Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT

Trang1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong xu thế hội nhập và phát triển cùng với các nước trên thế giới, gần đây
Đảng và nhà nước ta đã xác đònh đưa nghành công nghiệp xây dựng dân dụng lên
một tầm cao mới, bằng việc đầu tư nhiều trang thiết bò máy móc hiện đại, đáp ứng
tốt nhu cầu xây dựng và tạo đà cho sự phát triển kinh tế xã hội ở nước ta. Trong
sự phát triển chung ấy nhiều công nghệ tiên tiến đã được áp dụng mà trong đó
không thể thiếu sự khai thác, sử dụng cũng như tiến tới tự thiết kế chế tạo các
máy móc và thiết bò xây dựng hiện đại, đặc biệt là thiết kế chế tạo thang máy
phục vụ cho việc xây dựng các công trình nhà ở cao tầng.
Dễ thấy rằng thang máy phục vụ trong lónh vực xây dựng dân dụng rất đa
dạng không những về chức năng, về đặc tính kỹ thuật, về hình dáng kích thước,
trọng lượng mà còn cả về đặc điểm làm việc, mức độ tự động hoá… tuy nhiên nếu
xét trên phương diện tính toán thiết kế và cấu tạo thì nhiều phương pháp tính và
các cụm chi tiết có thể dùng chung cho các thang máy khác nhau. Việc lắm được
các vấn đè vừa nêu, nó làm cơ sở cho việc khai thác và sử dụng hiệu quả hơn và
cũng là tiền đề cho việc thiết kế chế tạo thang máy mới.
Qua bốn chương đã thực hiện trong đề tài tốt nghiệp của mình tôi hy vọng đã
đề cập đến những phương pháp lựa chọn bố trí thang máy, cách tính toán hệ
thống truyền động và thiết bò của thang.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, nhưng với thời gian, trình độ,kinh nghiệm thực
tế còn hạn chế và tài liệu chuyên nghành còn thiếu nhiều, nên chắc chắn đề tài
này còn nhiều sai sót, rất mong quý thầy cô đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện
hơn.
Cuối cùng xin trân thành cảm ơn thầy Th.S.Trần Doãn Hùng, thầy Nguyễn
Thắng Xiêm đã tận tình hướng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến quý báu giúp cho
tôi hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này. Nhân đây, tôi cũng xin cảm ơn đến sự

dựng công trình và giảm được kinh phí đầu tư.
Song song với việc phát triển không ngừng đó thì chúng ta cũng gặp không ít
khó khăn. Đó là chúng ta còn rất bò động trong việc đầu tư trang thiết bò máy
móc. Hầu hết những thiết bò máy móc hiện đại đều phải nhập hoặc được viện trợ
từ nước ngoài, đội ngũ cán bộ kỹ thuật của chúng ta còn hạn chế về trình độ
chưa được đào tạo nâng cao, một số công trình mang tính hiện đại thì chúng ta
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT

Trang3
chưa thể thiết kế xây dựng được mà phải nhờ đến đội ngũ cán bộ kỹ thuật có
trình độ cao của nước bạn mới giải quyết được.
Nói chung ngành công nghiệp xây dựng dân dụng ở nước ta đã có một sự
phát triển mạnh mẽ và có sự đầu tư hết sức thiết thực của nhà nước ta.
1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MÁY XÂY DỰNG
1.2.1 Ý nghóa và vai trò của máy xây dựng:
Xây dựng và phát triển các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp cơ
sở hạ tầng…đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế xã hội ở nước ta
hiện nay. Vì vậy bên cạnh tăng cường về đầu tư tài chính thì việc áp dụng những
công nghệ mới nhằm nâng cao chất lượng, hạ giá thành cũng như đảm bảo tiến
độ thi công là việc làm hết sức cần thiết.
Với việc ứng dụng công nghệ mới tiên tiến thì việc sử dụng máy móc thiết
bò là điều tất yếu. Khi đó các thiết bò máy móc phục vụ trong xây dựng nói
chung và thang máy nói riêng không chỉ giúp tăng năng suất lao động, tăng nhòp
độ thi công mà còn là yếu tố không thể thiếu được để đảm bảo chất lượng, giảm
giá thành công trình và thậm chí trở thành nhân tố quyết đònh đến sự hình thành
một công trình hiện đại.
Thực tế xây dựng ở các nước tiên tiến cũng như ở nước ta đã chỉ ra rằng việc

Đây là nhóm máy bao gồm nhóm máy và thiết bò phục vụ quá trình thi công
đất, ổn đònh và gia cố nền móng trong xây dựng cơ bản. Do tính đa dạng của
chúng nên trong thực tế người ta thường phân nhỏ nhóm máy này thành các loại
máy sau:
- Máy đào và vận chuyển đất như máy ủi, máy cạp, máy san, máy bốc xúc…
- Máy xúc (đào): như máy xúc (đào) một gầu, máy đào nhiều gầu… trong
thực tế tuỳ theo quỹ đạo chuyển động của thiết bò công tác cũng có thể phân nhỏ
hơn nữa như máy đào một gầu có thể chia thành máy đào gầu thuận, gầu ngược,
gầu dây, gầu ngoạm…
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT

Trang5
- Máy và thiết bò đầm như lu chân cừu, lu bánh lốp, lu rung, đầm động…
- Máy và thiết bò đóng hạ cọc như các loại búa đóng cọc (búa diêzen, bú
thuỷ lực, búa rung, búa va rung), thiết bò ép cọc, máy khoan cọc nhồi…
- Máy và thiết bò ổn đònh nền móng như các máy phay trộn tại chỗ (một rôto
hoặc liên hợp), máy cắm bấc thấm, máy và thiết bò hạ cọc cát…
5. Nhóm máy sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng
6. Nhóm máy và thiết bò hoàn thiện
Máy và thiết bò hoàn thiện thường có kích thước và công suất không lớn.
Chúng bao gồm các máy và thiết bò phục vụ công tác phun sơn, vôi, mài tường,
mài và đánh bóng sàn, cầu thang; các thiết bò phục vụ công tác vệ sinh, lau rửa
mặt ngoài; các thiết bò cưa cắt …
7. Nhóm máy và thiết bò chuyên dùng
Đây là nhóm máy phục vụ công tác thi công cho một loại công việc xây
dựng có đặc thù riêng như thi công mặt đường (máy rải đá, bê tông, asphalt bê
tông; máy bóc lớp mặt đường, máy và thiết bò gia nhiệt nhựa đường, trạm trộn

Nhiều quốc gia trên thế giới đã quy đònh, đối với các toà nhà cao sáu tầng
trở lên đều phải được trang bò thang máy để đảm bảo cho người đi lại thuận tiện,
tiết kiệm thời gian và tăng năng suất lao động.
Với các nhà nhiều tầng có chiều cao lớn thì việc trang bò thang máy là bắt
buộc để phục vụ việc đi lại trong toà nhà. Nếu vấn đề vận chuyển người trong
những toà nhà này không được giải quyết thì các dự án xây dựng các toà nhà
cao tầng không thành hiện thực.
Thang máy là một thiết bò vận chuyển đòi hỏi tính an toàn nghiêm ngặt, nó
liên quan trực tiếp đến tài sản và tính mạng con người, vì vậy, yêu cầu chung đối
với thang máy khi thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vân hành, sử dụng và sửa chữa phải
tuân thủ một cách nghiêm ngặt các yêu cầu về kỹ thuật an toàn được quy đònh
trong các tiêu chuẩn, quy trình, quy phạm.
Thang máy chỉ có cabin đẹp , sang trọng, thông thoáng, êm dòu thì chưa đủ
điều kiện để đưa vào sử dụng mà phải có đầy đủ các thiết bò an toàn, đảm bảo
độ tin cậy như: điện chiếu sáng dự phòng khi mất điện, điện thoại nội bộ,
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT

Trang7
chuông báo, bộ hãm bảo hiểm, an toàn cabin (đối trọng), công tắc an toàn của
cửa cabin, khoá an toàn cửa tầng, bộ cứu hộ khi mất điện nguồn v.v.
1.3.2 Lòch sử phát triển của thang máy:
Cuối thế kỷ 19, trên thế giới mới chỉ có một vài hãng thang máy ra đời như
OTIS; Schindler. Chiếc thang máy đầu tiên đã được chế tạo và đưa vào sử dụng
của hãng thang máy OTIS (mỹ) năm 1853. đến năm 1874 hẵng Schindler ( thụy
sỹ ) đã chế tạo thành công những thang máy khác. Lúc đầu bộ tời kéo chỉ có một
tốc độ, cabin có kết cấu đơn giản, cửa tầng đóng mở bằng tay, tốc độ di chuyển
của cabin thấp.


Hình 1.1: Thang máy điện có bộ tời đặt phía trên giếng thang:
a, b) dẫn động cabin bằng puly ma sát;
c) dẫn động cabin bằng tang cuốn cáp.
1.3.3.1 Theo hệ thống dẫn động cabin
a) Thang máy dẫn động điện (hình 1.1)
Loại này dẫn động cabin lên xuống nhờ động cơ điện truyền qua hộp giảm
tốc tới puly ma sát hoặc tang cuốn cáp. Chính nhờ cabin được treo bằng cáp mà
hành trình lên xuống của nó không bò hạn chế. Ngoài ra còn có loại thang dẫn
động cabin lên xuống nhờ bánh răng (chuyên dùng để chở người và vật liệu
phục vụ xây dựng các công trình cao tầng).
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT

Trang9

b) Thang máy thủy lực (bằng xylanh – pittông) (hình 1.3).
Đặc điểm của loại thang máy này là cabin được đẩy từ dưới lên nhờ pistông
– xylanh thủy lực nên hành trình bò hạn chế.

c) Thang máy khí nén.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT

Trang10



Trang11

- Loại nhỏ: Q < 500kg;
- Loại trung bình: Q = 500 ¸ 1000 kg;
- Loại lớn: Q = 1000 ¸ 1600 kg;
- Loại rất lớn: Q > 1600 kg.
1.3.3.5 Theo kết cấu các cụm cơ bản:
a) Theo kết cấu của bộ tời kéo:
- Bộ tời kéo có hộp giảm tốc;
- Bộ tời kéo không có hộp giảm tốc:
thường dùng cho các loại thang máy có tốc độ cao (v > 2,5 m/s);
- Bộ tời kéo sử dụng động cơ một tốc độ, hai tốc độ, động cơ điều chỉnh vô
cấp, động cơ cảm ứng tuyến tính (LIM – linear Induction Motor);
- Bộ tời kéo có puly ma sát hoặc tang cuốn cáp để dẫn động cho cabin lên
xuống.
+ Loại có puly ma sát ( hình 1.1 a,b ) khi puly quay kéo theo cáp chuyển
động là nhờ ma sát cua puly và cáp. Loại này đều phải có đối trọng.
+ Loại có tang cuốn cáp ( hình 1.1 c ), khi tang cuốn cáp hoặc nhả cáp kéo
theo cabin lên hoặc xuống. Loại này có hoặc không có đối trọng.
b) Theo hệ thống cân bằng:
- Có đối trọng (hình 1.1 a);
- Không có đối trọng (hình 1.1 c);
- Có cáp hoặc xích cân bằng dùng cho những thang máy có hành trình lớn;
- Không có cáp hoặc xích cân bằng.
c) Theo cách treo cabin và đối trọng:
- Treo trực tiếp vào dầm trên của cabin (hình1.1a);
- Có palăng cáp (thông qua các puly trung gian) vào dầm trên của cabin
(hình 1.1b);
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

1.3.3.7 Theo quỹ đạo di chuyển của cabin:
a)Thang máy thẳng đứng:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT

Trang13

Là loại thang máy có cabin di chuyển theo phương thẳng đứng, hầu hết các
thang máy đang sử dụng theo loại này.
b) Thang máy nghiêng:
Là loại thang máy có cabin di chuyển nghiêng một góc theo phương thẳng
đứng.
c) Thang máy zigzag:
Là loại thang máy có cabin di chuyển theo đường zigzag.
1.4 CẤU TẠO CHUNG VÀ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA THANG
MÁY:
1.4.1 Cấu tạo chung và công dụng của thàng máy thi công:
Thang máy có nhiều kiểu dạng khác nhau nhưng nhìn chung có các bộ phận
chính sau: bộ tời kéo; cabin cùng hệ thống treo cabin, cơ cấu đóng mở cửa cabin
và bộ hãm bảo hiểm; cáp nâng; đối trọng và hệ thống cân bằng; hệ thống ray
dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động trong giếng thang; bộ phận giảm
chấn cho cabin và đối trọng đặt ở đáy giếng thang; hệ thống hạn chế tốc độ tác
động lên bộ hãm bảo hiểm để dừng cabin khi tốc độ hạ vượt quá giới hạn cho
phép; tủ điện điều khiển cùng các trang thiết bò điện để điều khiển tự động
thang máy hoạt động theo đúng chức năng yêu cầu và đảm bảo an toàn; cửa
cabin và các cửa tầng cùng hệ thống khoá liên động.
Khi thi công các nhà cao tầng, để nâng vật liệu lên các tầng nhà và cải thiện
điều kiện đi lại cho công nhân, người ta dùng thang máy chở hàng và người


Trang15

nâng cho trước mà cacbin có kích thước lớn hơn so với quy đònh thì cần phải có
người điều hành khống chế số người vào cabin.
- Tốc độ danh nghóa là tốc độ chuyển động của cabin theo tính toán và ghi
trong lý lòch máy.
- Tốc độ làm việc là tốc độ chuyển động thực tế của cabin trong thời kỳ
chuyển động ổn đònh.
- Tốc độ nhỏ là tốc độ chuyển động của cabin khi đến gần điểm dừng và
trước thời điểm phanh của cơ cấu dẫn động làm việc (để dừng chính xác và êm
dòu).
- Tốc độ kiểm tra là tốc độ chuyển động của cabin khi người có trách nhiệm
đứng trên nóc cabin để thực hiện công việc kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa.
- Chiều cao nâng của thang máy là khoảng cách theo phương thảng đứng
giữa sàn tầng dưới cùng và trên cùng của toà nhà.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT


SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT

Trang17

R
R
A - A
A
A

Hình 2.1: Sơ đồ động của thang máy kiểu cáp kéo

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT

Trang18

Phương án 2: thiết kế thang máy kiểu tự leo.


nhờ bánh răng chủ động 1 của

cơ cấu dẫn động ăn khớp với

thanh răng 2. Thanh răng đặt

dọc theo cột trên suốt chiều

dài, cơ cấu dẫn động đặt trê
n
cabin và thường là tời điện

đảo chiều với hộp giảm tốc

trục vít – bánh vít. Đầu trục
ra
cảu bánh vít là bánh răng dẫn

động 1 của cơ cấu. Phía bên
Hình 2.2: thang
m
áy
chở hàng và người
truyền động bánh răng – thanh răng:
a) Hình chung; b) Cơ cấu truyền động
bánh răng – thanh răng.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng

Máy có thể làm việc theo nhiều chế độ khác nhau tuỳ theo yêu cầu sử dụng.
Chế độ làm việc của các cơ cấu đặc trưng bằng các chỉ tiêu sau đây:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT

Trang20

a) Cường độ làm việc của cơ cấu:
CĐ% =
T
t
100 = 100.
10
5,2
= 25%
Trong đó: t- thời gian chạy máy trong một chu kỳ làm việc, t = 2,5 phút.
T- tổng thời gian một chu kỳ làm việc của cơ cấu, bao gồm các
thời gian chạy máy và dừng máy, thường được tính không quá 10phút.
b) Hệ số sử dụng trong ngày:
k
ng
=
24
ng
T
=
24
16

tb
= 200750 kg
Q- tải trọng danh đònh của cơ cấu = 1000 kg
Ngoài ra chúng ta cũng cần chú ý đến một số chỉ tiêu phụ khác như số lần
mở máy trong 1h (m), số chu kỳ làm việc trong 1h ( a
ck
), nhiệt độ môi trường
xung quanh v.v…
Chế độ làm việc là đặc tính rất quan trọng của máy. Trong mỗi bước tính
toán các cơ cấu, cũng như kết cấu kim loại của máy, chúng ta cần chú ý đến chế
độ làm việc của máy. Chế độ làm việc của thang máy được xác đònh theo kinh
nghiệm trên cơ sở nhiều loại máy trục khác.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT

Trang21

Ở đây ta thiết kế thang máy làm việc ở chế độ trung bình. Sau đây là bảng
số liệu về chế độ làm việc của máy:

Chế độ làm việc Trung bình
Cường độ làm việc CĐ%
Hệ số sử dụng trong ngày k
ng

Hệ số sử dụng trong năm k
n


2.2.3 Tính toán tải trọng cho thang:
2.2.3.1 Các trường hợp tải trọng:
Khi tính toán các cơ cấu của máy, người ta phân biệt ba trường hợp tải trọng
tính toán đối với trạng thái làm việc và không làm việc.
Trường hợp I:
ổ lăn
Bánh răng
Trục và các chi tiết khác
ổ lăn
Bánh răng
Trục và các chi tiết khác
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT

Trang22

Tải trọng bình thường của trạng thái làm việc bao gồm trọng lượng danh
nghóa của vật nâng và bộ mang, các tải trọng động trong quá trình và hãm cơ
cấu.
Đối với trường hợp này các chi tiết trong cơ cấu được tính theo sức bền tónh
và theo sức bền mỏi. Các chi tiết không quay cũng như không chòu ứng suất thay
đổi khi quay thì chỉ tính theo sức bền tónh.
Trường hợp II:
Tải trọng lớn nhất của trạng thái làm việc bao gồm trọng lượng danh nghóa
của vật nâng và bộ phận mang, trọng lượng bản thân máy, tải trọng động lớn
nhất xuất hiện khi mở máy và phanh đột ngột hoặc khi mất điện, có điện bất
ngờ, tải trọng gió lớn nhất ở trạng thái làm việc và tải trọng do độ dốc lớn nhất
có thể. Các trò số tải trọng lớn nhất của trạng thái làm việc thường hạn chế bởi

phụ thuộc vào chế độ làm việc của thang.
Với chế độ làm việc trung bình ta chọn k
2
=1,2.
P
Q
=1,2.10000 = 12000 N.
b) Tải trọng di động:
Tải trọng này sinh ra do trọng lượng vật nâng và bộ phận mang vật.
Q
0
=10000 N.
c) Lực quán tính ngang:
Lực này xuất hiện khi mở máy và phanh, lực đặt tại điểm cố đònh của ròng
rọc trên có trò số bằng 0,1 trọng lượng vật nâng.
P
qt
= 0,1.Q
P
qt
=0,1.10000 = 1000 N.
d) Tải trọng gió:
Toàn bộ tải trọng gió được xem là tác dụng theo phương ngang và được tính
theo công thức.
P
g
= q
g
.n.c.b.A [3-tr.14]
Trong đó: q

nâng đặc biệt là thang máy.
Các yêu cầu chung đối với cáp là:
- An toàn trong sử dụng;
- Độ mềm cao dễ uốn cong, đảm bảo độ nhỏ gọn của cơ cấu và của máy;
- Đảm bảo độ êm dòu, không gây ồn khi làm việc trong cơ cấu và máy nói
chung;
- Trọng lượng riêng nhỏ, giá thành thấp;
- Đảm bảo độ bền lâu, thời hạn sử dụng lớn.
Vì cơ cấu làm việc với động cơ điện, vận tốc cao. Nên ta chọn dây cáp cho
cơ cấu vì nó có ưu điểm hơn so với xích hàn, xích tấm và là loại dây thông dụng
nhất trong ngành máy trục hiện nay.
Trong các kiểu kết cấu dây cáp thì kết cấu kiểu LK-P theo TOCT2588-55 có
tiếp xúc đường giữa các sợi thép ở các lớp kề nhau, sử dụng rất lâu hỏng và rộng
rãi. Vật liệu chế tạo là các sợi thép có gới hạn bền 1200 – 2100 N/mm
2
. vậy ta
chon cáp 1K-P19x10, với giới hạn bền các sợi thép trong khoảng 1500 -1600
N/mm
2
để dễ dàng trong việc thay cáp sau khi bò mòn đứt.
2.3.1.2 Palăng giảm lực:
Palăng dùng để giảm lực căng dây cáp của cơ cấu nâng. Kết cấu của palăng
gồm hai bộ phận chủ yếu là ròng rọc di động và ròng rọc cố đònh, một đầu dây
cáp của palăng được kẹp chặt trên khung máy còn đầu kia cuốn vào tang của cơ
cấu nâng.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Luận văn tốt nghiệp GVHD:Th.S.Trần Doãn Hùng
SVTH: Phạm Văn Huyền Lớp 43CT


S
max
=
ta
o
m
Q
ll
l
)1.(
)1.(
-
-
=
22
98,0).98,01.(1
)98,01(10000
-
-
= 5259,75» 5259 N
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com