Báo Cáo Thực Tập - Đề Cương

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN CƠ KHÍ

BỘ MÔN CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY VÀ RÔ BỐT

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP

Sinh viên thực hiện: Lê Công Tình

Đỗ Văn Thụ

Đinh Thị Thùy

Giảng viên hướng dẫn: TS. Trịnh Đồng Tính

Hà Nội 03/2012

Nhận xét của giảng viên hướng dẫn:

Báo cáo thực tập

.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................

Ngày ... tháng .... năm 2012Giảng viên hướng dẫn:

TS. Trịnh Đồng Tính

MỤC LỤC

MỤC LỤC.................................................................................................................3

MỞ ĐẦU...................................................................................................................4

2


1, NỘI DUNG THỰC TẬP.......................................................................................5

2, THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM THỰC TẬP..................................................................5

2.1, Thời gian.........................................................................................................5

3.2, Địa điểm.........................................................................................................5

3, NỘI DUNG...........................................................................................................6

3.1, Tìm hiểu về thang máy...................................................................................6

3.1.1, Thang máy...............................................................................................6

3.1.2, Các bộ phận thang máy...........................................................................6

3.1.3, Các loại thang máy................................................................................13

3.2, Tìm hiểu phần mềm thiết kế cơ khí SolidWorks..........................................22

3.3, Tìm hiểu phần mềm kiểm tra kết cấu ANSYS.............................................25

4, CÁC KẾT QUẢ THU ĐƯỢC SAU THỰC TẬP...............................................29

MỞ ĐẦU

Trong quá trình đô thị hóa ngày nay, các tòa nhà cao ốc và trung tâm thương mại lớn liên tục được xây dựng ở nước ta. Quá trình đó đã mang lại cho con người nhiều lợi ích, các văn phòng và nhà ở hiện đại làm cho cuộc sống của con người ngày càng thoải mái hơn, do đó mà có thể làm việc hiệu quả hơn. Khi số lượng tầng nhà liên tục được nâng cao, số lượng người sử dụng nhà cao tầng tăng lên thì

3


nhu cầu đi lại cũng tăng lên theo đó, nếu các tòa nhà được xây dựng mới càng nhiều thì càng phải hiện đại hóa phương tiện vận chuyển trong nhà. Từ trước công nguyên, người ta đã bắt đầu nghĩ đến phương tiện đó, đó là thang máy. Thang máy đã được các nước tiên tiến ngiên cứu và phát triển hàng trăm năm, đến nay đã có rất nhiều loại và kích cỡ, thang máy cũng đã xuất hiện ở nước ta hàng chục năm về trước, khi các tòa nhà bắt đầu được xây cao.

Nghiên cứu và phát triển thang máy trên thế giới ngày nay đã lên đến một tầm cao mới, gần như thỏa mãn mọi nhu cầu đi lại, tải trọng và chiều cao. Tuy nhiên, tại Việt Nam, chúng ta vẫn chưa có nhiều các công ty phát triển thang máy, do phần nghiên cứu lý thuyết còn gặp nhiều hạn chế, do đó mà chúng ta vẫn thường sử dụng các thang máy có nguồn gốc ngoại nhập với độ tin cậy cao.

Phần thực tập này chúng em được tìm hiểu về thang máy và các phương pháp tính toán thang máy thông qua hai phần mềm khá phổ biến và hay được dùng trong tính toán thiết kế thang máy là SolidWorks và ANSYS. Trong quá trình thực tập, chúng em đã thu được rất nhiều kiến thức về thang máy cũng như kỹ năng sử dụng các phần mềm SolidWorks, ANSYS. Đó là những tiền đề quan trong cho công việc của một kỹ sư sau khi ra trường.

Chúng em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy TS. Trịnh Đồng Tính cùng tất cả các thầy cô trong bộ môn đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình thực tập để chúng em có thể hoàn thành báo cáo này.

Ngày 07/03/2012Sinh viên thực hiên

Lê Công TìnhĐỗ Văn Thụ

Đinh Thị Thùy

1, NỘI DUNG THỰC TẬP

1. Tìm hiểu về thang máy

2. Tìm hiểu phần mềm thiết kế cơ khí SolidWorks

4


3. Tìm hiểu phần mềm kiểm tra kết cấu ANSYS

2, THỜI GIAN, ĐỊA ĐIỂM THỰC TẬP

2.1, Thời gian

Từ tuần 02 đến tuần 07 kỳ 20112.

3.2, Địa điểm

Bộ môn Cơ sở thiết kế máy và Rôbốt

Phòng 302 – 304 nhà D3 trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Số 1, Đại Cồ Việt, Q. Hai Bà Trưng, Hà Nội

3, NỘI DUNG

3.1, Tìm hiểu về thang máy

3.1.1, Thang máy

Thang máylà một thiết bị vận tải chạy theo chiều đứng để vận chuyển người, hàng hoá giữa các tầng của một con tàu, công trình xây dựng hoặc cấu trúc khác. Có nhiều loại thang máy như: thang máy tải khách, thang máy gia đình, thang máy tải giường bệnh, thang máy tải hàng, thang tải thực phẩm... Thang máy thường được trang bị động cơ điện tạo lực kéo dây cáp và hệ thống đối trọng như cần trục, hoặc máy bơm chất lỏng thủy lực để nâng cao một piston hình trụ.

5


3.1.2, Các bộ phận thang máy

Thang máy gồm có những bộ phận chính sau:

Động cơ

Đối trọng

Cabin

Cáp

Cửa tầng

Cửa cabin

Bảng gọi tầng

Bảng điều khiển cabin

Bộ cứu hộ

Ray dẫn hướng cabin

Ray dẫn hướng đối trọng

a, Thiết bị trong cabin

+ Máy kéo

Trong buồng máy lắp đặt hệ thống tời nâng hạ cabin (cơ cấu nâng) tạo ra lực kéo chuyển động cabin và đối trọng.

Cơ cấu nâng gồm có các bộ phận sau : bộ phận kéo cáp (puli hoặc tang quấn cáp), hộp giảm tốc độ, phanh hãm điện từ và động cơ truyền động. Tất cả các bộ phận trên được lắp đặt trên tấm đế bằng thép. Trong thang máy thường dùng hai cơ cấu nâng:

- Cơ cấu nâng có hộp giảm tốc.

- Cơ cấu nâng không dùng hộp giảm tốc.

Cơ cấu nâng không có hộp giảm tốc thường được sử dụng trong các thang máy tốc độ cao.

+ Tủ điện: trong tủ điện lắp ráp cầu dao tổng, cầu chì các loại, công tắc tơ và các loại rơle trung gian.

6


+ Puli dẫn hướng

+ Bộ phận hạn chế tốc độ làm việc phối hợp với phanh bảo hiểm bằng cáp liên động 10 để hạn chế tốc độ di chuyển của cabin.

b, Thiết bị trong giếng thang

+ Buồng thang: Trong quá trình làm việc, cabin di chuyển trong giếng thang máy dọc theo các ray dẫn hướng. Trên nóc cabin có lắp đặt phanh bảo hiểm, động cơ truyền động đóng – mở cửa cabin. Trong cabin lắp đặt hệ thống nút bấm điều khiển, hệ thống đèn báo, đèn chiếu sáng cabin, công tắc liên động với sàn của cabin và điện thoại lên lạc với bên ngoài trong trường hợp thang máy mất điện. Cung cấp điện cho cabin bằng dây cáp mềm.

+ Hệ thống cáp treo là hệ thống cáp hai nhánh một đầu nối với cabin đầu còn lại nối với đối trọng cùng với puli dẫn hướng.

+ Trong giếng của thang máy còn lắp đặt các bộ cảm biến vị trí dùng để chuyển đổi tốc độ động cơ, dừng cabin ở mỗi tầng và hạn chế hành trình nâng – hạ của thang máy.

c, Thiết bị lắp đặt trong hố thang.

Trong hố giếng thang máy lắp đặt hệ thống giảm xóc là hệ thống giảm

xóc dùng lò xo và giảm xóc thuỷ lực tránh sự va đập của buồng thang và đối

trọng xuống sàn của giếng thang máy trong trường hợp công tắc hành trình

hạn chế hành trình di chuyển xuống bị sự cố (không hoạt động).

7


Cơ cấu nâng thang

d, Các thiết bị cố định trong giếng thang

Ray dẫn hướng

Ray dẫn hướng đợc lắp đặt dọc theo giếng thang để dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc theo giếng thang. Ray dẫn hướng đảm bảo cho cabin và đối trọng luôn nằm ở vị trí thiết kế của chúng trong giếng thang và không bị dịch chuyển theo phuơng nằm ngang trong quá trình chuyển động. Ngoài ra ray dẫn hướng còn phải đủ cứng vững để trọng lượng của cabin và tải trọng trong cabin tựa lên dẫn hướng cùng các thành phần tải trọng động khi bộ hãm bảo hiểm làm việc (trong trường hợp bị đứt cáp hoặc cabin đi xuống với tốc độ lớn hơn giá trị cho phép).

Giảm chấn

Giảm chấn được lắp đặt dới đáy hố thang để dừng và đỡ cabin và đối trọng trong trường hợp cabin hoặc đối trọng chuyển động xuống dưới vượt quá bị trí đặt của công tắc hành trình cuối cùng. Giảm chấn phải có độ cao đủ lớn để khi cabin hoặc đối trọng tỳ lên nó thì có đủ khoảng trống cần thiết phía dưới phù hợp cho ngời có trách nhiệm thực hiện kiểm tra, điều chỉnh, sửa chữa.

8


e. Cabin và các thiết bị liên quan

Cabin là bộ phận mang tải của thang máy. Cabin phải có kết cấu sao cho có thể tháo rời nó thành từng bộ phận nhỏ. Theo cấu tạo,cabin gồm 2 phần: kết cấu chịu lực(khung cabin) và các vách che, trần, sàn tạo thành buồng cabin. rên khung cabin có lắp các ngàm dẫn hướng, hệ thống treo cabin, hệ thống tay đòn và bộ hãm bảo hiểm, hệ thống cửa và cơ cấu đóng mở cửa…. Ngoài ra, cabin của thang máy chở người phải đảm bảo các yêu cầu về thông gió, nhiệt độ và ánh sáng.

Khung cabin

Khung cabin là phần xương sống của cabin thang máy. Được cấu tạo bằng các thanh thép chịu lực lớn. Khung cabin phải đảm bảo cho thiết kế chịu đủ tải định mức.

Ngàm dẫn hướng

Ngàm dẫn hướng có tác dụng dẫn hướng cho cabin và đối trọng chuyển động dọc theo ray dẫn hướng và khống chế dịch chuyển ngang của cabin và đối trọng trong giếng thang không vượt quá giá trị cho phép. Có hai loại ngàm dẫn hướng: ngàm trượt (bạc trượt) và ngàm con lăn.

Hệ thống treo ca bin

Do cabin và đối trọng được treo bằng nhiều sợi cáp riêng biệt cho nên phải có hệ thống treo để đảm bảo cho các sợi cáp nâng riêng biệt có độ căng như nhau. Trong trường hợp ngược lại, sợi cáp chịu lực căng lớn nhất sẽ bị quá tải còn sợi cáp chùng sẽ trượt trên rãnh puly ma sát nên rất nguy hiểm. Ngoài ra, do có sợi chùng sợi căng nên các rãnh cáp trên puly ma sát sẽ bị mòn không đều. Vì vậy mà hệ thống treo cabin phải được trang bị thêm tiếp điểm điện của mạch an toàn để ngắt điện dừng thang khi một trong các sợi cáp chùng quá mức cho phép để phòng ngừa tai nạn. Khi đó thang chỉ có thể hoạt động được khi đã điều chỉnh độ căng của các cáp như nhau. Hệ thống treo cabin được lắp đặt với dầm trên khung đứng trong hệ thống chịu lực của cabin.

Buồng cabin

Buồng cabin là một kết cấu có thể tháo rời được gồm trần, sàn và vách cabin. Các phần này có liên kết với nhau và liên kết với khung chịu lực của

9


cabin. Buồng cabin phải đảm bảo được các yêu cầu cần thiết về mặt kỹ thuật cũng như mặt mỹ thuật.

Hệ thống cửa cabin và cửa tầng

Cửa cabin và cửa tầng là những bộ phận có vai trò rất quan trong trong việc đảm bảo an toàn và có ảnh hưởng lớn đến chất lượng, năng suất của thang máy. Hệ thống cửa cabin và cửa tầng được thiết kế sao cho khi dừng tại tầng nào thì chỉ dùng động cơ mở cửa buồng thang đồng thời hệ thống cơ khí gắn cửa buồng thang liên kết với cửa tầng làm cho cửa tầng cũng được mở ra. Tương tự khi đóng lại thì hệ thống liên kết sẽ không tác động vào cửa tầng nữa mà buồng thang lại di chuyển đi đến các tầng khác.

f. Hệ thống cân bằng trong thang máy

Đối trọng, cáp nâng, cáp điện, cáp hoặc xích cân bằng là những bộ phận của hệ thống cân bằng trong thang máy để cân bằng với với trọng lượng của cabin và tải trọng nâng. Việc chọn sơ đồ động học và trọng lượng các bộ phận của hệ thống cân bằng có ảnh hưởng lớn đến mômen tải trọng và công suất động cơ của cơ cấu dẫn động, đến lực căng lớn nhất của cáp nâng và khả năng kéo của puly ma sát.

Đối trọng

Đối trọng là bộ phận đóng vai trò chính trong hệ thống cân bằng của thang máy. Đối với thang máy có chiều cao nâng không lớn, người ta chọn đối trọng sao cho trọng lợng của nó cân bằng với trọng lượng của cabin và một phần tải trọng nâng, cáp điện và không dùng cáp hoặc xích cân bằng. Khi thang máy có chiều cao nâng lớn, trọng lượng của cáp nâng và cáp điện là đáng kể nên ngời ta phải dùng cáp hoặc xích cân bằng để bù trừ lại phần tải trọng của cáp điện và cáp nâng chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng và ngược lại khi thang máy hoạt động.

Xích và cáp cân bằng

Khi thang máy có chiều cao trên 45 m hoặc trọng lượng cáp nâng và cáp điện có giá trị trên 0,1 Q thì ngời ta phải đặt thêm cáp hoặc xích cân bằng để

10


bù trừ lại phần trọng lượng của cáp nâng và cáp điện chuyển từ nhánh treo cabin sang nhánh treo đối trọng và ngợc lại khi thang máy hoạt động, đảm bảo mômen tải tương đối ổn định trên puly ma sát. Xích cân bằng thường được dùng cho thang máy có tốc độ dới 1,4 m/s. Đối với thang máy có tốc độ cao, ngời ta thường dùng cáp cân bằng và có thiết bị kéo căng cáp cân bằng để không bị xoắn. Tại thiết bị kéo căng cáp cân bằng phải có tiếp điểm điện an toàn để ngắt mạch điều khiển của thang máy khi cáp cân bằng bị đứt hoặc bị dãn quá lớn và khi có sự cố với thiết bị kéo căng cáp cân bằng.

Cáp nângCó cấu tạo bằng sợi thép cacbon tốt có giới hạn bền 1400 – 1800

N/mm2. Trong thang máy thường dùng từ 3 đến 4 sợi cáp bện. Cáp nâng được chọn theo điều kiện sau:

SS dMAXn *

Trong đó:

Smax - lực căng cáp lớn nhất trong quá trình làm việc của thang máy;

Sd - tải trọng phá hỏng cáp do nhà chế tạo xác định và cho trong

bảng cáp tiêu chuẩn tuỳ thuộc vào loại cáp, đường kính cáp và giới hạn

bền của vật liệu sợi thép bện cáp

n - hệ số an toàn bền của cáp, lấy không nhỏ hơn giá trị quy định

trong tiêu chuẩn, tuỳ thuộc vào tốc độ, loại thang máy và loại cơ cấu

nâng.

Bộ kéo tời

Tuỳ theo sơ đồ dẫn động mà bộ tời kéo đợc đặt ở trong phòng máy dẫn động nằm ở phía trên, phía dưới hoặc nằm ở cạnh giếng thang. Bộ tời kéo dẫn động điện gồm có hộp giảm tốc và loại không có hộp giảm tốc. Đối với thang máy có tốc độ lớn người ta dùng bộ tời kéo không có hộp giảm tốc.

11


g. Thiết bị an toàn cơ khí

Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy có vai trò đảm bảo an toàn cho thang máy và hành khách trong trờng hợp xảy ra sự cố như: đứt cáp, cáp trượt trên rãnh puly ma sát, cabin hạ với tốc độ vượt quá giá trị cho phép. Thiết bị an toàn cơ khí trong thang máy gồm có:

Phanh hãm điện từ :

Về kết cấu, cấu tạo, nguyên lý hoạt động giống như phanh hãm điện từ dùng trong các cơ cấu của cầu trục.

Phanh bảo hiểm : (có một số tên gọi khác như : phanh dù hoặc cơ cấu tổ đớp). Chức năng của phanh bảo hiểm là hạn chế tốc độ di chuyển của buồng thang vượt quá giới hạn cho phép và giữ chặt buồng thang tại chỗ bằng cách ép vào hai thanh dẫn hướng trong trường hợp bị đứt cáp treo. Về kết cấu và cấu tạo, phanh bảo hiểm có ba loại :

- Phanh bảo hiểm kiểu nêm dùng để hãm khẩn cấp.

- Phanh bảo hiểm kiểu kìm dùng để hãm êm.

- Phanh bảo hiểm kiểu lệch tâm dùng để hãm khẩn cấp.

Phanh bảo hiểm lắp đặt trên nóc của buồng thang, hai gọng kìm 2 trượt dọc theo hai thanh dẫn hướng 1. Nằm giữa hai cánh tay đầu của gọng kìm có nêm 5 gắn chặt vối hệ thống truyền lực trục vít và tang - bánh vít 4. Hệ truyền lực bánh vít - trục vít có hai dạng ren: bên phải là ren phải, còn phần bên trái là ren trái. Khi tốc độ của buồng thang thấp hơn trị số giới hạn tối đa cho phép, nêm 5 ở hai đầu của trục vít ở vị trí xa nhất so với tang – bánh vít 4, làm cho hai gọng kìm 2 trượt bình thường dọc theo thanh dẫn hướng 1. Trong trường hợp tốc độ của buồng thang vượt quá giới hạn cho phép,

12


Hình 1.4 Phanh hãm bảo hiểm kiểu kìm

1.Thanh dẫn hướng; 2. Gọng kìm; 3. Dây cáp liên động cơ với bộ hạn chế tốc độ ; 4. Tang – bánh vít ; 5. Nêm.

Tang – bánh vít 4 sẽ quay theo chiều để kéo dài hai đầu nêm 5 về phía mình, làm cho hai gọng kìm 2 ép chặt vào thanh dẫn hướng, kết quả sẽ hạn chế được tốc độ di chuyển của cabinvà trong trường hợp bị đứt cáp treo, sẽ giữ chặt buồng thang vào hai thanh dẫn hướng.

3.1.3, Các loại thang máy

a, Thang máy kéo

Thang máy kéo dùng điện ngày nay có thể được sử dụng trong hầu như tất cả các công trình mà không có bất kỳ hạn chế đáng kể nào về chiều cao, tốc độ và tải trọng. Nó có thể hoạt động trong một dải tốc độ rộng từ 0,25 m/s đến 17 m/s – có thể tải từ một số ít hàng hóa cho tới tải trọng vượt quá 10.000 kg mặc dù thông thường chỉ hoạt động ở tốc độ rất thấp.

Trong thang máy kéo, cabin được treo bằng dây cáp quấn quanh ròng rọc và được kéo bởi một động cơ điện. Trọng lượng của cabin thường được cân bằng bởi một đối trọng có khối lượng bằng khối lượng của cabin cộng với 45% đến 50% tải trọng định mức.

Mục đích của đối trọng là để đảm bảo một sự cân bằng lực duy trì trong hệ thống nhằm khống chế sự tăng của lực căng cáp ở hai bên ròng rọc. Ngoài

13


ra, nó duy trì một mức tiêu thụ năng lượng ít thay đổi trong hệ thống, nó làm giảm tiêu thụ năng lượng rất nhiều so với khi không sử dụng đối trọng.

Thông thường, thang máy kéo điện được trang bị với động cơ một chiều để dễ dàng điều khiển, nhưng sự phát triển rộng rãi của các loại biến tần nên có thể sử dụng các loại động cơ xoay chiều và động cơ một chiều dùng nam châm vĩnh cửu. Các động cơ này cho một điều kiện sử dụng tốt hơn, với gia tốc êm và các cấp tốc độ chính xác.

Có hai loại thang máy kéo chính là thang máy kéo sử dụng hộp giảm tốc và loại không có hộp giảm tốc. Thang máy kéo sử dụng hộp giảm tốc sử dụng hộp giảm tốc làm giảm tốc độ của cabin trong khi trong thang máy kéo không sử dụng hộp giảm tốc thì dùng cáp để dẫn động trực tiếp từ động cơ qua ròng rọc.

14


Biểu diễn đơn giản cách lắp đặt thang máy kéo thông thường

(nguồn: Fraunhofer ISI)

15


Sơ đồ của phòng máy trong thang máy kéo có hộp giảm tốc

(Nguồn: Mitsubishi)

Sơ đồ của phòng máy trong thang máy kéo không sử dụng hộp giảm tốc (Nguồn: Mitsubishi)

Thang máy kéo sử dụng hộp giảm tốc

Thang máy kéo sử dụng hộp giảm tốc thường được sử dụng ở các công trình có chiều cao trung bình (7 đến 20 tầng), nơi tốc độ cao không phải là một mối quan tâm lớn (tốc độ phổ biến từ 0,1 m / s đến 2,5 m / s). Cơ cấu hộp giảm tốc cho phép việc sử dụng các động cơ nhỏ hơn, ít tốn kém

16


hơn nhưng có thể làm việc ở tốc độ cao hơn, và đạt được các giá trị mô men xoắn mong muốn.

Loại thang này thường bao gồm động cơ, phanh, hộp giảm tốc và ròng rọc. Người ta thường sử dụng bộ truyền trục vít – bánh vít trong loại hộp giảm tốc này. Trong trường hợp khác người ta có thể sử dụng các bánh răng xoắn.

Thang máy kéo không sử dụng hộp giảm tốc

Trong thang máy kéo không sử dụng hộp giảm tốc, ròng rọc được điều khiển trực tiếp bởi động cơ, do đó loại trừ được tổn thất trong ăn khớp bánh răng. Đây là loại thang máy đã thường được sử dụng trong các công trình với tốc độ danh nghĩa giữa 2,5 m/s và 10 m/s. Tuy nhiên, những phát triển gần đây loại thang này đã được cải tiến để sử dụng trong các tòa nhà thấp tầng và cho tốc độ thấp hơn 2,5 m/s. Các bộ phận trong thang máy bao gồm đông cơ, ròng rọc ma sát và hệ thống phanh. Do động cơ được nối trực tiếp với tải qua ròng rọc ma sát nên loại bỏ được tổn thất và cả hai quay cùng tốc độ. Nhưng cũng vì thế, động cơ bắt buộc phải quay ở tốc độ rất thấp – tốc độ thang này được tính bằng tích của bán kính ròng rọc nhân với tốc độ quay của động cơ. Ví dụ, để có thể vận hành với vận tốc là 5 m/s bán kính ròng rọc là 500 mm thì động cơ phải quay với tốc độ khá thấp là 128 vòng/phút.

Thang máy không buồng máy (Machine Roomless Lifts - MRL)

Tiết kiệm không gian xây dựng luôn luôn là một mối quan tâm cho các nhà thiết kế thang máy và nó đã được coi là tiêu chuẩn của các giải pháp sáng tạo công nghệ cao. Thông thường, tất cả các thang máy, loại dùng động cơ điện hoặc thủy lực, yêu cầu một phòng máy động cơ và bơm thủy lực, trong trường hợp của thang máy thủy lực và tủ điều khiển được lưu trữ (xem hình) ảnh hưởng tới kích thước của thiết bị. Phòng máy thường nằm ở trên cao đối với thang máy kéo (hoặc dưới thấp cho thang máy thủy lực). Sự phát triển trong công nghệ động cơ dùng nam châm vĩnh cửu và động cơ dạng đĩa cho phép giảm đáng kể kích thước và hình dạng của các thành phần này, nó có thể phù hợp với tất cả các thiết bị ghép trực tiếp vào thang máy (các thang máy này thường được trang bị với động cơ hiệu suất cao sử dụng nam châm

17


vĩnh cửu). Ngoài ra, kích thước của động cơ được giảm nhờ sử dụng hệ thống pa-lăng. Các đầu của cáp được cố định vắt qua các ròng rọc trên cabin (hoặc thấp hơn) hệ thống này sẽ làm giảm đáng kể lực kéo.Với tỉ lệ 2:1 hoặc 4:1 của pa-lăng, tốc độ cabinđược giảm xuống còn 1/2 hoặc 1/4, tương ứng, tốc độ dây, và tải trên sợi dây cáp được giảm 1/2 hoặc 1/4, do đó có thể được giảm đường kính, số lượng dây cáp và có thể được sử dụng một động cơ nhỏ hơn.

Hình dưới đây cho thấy dạng tiêu biểu của một thang máy MRL với tỉ số truyền của pa-lăng 02:01.

Thang máy MRL điển hình (nguồn: Wittur)

18


Một số nhà sản xuất đã đi xa hơn nữa, thuyết trình giải pháp với tỉ lệ 10:01 cho hệ thống pa-lăng, tránh sự cần thiết của một đối trọng, và do đó giải phóng không gian cho một chiếc cabin lớn hơn. Sản phẩm này được tập trung đổi mới để có thể có không gian chứa lớn hơn, có thể chứa được các thiết bị cồng kềnh như giường bệnh hay xe cũi của trẻ em.

Tiết kiệm không gian bằng cách tránh các đối trọng (nguồn: KONE)

Thang máy MRL (Machine Roomless Lift – MRL) ban đầu bị giới hạn bởi các yếu tố như tốc độ, chiều cao và năng lực vận hành, nhưng ngày nay thang máy này có thể vận hành với độ cao lên đến 80 m, có thể chở 8 người (630 kg) đến 21 người (1.600 kg), và tốc độ cho phép lên đến 2,5 m/s. Một lợi thế của thang máy MRL là có hiệu quả cao của thang máy kéo không dùng hộp giảm tốc hiện đại và hiếm khi yêu cầu thông gió bổ sung. Thang máy MRL cung cấp các giải pháp thay thế mà không có những hạn chế về tốc độ và tải trọng có thể áp dụng cho một thang máy thủy lực và giá cả cạnh tranh. Thị phần của loại thang máy này được phát triển nhanh chóng và dự kiến sẽ chiếm 90% thị phần thang máy mới của năm 2020.

b, Thang máy thủy lực

Thang máy thủy lực là loại thang máy được sử dụng rộng rãi nhất ngày nay trong các tòa nhà thấp (lên đến 6 hoặc 7 tầng). Một trong những lý do chính để loại thang này được chấp nhận rộng rãi ở một số nước châu Âu là chi phí ban đầu tương đối thấp.

19


Đây là loại thang máy sử dụng một xi lanh thủy lực để di chuyển xe. Một động cơ điện điều khiển một máy bơm thủy lực đẩy một chất lỏng vào xi lanh.Van kiểm soát dòng chảy thoát ra trở xuống, cho phép chất lỏng thủy lực (thường là dầu) chảy trở lại bể.

Trong một số trường hợp, xi lanh được đặt trong một lỗ trên mặt đất. Một số loại thang máy thủy lực loại này có thể được tìm thấy trong các công trình thấp. Thang máy thủy lực thường dùng xi lanh tầng hoặc dùng cáp.

Biểu diễn đơn giản của một thang máy thủy lực điển hình

(nguồn: Fraunhofer ISI)

20


Do thang máy thủy lực không sử dụng đối trọng, thang máy thủy lực thông thường chưa thực sự hiệu quả, đôi khi tiêu thụ nhiều điện gấp ba lần so với thang máy kéo. Năng lượng được tiêu tan dưới dạng nhiệt như khi cabin đi xuống. Thang máy thủy lực thường dùng ở tốc độ thấp, thường dưới 1 m /s. Hành trình lớn nhất của loại thang máy này có thể chỉ đạt 20m. Điều này là do khi thang máy sử dụng có chiều cao quá lớn, đường kính xilanh tăng làm tăng chi phí và khi xilanh quá cao cũng xuất hiện các lực uốn theo phương ngang. Điều này làm tăng chi phí của thiết bị do đó thang máy thủy lực sử dụng kém hấp dẫn hơn khi có lựa chọn thay thế tốt hơn.

21


3.2, Tìm hiểu phần mềm thiết kế cơ khí SolidWorks

Đây là một trong những sản phẩm nổi tiếng của hãng Dassault System, bên cạnh một sản phẩm nổi tiếng khác của hãng này là Catia.

Chức năng CAD: Phần mềm này có ưu điểm là giao diện đẹp, thân thiện, khả năng thiết kế nhanh hơn các phần mềm khác rất nhiều nhờ vào sự xắp xếp và bố trí các Toolbar một cách có hệ thống và hợp lý. Phần mềm này không có nhiều module như Catia hay Unigraphics vốn là những phần mềm lớn thiết kế trong nhiều lĩnh vực như ôtô, hàng không, điện tử, … Solidworks chủ yếu được dùng trong cơ khí chính xác, điện tử, ôtô, thiết kế cơ khí, tạo khuôn, thiết kế kim loại tấm… Nói chung, về các chức năng này thì Solidworks tỏ ra có không thua kém Catia, Unigraphics thậm chí còn hay hơn và tốt hơn, bởi lẽ nó chỉ chuyên về những lĩnh vực đó, cùng với người anh em Catia của mình, Solidworks trở thành một trong những phần mềm nổi tiếng thế giới của hãng Dassault System.

Chức năng CAM: Để dùng được chức năng này, chúng ta phải sử dụng một module nữa của solidworks là SolidCam. Đây là module Cam của SolidWorks, nó được tách ra để bán riêng. Nó chạy ngay trên giao diện của SolidWorks, việc sử dụng của SolidCam quả thật vô cùng thân thiện, hơn hẳn MasterCam và các phần mềm khác về tính dễ sử dụng.

Chức năng CAE: có lẽ đây là một ưu điểm của hãng sản xuất, khi mà họ mua trọn gói bộ phần mềm phân tích cức kì nổi tiếng thế giới là Cosmos để tích hợp và chạy ngay trong môi trường của SolidWorks, làm cho chức năng phân tích của SolidWorks khó có thể có phần mềm khác so sánh được được. Với module phân tích của Solidworks là Cosmos, chúng ta có thể thực hiện được những bài phân tích vô cùng phức tạp.

Các module và công cụ trong SolidWorks

- Công cụ Tìm kiếm SolidWorks cho phép người sử dụng tìm kiếm dữ liệu thiết kế dựa trên các tên tập tin hay thậm chí cho dù chỉ là thuộc tính 2D hay 3D ở bất cứ nơi nào trên các máy PC hay trên Internet.

22


- Các thư viện thiết kế cung cấp một tài nguyên duy nhất cho những nội dung có thể tái sử dụng của công ty, từ các block 2D đến các Feature, các Part và các Assembly, đối với các chi tiết máy tiêu chuẩn. Tất cả các nội dung này sẵn sàng để kéo và thả vào mẫu thiết kế mới.

- Các DWGeditor tạo thuận lợi cho người sử dụng SolidWorks để thực hiện nhanh chóng việc thay đổi để dữ liệu DWG trong một trong một giao diện giống như AutoCAD và duy trì việc thiết kế trong các bản định dạng DWG.

- SolidWorks cung cấp cho người sử dụng trên 20 bộ biên dịch dữ liệu, nhiều hơn bất kỳ phần mềm 3D CAD nào, cho phép người dùng tái sử dụng các dữ liệu thiết kế từ các hệ thống khác.

- FeatureWorks cho phép dễ dàng thay đổi dữ liệu 3D từ các hệ thống CAD khác.

- SolidWorks Workgroup PDM tạo điều kiện tái sử dụng bằng cách bảo vệ dữ liệu thiết kế và cung cấp một cơ cấu để tìm kiếm và tái sử dụng các dự án thiết kế trước đó.

- ScanTo3D cho phép các đối tượng được tham chiếu như đám mây điểm dữ liệu trong SolidWorks.

- Các thành phần thông minh được tái sử dụng sẽ đưa không chỉ các Part và Assembly lên một cấp độ mới, mà còn tự động hoá việc tạo ra bất kỳ feature nào vào một thiết kế mới.

- SpeedPak và Quick View tăng nhanh đáng kể tốc độ tạo các lắp ráp và bản vẽ.

- 3DVIA Composer làm giảm thời gian thiết kế bằng cách tạo ra và cập nhật tài liệu thiết kế trực tiếp từ dữ liệu 3D.

- SustainabilityXpress – Người dùng có thể nhanh chóng phân tích tác động môi trường của các sản phẩm của họ, tìm kiếm các vật liệu tương đương và chia sẻ thiết kế một cách nhanh chóng và được cải tiến, như là các báo cáo.

- SolidWorks Sustainability – Nhanh chóng kết hợp các tác động riêng của để lập báo cáo và tổng hợp tác động môi trường cho một sản phẩm hoàn thành (lắp ráp).

- Drawings – Rapid Dimension – công cụ tự động sắp đặt vị trí kích thước, ký hiệu đường kính và đường tâm trong các hình cắt.

- Assembly – cải thiện và nâng tốc độ tạo các thành phần đối xứng . - Parts – Delete Face và Trim Surface cải thiện hiệu suất. - Configurations – sử dụng các quy tắc để nhanh chóng xác định các cấu hình.

23


- Sheet Metal – xuất tập tin DXF/DWG với hình xem trước và chỉnh sửa trong SolidWorks, hợp nhất cạnh và nâng cao khả năng đóng các góc cải tiến.

- Bill of Materials, BOM Compare – nhanh chóng phân tích sự khác nhau giữa hai bảng BOM.

- 3DVIA Composer – các cấu hình SolidWorks và hình tháo rời SolidWorks đã được hỗ trợ, tự động tạo đường tháo rời.

- Enterprise PDM – việc triển khai Công cụ quản trị Admin Tools thực hiện nhanh hơn và nâng cao chất lượng thiết kế Part tái sử dụng (cây sao chép), cải thiện hiệu năng.

- Simulation – Design – mở rộng hỗ trợ Beam Elements cải tiến hiệu quả hoạt động, cải tiến Connector.

- Motion – Rigid – các nhóm chuyển động cứng giảm số lượng các Mates cần thiết để giải trong quá trình mô phỏng chuyển động, tiết kiệm thời gian.

24


3.3, Tìm hiểu phần mềm kiểm tra kết cấu ANSYS

Giới thiệu phần mềm ANSYS

Những năm gần đây, nhờ sự phát triển của các công cụ toán cùng với sự phát triển của máy tính điện tử, đã thiết lập và dần dần hoàn thiện các phần mềm công nghiệp, sử dụng để giải các bài toán cơ học vật rắn, cơ học thuỷ khí, các bài toán động, bài toán tường minh và không tường minh, các bài toán tuyến tính và phi tuyến, các bài toán về trường điện từ, bài toán tương tác đa trường vật lý. ANSYS là một phần mềm mạnh được phát triển và ứng dụng rộng rãi trên thế giới, có thể đáp ứng các yêu cầu nói trên của cơ học. Trong tính toán thiết kế cơ khí, phần mềm ANSYS có thể liên kết với các phần mềm thiết kế mô hình hình học 2D và 3D để phân tích trường ứng suất, biến dạng, trường nhiệt độ, tốc độ dòng chảy, có thể xác định được độ mòn, mỏi và phá huỷ của chi tiết. Nhờ việc xác định đó, có thể tìm các thông số tối ưu cho công nghệ chế tạo. ANSYS còn cung cấp phương pháp giải các bài toán cơ với nhiều dạng mô hình vật liệu khác nhau: đàn hồi tuyến tính, đàn hồi phi tuyến, đàn dẻo, đàn nhớt, dẻo, dẻo nhớt, chảy dẻo, vật liệu siêu đàn hồi, siêu dẻo, các chất lỏng và chất khí...

ANSYS (Analysis Systems) là một gói phần mềm phân tích phần tử hữu hạn (Finite Element Analysis, FEA) hoàn chỉnh dùng để mô phỏng, tính toán thiết kế công nghiệp, đã và đang được sử dụng trên thế giới trong hầu hết các lĩnh vực kỹ thuật: kết cấu, nhiệt, dòng chảy, điện, điện từ, tương tác giữa các môi trường, giữa các hệ vật lý. Trong hệ thống tính toán đa năng của ANSYS, bài toán cơ kỹ thuật được giải quyết bằng phương pháp Phần tử hữu hạn lấy chuyển vị làm gốc. Cấu trúc cơ bản một bài tính trong ANSYS. Tổng quát cấu trúc cơ bản của một bài tính trong ANSYS, gồm 3 phần chính: tạo mô hình tính (preprocessor), tính toán (solution) và xử lý kết quả (postprocessor). Ngoài 3 bước chính trên, quá trình phân tích bài toán trong ANSYS còn phải kể đến quá trình chuẩn bị (preferences) chính là quá trình định hướng cho bài tính. Trong quá trình này ta cần định hướng xem bài toán ta sắp giải dùng kiểu phân tích nào (kết cấu, nhiệt hay điện từ...), mô hình hoá như thế nào (đối xứng trục hay đối xứng quay, hay mô hình 3 chiều đầy đủ ...), dùng kiểu phần tử nào (Beam, Shell. Plate...). Hiểu được các bước phân tích này trong ANSYS sẽ giúp ta dễ

25


dàng hơn trong việc giải bài toán của mình. Vấn đề đặt ra là làm sao để thể hiện những ý tưởng này trong ANSYS. ANSYS cung cấp 2 cách để giao tiếp với người dùng (Graphic User Interface, GUI): công cụ trực quan dùng menu với các thao tác click chuột hoặc viết mã lệnh trong một file văn bản rồi đọc vào từ File/Read input from (ta cũng có thể dùng kết hợp 2 cách này một cách linh hoạt: dùng lệnh tạo cấu trúc, rồi dùng menu khai thác kết quả,...).

Công ty ANSYS đã thiết lập nên một chuẩn mực trong mô phỏng kỹ thuật. Công ty ANSYS xây dựng, phát triển, cung cấp phần mềm và hỗ trợ toàn cầu cho các giải pháp mô phỏng kỹ thuật nhằm dự đoán các ứng xử của sản phẩm ở trong môi trường sản xuất và sử dụng thực tế. Công ty ANSYS là công ty hàng đầu trong việc phát triển cả công cụ và công nghệ CAE (Computer-Aided Engineering). Các giải pháp ANSYS giúp doanh nghiệp không chỉ biết được các tính năng hoạt động của sản phẩm mà cả chất lượng thiết kế của nó.

Ansys được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp:

Các sản phẩm và quy trình công nghệ chất lượng cao và luôn được đổi mới.

Giảm số lượng mẫu thử cũng như thời gian kiểm tra sản phẩm. Nhanh chóng thu hồi vốn do giảm được thời gian xây dựng sản phẩm

mới. Quy trình mềm dẻo và đáp ứng nhanh hơn, cho phép thay đổi thiết kế

ngay cả ở các giai đoạn sau của quá trình xây dựng sản phẩm. Chiến lược mô phỏng đón đầu tạo ra một phương pháp hiệu quả để

đưa sản phẩm vào thị trường nhanh hơn và với giá thành thấp hơn. ANSYS Multiphysics .Trước đây, để có được tất cả các khả năng mô

phỏng số (cần thiết cho các bài toán phức tạp và kết hợp nhiều trường vật lý) cần có một kịch bản rất phức tạp và thường đòi hỏi phải kết hợp nhiều phần mềm khác nhau. Phần mềm ANSYS Multiphysics cung cấp một công cụ phân tích đắc lực kết hợp các mô đun: tính toán kết cấu, nhiệt, động lực học dòng chảy (CFD), âm học, và điện từ trong một sản phẩm tích hợp duy nhất. Với gói phần mềm ANSYS Multiphysics, người sử dụng sẽ cảm thấy thực sự thoải mái và có được một chuỗi khả năng mô phỏng tuyệt vời của ANSYS.

26


- ANSYS Multiphysics: tích hợp cả hai phương pháp trực tiếp (phương pháp ma trận) và phương pháp nối tiếp (phương pháp vectơ tải trọng) để đưa ra các kết quả mô phỏng chính xác, đáng tin cậy trong mọi lĩnh vực từ các hệ thống làm mát, sản xuất năng lượng, tới công nghệ sinh học và các hệ vi cơ điện tử (MEMS). Phần mềm cũng có khả năng mô phỏng dễ dàng các bài toán tương tác giữa các trường vật lý khác nhau: nhiệt – cơ, dòng chảy – kết cấu hay tĩnh điện – kết cấu với nhiều thuật giải phong phú mà người dùng có thể lựa chọn.

- ANSYS Structural: với khả năng mô phỏng hoàn hảo các kết cấu phi tuyến cũng như tuyến tính sẽ mang lại cho bạn các kết quả chính xác và đáng tin cậy. Trong ANSYS Structural có đầy đủ các loại phần tử, các mô hình vật liệu tuyến tính hay phi tuyến, mô hình vật liệu không đàn hồi giúp cho phần mềm có thể mô phỏng được các kết cấu lớn và phức tạp. Ngoài ra, phần mềm cũng phân tích được sự tiếp xúc trong các mối lắp. Người sử dụng sẽ hoàn toàn cảm thấy thoải mái và dễ dàng tiếp cận các mô hình vật liệu cũng như lựa chọn các tùy chọn giải tối ưu cho bài toán qua giao diện đồ họa kiểu cấu trúc cây. Các tùy chọn giải cao cấp hơn được thực hiện qua chức năng tính toán song song. Từ ANSYS Structural, người sử dụng cũng có khả năng nâng cấp lên thành ANSYS Mechanical khi cần thiết. Các phân tích tương tác cao cấp hơn nữa như dòng chảy, điện từ chỉ được tính toán trong gói phần mềm ANSYS Multiphysics.

- ANSYS DesignSpace ANSYS DesignSpace: là một gói phần mềm mô phỏng mạnh mẽ, giúp cho các nhà thiết kế và kỹ sư có thể thực hiện toàn bộ công việc của mình từ việc xây dựng ý tưởng, mô hình hóa, và hiện thực hóa các ý tưởng ngay trên bàn làm việc. Sử dụng công nghệ Knowledge – Based Automation, phần mềm này được xây dựng dựa trên những kỹ thuật đặc biệt mạnh mẽ của ANSYS, những kỹ thuật đã được phát triển suốt 32 năm qua.

Sử dụng DesignSpace, các nhà thiết kế có thể rút ngắn thời gian cho ra một sản phẩm và tránh được nhiều sai sót. Với DesignSpace, các kỹ sư dễ dàng thực hiện các bài tính kết cấu, nhiệt, động lực học, tối ưu hóa khối lượng, tối ưu hóa chức năng, mô phỏng các dao động, tính toán các hệ số an toàn v.v…

27


DesignSpace hoàn toàn tương thích với các phần mềm CAD mới nhất và hiện đại nhất hiện nay: Autodesk Inventor, Unigraphics, SolidWorks, Pro/Engineer, và Autodesk Mechanical Desktop. Ngoài ra, DesignSpace cũng có khả năng đọc dữ liệu từ CATIA và các định dạng file thông dụng khác như SAT hay Parasolid.

Từ các mô hình chỉ gồm một chi tiết hay các mô hình lắp phức tạp, môi trường 3D của DesignSpace mang lại một cái nhìn toàn diện về hệ phần mềm mô phỏng ảo.

28


4, CÁC KẾT QUẢ THU ĐƯỢC SAU THỰC TẬP

Sau 6 tuần thực tập, chúng em đã thu được rất nhiều kiến thức và kỹ năng, trước hết đó là kiến thức về thang máy, kiến thức chung về các công trình cơ khí lớn, các nguyên tắc lắp đặt và vận hành hệ thống.

Sau 6 tuần thực tập, chúng em đã thu được rất nhiều kỹ năng và sự tiến bộ trong việc sử dụng 2 phần mềm SolidWorks và ANSYS, các kỹ năng này là điều kiện quan trọng trong công việc của kỹ sư sau khi ra trường, có thể thực hiện liên tục từ thiết kế cho tới kiểm tra trên lí thuyết. Qua trình thực tập cũng đã bổ sung cho chúng em nhiều kiến thức chuẩn bị cho việc làm đồ án sắp tới.

Về kiến thức lí thuyết:

- Nắm được các kiến thức về thang máy, các loại thang máy, các bộ phận của thang máy, cách thức hoạt động, phương thức lắp đặt và bảo trì.

Về kỹ năng:

- Nắm được các kỹ năng sử dụng phần mềm SolidWorks và ANSYS. Trong SolidWorks: Thiết kế, lắp đặt, kiểm tra sơ bộ trên Simulation, xuất file ra bản vẽ, thiết kế chi tiết sử dụng Table. Trong ANSYS Workbench: Nhập các kết cấu từ SolidWorks, phân tích kết cấu dưới tác dụng của các điều kiện bên ngoài, xuất ra kết quả dưới dạng bản in.

Thời gian thực tập tuy không dài nhưng chúng em đã thu được nhiều kỹ năng cần thiết, kết quả này là một phần đóng góp quan trong trong việc thực hiện đồ án tốt nghiệp sắp tới.

Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trịnh Đồng Tính đã nhiệt tình giúp đỡ để chúng em có thể hoàn thành báo cáo này.

29

Documents

Báo Cáo Thực Tập - Đề Cương