều khiển.

Bước 2: Kiểm tra điều kiện an toàn

Tủ điều khiển kiểm tra trạng thái cửa, khóa cửa tầng, mạch dừng, tải cabin và các tín hiệu bảo vệ cần thiết.

Nếu mạch an toàn chưa đầy đủ, thang không được khởi hành bình thường.

Bước 3: Nhả phanh và điều khiển máy kéo

Khi đủ điều kiện, tủ điều khiển cấp lệnh cho biến tần và nhả phanh máy kéo. Động cơ làm quay puly, tạo chuyển động cho cáp hoặc dây đai.

Bước 4: Cabin và đối trọng di chuyển

Cabin và đối trọng chuyển động theo hai hướng ngược nhau. Ray cùng guốc dẫn hướng giữ chuyển động ổn định trong giếng thang.

Bộ mã hóa và cảm biến liên tục cung cấp thông tin về tốc độ, vị trí và chiều di chuyển.

Bước 5: Giảm tốc và bằng tầng

Khi đến gần tầng đích, hệ thống giảm tốc theo chương trình. Cabin dừng sao cho sàn cabin gần bằng với sàn tầng trong giới hạn của thiết kế.

Bước 6: Đóng phanh và mở cửa

Sau khi cabin dừng và hệ thống xác nhận đúng vùng mở cửa, phanh máy kéo đóng lại. Bộ truyền động cửa mở cửa cabin và kéo cửa tầng mở thông qua cơ cấu liên kết.

Có thể tóm tắt nguyên lý hoạt động như sau:

Nhận lệnh → kiểm tra mạch an toàn → nhả phanh → máy kéo hoạt động → cabin di chuyển → giảm tốc → bằng tầng → đóng phanh → mở cửa.

Cấu tạo thang máy có phòng máy và không phòng máy

Không nên kết luận thang không phòng máy luôn tiết kiệm điện, an toàn hoặc bền hơn. Chất lượng phụ thuộc vào cấu hình, thiết kế, lắp đặt và chế độ bảo trì.

Cấu tạo thang cáp kéo, thủy lực và trục vít khác nhau thế nào?

Thang thủy lực

Thang thủy lực tạo chuyển động nhờ áp suất dầu tác động lên xi lanh. Bộ nguồn thường gồm:

• Động cơ điện;
• Bơm;
• Thùng dầu;
• Cụm van;
• Đường ống;
• Xi lanh và piston.

Một số hệ thống nâng cabin trực tiếp bằng piston. Cấu hình khác sử dụng xi lanh kết hợp cáp và puly. Vì vậy, không nên mô tả mọi thang thủy lực bằng một sơ đồ duy nhất.

Thang thủy lực thường được sử dụng trong phạm vi hành trình và tốc độ phù hợp, không nên mặc định là giải pháp cho nhà cao tầng.

Thang trục vít

Thang trục vít sử dụng chuyển động quay của trục vít và cơ cấu đai ốc để tạo chuyển động nâng hạ. Thiết bị có thể được tích hợp trong giếng thang hoặc khung bao đồng bộ của sản phẩm.

Dòng này có cấu tạo khác rõ rệt với thang cáp kéo và thường hoạt động ở tốc độ thấp hơn. Khả năng lắp nổi hoặc sử dụng hố pít nông phụ thuộc từng model.

Sàn nâng

Sàn nâng mô tả dạng thiết bị có mặt sàn chở người hoặc hàng, không tự xác định công nghệ dẫn động. Sàn nâng có thể sử dụng trục vít, thủy lực hoặc cơ cấu khác.

Vì vậy, không nên coi mọi sàn nâng đều là thang trục vít hoặc đều có cùng yêu cầu về hố pít.

Thang máy hoạt động thế nào trong tình huống đặc biệt?

Khi mất điện

Khi nguồn điện chính bị mất, thang dừng vận hành bình thường. Nếu có ARD và điều kiện hệ thống cho phép, bộ cứu hộ sẽ điều khiển cabin đến tầng phù hợp và mở cửa.

Cabin không nhất thiết luôn đi xuống tầng thấp hơn gần nhất. Hướng cứu hộ có thể được lựa chọn theo tải, mô-men, vị trí cabin và chương trình của hệ thống.

Nếu ARD không hoạt động, người trong cabin cần sử dụng chuông báo động hoặc thiết bị liên lạc và chờ đơn vị có trách nhiệm cứu hộ.

Khi mạch an toàn bị ngắt

Nếu khóa cửa, nút dừng, giới hạn hành trình hoặc thiết bị bảo vệ bị tác động, tủ điều khiển không cho thang chạy hoặc yêu cầu dừng theo thiết kế.

Không được nối tắt tiếp điểm để tiếp tục sử dụng khi chưa xác định nguyên nhân.

Khi xảy ra hỏa hoạn

Không sử dụng thang máy thông thường để thoát nạn khi xảy ra hỏa hoạn.

Cách thang phản ứng với tín hiệu báo cháy phụ thuộc vào thiết kế điều khiển và phương án phòng cháy của công trình. Thang máy chữa cháy hoặc thang phục vụ lực lượng chữa cháy là cấu hình riêng, không thể suy ra chỉ từ cấu tạo của thang tải khách thông thường.

Những nhầm lẫn thường gặp về cấu tạo thang máy

Mọi thang máy đều có cáp thép

Không đúng. Thang thủy lực và trục vít có nguyên lý dẫn động khác. Ngay trong nhóm cáp kéo, một số sản phẩm sử dụng dây đai thay cho cáp thép truyền thống.

Động cơ trực tiếp nâng toàn bộ cabin

Trong thang cáp kéo có đối trọng, máy kéo điều khiển hệ thống đã được cân bằng một phần. Không thể tính công suất chỉ bằng tổng khối lượng cabin và tải.

Phanh máy kéo và thắng cơ là một

Phanh máy kéo giữ cụm dẫn động. Thắng cơ tác động lên ray khi được kích hoạt. Hai thiết bị có vị trí và chức năng khác nhau.

Bộ giảm chấn giúp cabin chạy êm

Bộ giảm chấn là thiết bị bảo vệ ở vùng cuối hành trình, không phải bộ phận tạo độ êm trong hoạt động bình thường.

Thang không phòng máy không có máy kéo

Máy kéo vẫn tồn tại nhưng được bố trí trong giếng thang thay vì đặt trong phòng riêng.

Ray nâng đỡ cabin trong khi hoạt động

Ray có chức năng chính là dẫn hướng và làm bề mặt tác động của bộ hãm. Cabin được treo hoặc nâng bởi hệ dẫn động tương ứng với công nghệ.

ARD giúp thang hoạt động bình thường khi mất điện

ARD chỉ cung cấp chức năng cứu hộ trong thời gian và điều kiện giới hạn. Đây không phải nguồn điện dự phòng để sử dụng thang liên tục.

Máy kéo tốt quyết định toàn bộ chất lượng thang

Máy kéo chỉ là một thành phần. Tủ điều khiển, cửa, ray, khung cabin, thiết bị an toàn, thiết kế hệ thống và chất lượng lắp đặt đều ảnh hưởng đến vận hành.

Chủ đầu tư cần kiểm tra gì trong danh mục thiết bị?

Không nên chấp nhận một danh mục chỉ ghi chung “linh kiện nhập khẩu”. Model, chức năng, vị trí lắp đặt và khả năng tương thích giữa các thiết bị mới là thông tin có giá trị kỹ thuật.

Quy chuẩn và tiêu chuẩn cần tham khảo

Việc áp dụng quy chuẩn, tiêu chuẩn phải dựa trên đúng loại thiết bị và phạm vi công trình.

QCVN 02:2019/BLĐTBXH

QCVN 02:2019/BLĐTBXH quy định yêu cầu về an toàn lao động đối với thang máy và áp dụng cho các tổ chức, cá nhân liên quan đến thiết kế, sản xuất, nhập khẩu, lắp đặt, sử dụng, sửa chữa và bảo trì.

QCVN 32:2018/BLĐTBXH

QCVN 32:2018/BLĐTBXH áp dụng cho loại thang máy gia đình nằm trong phạm vi quy chuẩn.

Không phải mọi sản phẩm được gọi thương mại là thang máy gia đình đều mặc nhiên thuộc cùng một phạm vi. Cần kiểm tra công nghệ, tốc độ, hành trình, diện tích sàn và hồ sơ thiết bị.

TCVN 6396-20:2017

TCVN 6396-20:2017 quy định yêu cầu an toàn về cấu tạo và lắp đặt thang máy chở người và thang máy chở người và hàng thuộc phạm vi tiêu chuẩn.

Tiêu chuẩn đề cập đến thang dẫn động ma sát, dẫn động cưỡng bức và thủy lực, nhưng có các giới hạn và trường hợp loại trừ cụ thể.

TCVN 6396-50:2017

TCVN 6396-50:2017 quy định yêu cầu về thiết kế, tính toán, kiểm tra và thử nghiệm đối với các bộ phận thang máy thuộc phạm vi áp dụng.

Tiêu chuẩn này cần được xem xét cùng TCVN 6396-20:2017 khi đánh giá cấu tạo và thiết bị an toàn.

Câu hỏi thường gặp

Cấu tạo thang máy gia đình có khác thang tải khách không?

Nếu cùng sử dụng công nghệ cáp kéo, hai loại có nhiều bộ phận tương tự như máy kéo, cabin, đối trọng, ray, cửa, tủ điều khiển và thiết bị an toàn.

Sự khác nhau nằm ở tải trọng, tốc độ, kích thước, tần suất sử dụng, kiểu cửa, kết cấu cabin và cấu hình thiết bị. Thang gia đình dùng công nghệ thủy lực hoặc trục vít sẽ có cấu tạo khác đáng kể.

Bộ phận nào quan trọng nhất trong thang máy?

Không có một bộ phận duy nhất quyết định toàn bộ chất lượng. Máy kéo tạo chuyển động, tủ điều khiển điều phối hoạt động, cửa bảo vệ lối vào, còn các thiết bị an toàn giám sát và xử lý trạng thái bất thường.

Thang chỉ vận hành an toàn khi các bộ phận phù hợp và được lắp đặt đồng bộ.

Thang máy không có đối trọng được không?

Có. Thang thủy lực, trục vít và một số cơ cấu nâng khác có thể không sử dụng đối trọng như thang cáp kéo.

Không được tự ý loại bỏ đối trọng khỏi một cấu hình vốn được thiết kế có đối trọng.

Thang không phòng máy đặt máy kéo ở đâu?

Máy kéo thường được bố trí trong giếng thang, phổ biến tại khu vực phía trên. Vị trí chính xác phụ thuộc bản vẽ và phải bảo đảm khả năng kiểm tra, cứu hộ và bảo trì.

Hố pít thang máy có những thiết bị gì?

Hố pít có thể chứa giảm chấn cabin, giảm chấn đối trọng, puly căng cáp hạn chế tốc độ, công tắc dừng, đèn, ổ cắm và các điểm liên kết kỹ thuật khác.

Danh mục cụ thể phải theo bản vẽ của model thang.

Bộ cứu hộ có hoạt động khi thang bị lỗi không?

Không phải mọi trường hợp. ARD chủ yếu hỗ trợ khi mất điện và chỉ hoạt động khi trạng thái an toàn cùng thiết bị cho phép.

Nếu thang bị kẹt cơ khí, lỗi cửa hoặc lỗi mạch an toàn, hệ thống có thể không tự đưa cabin về tầng.

Có được sử dụng thang máy khi xảy ra hỏa hoạn không?

Không sử dụng thang máy thông thường để thoát nạn khi có hỏa hoạn. Người trong công trình cần tuân theo hướng dẫn thoát nạn và phương án phòng cháy đã được phê duyệt.

Thang máy chữa cháy là hệ thống có cấu hình và yêu cầu riêng.

Bao lâu phải kiểm tra các bộ phận thang máy?

Chu kỳ bảo trì và kiểm định phải tuân theo quy định, hướng dẫn của nhà sản xuất, điều kiện sử dụng và hợp đồng bảo trì.

Thang có tần suất hoạt động cao hoặc làm việc trong môi trường nhiều bụi, ẩm có thể cần kiểm tra thường xuyên hơn.

Kết luận

Cấu tạo thang máy không chỉ gồm cabin, cáp và động cơ. Một hệ thống hoàn chỉnh còn có đối trọng, ray dẫn hướng, cửa, tủ điều khiển, cảm biến, cáp điện di động, bộ hạn chế tốc độ, thắng cơ, giảm chấn, cứu hộ và nhiều thiết bị bảo vệ khác.

Trước khi lựa chọn thang máy, chủ đầu tư nên thực hiện bốn bước:

1. Xác định đúng công nghệ và nhu cầu sử dụng.
2. Yêu cầu danh mục thiết bị có model và chức năng rõ ràng.
3. Đối chiếu thiết bị với bản vẽ giếng thang và nguồn điện.
4. Chỉ thi công, lắp đặt sau khi hồ sơ được các bên thống nhất.

Thang Máy Alphalift Việt Nam tư vấn cấu hình dựa trên số tầng, tải trọng, diện tích giếng thang và điều kiện thực tế của từng công trình. Đội ngũ kỹ thuật sẽ đối chiếu máy kéo, tủ điều khiển, hệ thống cửa, thiết bị an toàn, hố pít và tầng trên cùng trước khi đề xuất phương án.

Liên hệ Thang Máy Alphalift Việt Nam

•  ☎️ Hotline 24/7: 0965.587.886
•  📧 Email: lienhe@alphaliftvietnam.com
• 💬 Chat Zalo –  Facebook
• Thông tin nên gửi: số tầng, tải trọng dự kiến, kích thước mặt bằng và hình ảnh hiện trạng
• Nội dung tư vấn: công nghệ thang, cấu hình thiết bị, yêu cầu xây dựng và phương án lắp đặt

Người phụ trách nội dung: Nguyễn Hoàng Anh – CEO Thang Máy Alphalift Việt Nam, Kỹ sư Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội, hơn 12 năm kinh nghiệm trong ngành thang máy.

Tài liệu tham khảo:

• • QCVN 02:2019/BLĐTBXH
  • QCVN 32:2018/BLĐTBXH
  • TCVN 6396-20:2017
  • TCVN 6396-50:2017

NHẬN TƯ VẤN TỪ ALPHALIFT VIỆT NAM