Lựa chọn máy kéo và thiết kế khung để cải tạo thang máy cũ

1. Bối cảnh cải tạo thang máy cũ

Với sự phát triển nhanh chóng của thị trường bất động sản của Trung Quốc, số lượng thang máy trong dịch vụ đã tăng lên đáng kể. Theo thời gian, nhiều thang máy cũ đã vượt quá tuổi thọ dịch vụ của họ, đối mặt với các vấn đề như lão hóa thiết bị, hiệu suất an toàn giảm, hiệu quả vận hành thấp và trục trặc thường xuyên, mang lại sự bất tiện lớn cho cuộc sống của người dân. Cải tạo thang máy cũ không chỉ cải thiện sự an toàn và độ tin cậy của chúng, nâng cao trải nghiệm đi xe, mà còn tăng giá trị chung của các tòa nhà. Dữ liệu từ Hiệp hội Thang máy Trung Quốc cũng cho thấy thang máy hiện tại của đất nước đang dần đi vào chu kỳ thay thế; Một số lượng lớn thang máy cũ đòi hỏi phải đổi mới và cải tạo mỗi năm, và xu hướng này sẽ tiếp tục.

Hiện đại hóa thang máy không phải là một sửa chữa đơn giản, mà là một nhận thức về hiện đại hóa hoặc thay thế thang máy. Nó đặc biệt bao gồm:

• Tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn mới nhất để cải thiện đáng kể sự an toàn và ổn định của thang máy. Ví dụ, thêm các chức năng bảo vệ tốc độ tăng tốc và xe không mong muốn.

• Tăng cường sự thoải mái của xe: Hệ thống mới áp dụng ổ biến tần để giảm tác động khi thang máy bắt đầu và dừng lại, làm cho chuyến đi thoải mái hơn.

• Tiếng ồn thấp: Việc sử dụng máy kéo không có thiết bị loại bỏ nhiễu hộp số; Việc áp dụng ổ đĩa tần số thay đổi làm giảm nhiễu trong quá trình vận hành tốc độ thấp.

• Bảo tồn năng lượng và bảo vệ môi trường: Máy kéo không đồng bộ nam châm vĩnh cửu sử dụng ổ đĩa tần số thay đổi, đạt được hiệu ứng tiết kiệm năng lượng tốt hơn. Hơn nữa, họ không sử dụng dầu bôi trơn hộp số, làm cho chúng thân thiện với môi trường hơn.

• Cải thiện hiệu quả vận hành và chất lượng xây dựng: cải tạo thang máy giúp tăng cường độ tin cậy và việc áp dụng các công nghệ điều khiển nâng cao hơn như kiểm soát nhóm giúp cải thiện đáng kể hiệu quả vận hành của thang máy.

2. Thảo luận về các yếu tố ảnh hưởng của thiết kế cải tạo

Là thiết bị năng lượng cốt lõi của thang máy, máy kéo ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất vận hành, an toàn và thoải mái của thang máy. Khung cung cấp hỗ trợ ổn định cho máy kéo để đảm bảo hoạt động bình thường của nó. Do đó, lựa chọn máy kéo và thiết kế cải tạo khung là các liên kết chính trong cải tạo thang máy cũ.

Trong việc lựa chọn các máy kéo và thiết kế cải tạo khung, ba yếu tố ảnh hưởng chính sau đây thường được xem xét: loại máy kéo, tỷ lệ hệ thống treo và đường kính Sheave kéo.

2.1 Loại máy kéo

Có nên thay thế một máy kéo được thiết kế bằng một máy không có thiết bị yêu cầu phân tích toàn diện dựa trên các đặc điểm tương ứng của chúng.

Đặc điểm của máy kéo Geared:

• Khả năng tương thích mạnh mẽ: Máy kéo mới tương thích với nhiều thành phần của thang máy ban đầu, loại bỏ sự cần thiết phải sửa đổi cấu trúc cơ và cơ mô quy mô lớn.

• Khó cài đặt thấp: Vì không cần chuyển đổi quy mô lớn các cấu trúc xây dựng như phòng máy và vận thăng, chi phí xây dựng và lắp đặt trong quá trình cải tạo có thể được kiểm soát một cách hiệu quả.

• Độ tin cậy thấp và khối lượng công việc bảo trì cao: Máy kéo được thiết kế có các cấu trúc cơ học phức tạp như hộp số, do đó, hệ thống truyền tải dễ bị hỏng (ví dụ: hao mòn bánh răng, vỡ, chia lưới kém). Kiểm tra thường xuyên các điều kiện hao mòn và bổ sung dầu bôi trơn là cần thiết để đảm bảo hoạt động bình thường của chúng.

• Yêu cầu đánh giá chi phí toàn diện: Máy kéo được thiết kế thường rẻ hơn, nhưng cần phải thêm tay cầm dây để đáp ứng các yêu cầu bảo vệ tăng tốc lên và bảo vệ chuyển động ngoài ý muốn của xe.

Sơ đồ của kẹp dây

Đặc điểm của máy kéo không đồng bộ nam châm vĩnh cửu:

• Tiêu thụ năng lượng thấp: Máy kéo không đồng bộ nam châm vĩnh cửu không có các liên kết truyền dẫn trung gian như hộp số, giảm mất năng lượng trong quá trình truyền năng lượng. So với các hệ thống truyền động truyền thống, trong cùng điều kiện tải và vận hành, mức tiêu thụ năng lượng của chúng giảm đáng kể, đạt được mức tiết kiệm năng lượng khoảng 30% - 45%.

• Hoạt động ổn định: Việc sử dụng các máy kéo không đồng bộ nam châm vĩnh cửu đòi hỏi phải thay thế đồng thời hệ thống điều khiển. Hệ thống này sử dụng ổ biến tần và nhận ra điều khiển vectơ thông qua tín hiệu vị trí của bộ mã hóa, dẫn đến gợn sóng mô -men xoắn nhỏ và tốc độ ổn định. Nó cung cấp năng lượng hoạt động ổn định cho thang máy, giảm độ rung và giật trong quá trình vận hành thang máy và cải thiện sự thoải mái của việc đi xe. Đồng thời, nó có phản ứng động nhanh và chính xác và khả năng thích ứng mạnh mẽ đối với thay đổi tải, đảm bảo thang máy duy trì đường cong tốc độ tốt và độ chính xác san bằng trong các điều kiện tải khác nhau.

• Tiếng ồn thấp: Do không có tiếng ồn được tạo ra bởi sự chia lưới và xoay tốc độ cao, cũng như thiết kế tối ưu của chính động cơ, nhiễu của máy kéo không đồng bộ nam châm vĩnh cửu trong quá trình hoạt động thấp hơn đáng kể so với máy kéo. Ưu điểm này đặc biệt nổi bật trong hoạt động tốc độ thấp, tạo ra một môi trường hoạt động yên tĩnh cho thang máy và giảm nhiễu tiếng ồn vào môi trường xung quanh.

• Kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ: Cấu trúc nhỏ gọn của máy kéo không đồng bộ nam châm vĩnh cửu (với hộp số được loại bỏ) làm giảm đáng kể kích thước và trọng lượng tổng thể của động cơ. Đối với thiết bị thang máy, điều này không chỉ tiết kiệm không gian lắp đặt mà còn làm giảm gánh nặng chịu tải của tòa nhà.

Máy kéo không đồng bộ nam châm vĩnh cửu

2.2 Tỷ lệ treo

Nói chung, tỷ lệ treo vẫn không thay đổi trong quá trình cải tạo thang máy. Từ góc độ thiết kế và lắp đặt, không cần công việc phức tạp liên quan đến việc thay đổi tỷ lệ treo, làm giảm đầu tư nhân lực và vật liệu trong quá trình cải tạo và giảm chi phí cải tạo.

• Tác động đến cấu trúc tòa nhà: Tỷ lệ hệ thống treo không thay đổi có nghĩa là những thay đổi tối thiểu đối với các điều kiện bố trí và ứng suất tổng thể của thang máy. Cấu trúc phòng máy về cơ bản có thể không thay đổi, mà không cần sửa đổi khả năng chịu tải của phòng máy hoặc tiến hành cải tạo như lỗ khoan trong sàn phòng máy. Ví dụ, trong một số tòa nhà cũ, tính toàn vẹn cấu trúc của các phòng máy và vận thăng đã tương đối yếu; Khám nghiệm lại các lỗ có thể yêu cầu cắt các thanh thép trong sàn phòng máy, dẫn đến nhiều rủi ro an toàn không thể kiểm soát được.

• Chi phí cải tạo thấp: Chỉ máy kéo và khung tương ứng cần được thay thế, không có điều chỉnh chính đối với cấu trúc cơ học hiện có, do đó duy trì bố cục cơ học ban đầu của hệ thống thang máy. Không cần phải thay thế các thành phần liên quan đến tỷ lệ treo, chẳng hạn như các ống dẫn hướng dẫn bổ sung, dây thép, khung xe, khung đối trọng và khung đầu dây, giúp trực tiếp tiết kiệm chi phí mua sắm của các thành phần này.

Trong một số trường hợp đặc biệt, cần phải thay đổi tỷ lệ treo. Lấy thay đổi từ hệ thống treo 1: 1 thành hệ thống treo 2: 1 làm ví dụ, các yếu tố sau đây cần được xem xét:

• Cấu trúc tòa nhà: Với tiền đề đảm bảo sự an toàn của cấu trúc tòa nhà, các lỗ mới phải được khoan trong sàn phòng máy và dầm chịu tải của máy kéo phải được sắp xếp lại để cài đặt xe và khung đầu dây đối trọng, trong khi đảm bảo chúng đáp ứng các yêu cầu tải.

• Thiết kế thang máy: Không chỉ máy kéo và khung tương ứng cần được thay thế trong phòng máy thang máy, mà thiết kế khung trong phòng máy cũng yêu cầu thêm các tấm đầu của xe hơi và đối trọng. Ngoài ra, các sheaves trở lại phải được thêm vào tại xe và các vị trí đối trọng bên trong thang máy thang máy.

• Chi phí mua sắm: Vì hầu hết các thang máy mới trên thị trường hiện đang áp dụng các máy kéo không đồng bộ nam châm vĩnh cửu 2: 1, giá của loại máy kéo này tương đối thấp và phạm vi tùy chọn (công suất tải, tốc độ, đường kính kéo kéo, v.v.) cũng rộng hơn.

• Tuổi thọ của dây thép: Sự gia tăng số lượng vỏ bọc trở lại sẽ dẫn đến việc uốn cong nhiều hơn các sợi dây thép, điều này sẽ ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của các sợi dây thép.

• Hoistway Top và Pit Space: Việc bổ sung các sheaves trở lại vào xe và các vị trí đối trọng đòi hỏi phải tính toán lại để đảm bảo đủ không gian ở đầu Hoistway và trong hố, để đảm bảo sự an toàn cá nhân của người lao động.

• Rủi ro an toàn: Việc bổ sung các sheaves trở lại sẽ làm tăng nguy cơ thất bại, chẳng hạn như trật bánh dây thép và lỗi mang.

• Tiếng ồn: Sự trở lại trong xe và các vị trí đối trọng, như các thành phần quay, sẽ làm tăng nhiễu bên trong xe; Đồng thời, do sự thu nhỏ của máy kéo, nhiễu được tạo ra bởi hoạt động của máy kéo (như nhiễu gió, nhiễu điện từ và rung động cơ học) về mặt lý thuyết.

      

Sơ đồ phương pháp treo 1: 1 

       Sơ đồ phương pháp treo 2: 1

2.3 Đường kính Sheave

Mặc dù máy kéo và khung vẫn cần được thay thế khi đường kính lực kéo vẫn không thay đổi, bố cục ban đầu của phòng máy về cơ bản có thể được duy trì về cơ bản. Điều này tránh sự không phù hợp giữa các sợi dây thép, Sheave kéo và hướng dẫn các dịch chuyển gây ra bởi các điều chỉnh bố cục.

Trong các dự án cải tạo thực tế, đường kính sheave kéo có thể cần phải được thay đổi do các yếu tố sau:

• Lực kéo và Lực lượng phục vụ dây thép: Thay đổi đường kính lực kéo sẽ ảnh hưởng đến lực kéo và tuổi thọ của các sợi dây thép.

• Điều chỉnh bố trí phòng máy: Trong một số dự án cải tạo, bố cục thang máy cần được điều chỉnh do yêu cầu lắp đặt thiết bị. Thay đổi thích hợp đường kính sheave lực kéo có thể đạt được cài đặt và bố cục tốt hơn trong không gian hạn chế, làm cho hệ thống thang máy nhỏ gọn hơn. Tuy nhiên, cần kiểm tra xem không gian trong phòng máy thang máy có đủ để đảm bảo vị trí lắp đặt của lực kéo không, khoảng cách giữa các cấu trúc kéo và cấu trúc xung quanh và không gian cần thiết để bảo trì. Nếu không gian phòng máy bị hạn chế, thiết kế khung cần được thiết kế lại hoặc thậm chí là một máy kéo không chuẩn cần phải được chọn.

• Tiêu chuẩn hóa đường kính sheave lực kéo: Vì không có tiêu chuẩn thống nhất cho đường kính lực kéo, nên thang máy được cải tạo có các yêu cầu đa dạng đối với đường kính sheave kéo. Bằng cách chọn các ống kéo với đường kính tiêu chuẩn từ nhà sản xuất động cơ chính, chi phí mua sắm có thể được giảm và chu kỳ cung cấp có thể được rút ngắn.

2.4 Các vấn đề phổ biến cần xem xét khi thay đổi tỷ lệ hệ thống treo hoặc đường kính sheave kéo:

• Tính toán lực kéo: Theo các yêu cầu trong phần 5.11 của GB/T 7588.2-2020 tiêu chuẩn mới, lực kéo phải được tính toán lại để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu an toàn của thang máy trong các điều kiện làm việc khác nhau (tải, phanh khẩn cấp, đình trệ, v.v.). Để cải thiện lực kéo, các điều chỉnh sau đây có thể được xem xét:

Điều chỉnh cấu hình thang máy tổng thể để giảm chênh lệch căng thẳng ở cả hai phía của lực kéo, chẳng hạn như tăng trọng lượng xe hơi và thêm các thiết bị bù.

Điều chỉnh thiết kế khung để tăng góc quấn, chẳng hạn như tối đa hóa đường kính sheave lực kéo, thêm các ống dẫn hướng dẫn buộc dây và tăng chiều cao trung tâm của việc chia nhỏ lực kéo và hướng dẫn.

Điều chỉnh hình dạng rãnh của lực kéo để tăng hệ số ma sát tương đương, chẳng hạn như tăng góc của rãnh dưới của rãnh và thay đổi rãnh hình chữ U thành rãnh hình chữ V.

• Yếu tố an toàn dây thép: Theo các yêu cầu trong Mục 5.12 của GB/T 7588.2-2020 tiêu chuẩn mới, hệ số an toàn dây thép (SF) phải được tính toán lại. Nếu hệ số an toàn dây thép không đủ, các điều chỉnh có thể được xem xét, chẳng hạn như sửa đổi hình dạng rãnh của lực kéo, giảm số lượng uốn và tránh uốn ngược.

• Kết hợp hệ thống điện: Các tham số của động cơ truyền động, chẳng hạn như nguồn, mô-men xoắn và tốc độ, cần phải được bán lại để đảm bảo động cơ có thể cung cấp đủ năng lượng để điều khiển thang máy, trong khi tránh chất thải do thiết kế quá mức.

• Kết hợp mô -men xoắn phanh: Trong quá trình cải tạo thang máy, mô -men xoắn phanh phải đủ nhưng không quá mức. Nó cần đảm bảo giảm tốc đáng tin cậy hoặc dừng thang máy trong các điều kiện làm việc khác nhau (như tải và phanh khẩn cấp) để đảm bảo an toàn cho hành khách và cải thiện sự thoải mái của lái xe.

3. Tóm tắt

Bài viết này là một bản tóm tắt ngắn gọn dựa trên thực tiễn thị trường và kinh nghiệm về các thành phần thang máy NIDEC trong các dự án cải tạo. Việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng như loại máy kéo, tỷ lệ treo và đường kính Sheave kéo rất hữu ích cho việc lựa chọn máy kéo và thiết kế các khung trong cải tạo thang máy. Đối với các dự án cải tạo cụ thể, nhân viên kỹ thuật cần giao tiếp đầy đủ với khách hàng để hiểu các chi tiết như ngân sách dự án, chu kỳ giao hàng và điều kiện phòng máy chế tạo. Sau đó, họ nên giới thiệu những ưu điểm và nhược điểm của các chương trình khác nhau cho khách hàng một cách chi tiết và chương trình cải tạo cuối cùng sẽ được xác định bởi khách hàng.