Hệ thống chống rơi tự do của thang máy hoạt động thế nào?

Thang máy Hải Phòng

Trong bài viết này, Thang máy Việt Phát sẽ chia sẻ về vấn đề kỹ thuật chống rơi tự do của thang máy.

Phanh điện từ thang máy

Khi thang máy hoạt động bình thường thì việc dừng thang được thực hiện bằng việc điều khiển phanh điện. Khi có dòng điện kích hoạt thì nam nâm điện từ sẽ kéo má phanh tách rời phần chuyển động của máy kéo (phần chuyển động này có thể ở dạng tang trống hoặc đĩa), khi mất nguồn điện cung cấp cho tủ điều khiển thang hoặc khi không kích hoạt thì nhờ lực lò xo má phanh sẽ tự hãm phần chuyển động của máy kéo.

Phanh điện từ dạng đĩa
Ảnh 1 - Phanh điện từ dạng đĩa
Phanh điện từ dạng đĩa
Ảnh 2 - Phanh điện từ dạng tang trống

Một số hãng sản xuất thang còn có thêm phanh điện cho cáp, hệ thống má phanh sẽ ma sát trực tiếp vào cáp kéo khi được kích hoạt.

Phanh hãm chuyển động của cáp
Ảnh 3 - Phanh hãm chuyển động của cáp
Phanh hãm chuyển động của cáp
Ảnh 4 - Phanh hãm chuyển động của cáp

Phanh cơ thang máy

Ở đây Thang máy Việt Phát chủ yếu nói đến hệ thống phanh chống rơi tự do của thang, vậy khi nào xảy ra trường hợp thang rơi tự do?

  • Khi hệ thống phanh điện hoạt động sai.
  • Khi khối lượng trong cabin quá tải dẫn đến trôi cáp tại pulley máy kéo hoặc quá lực giữ của phanh điện từ.
  • Khi đứt cáp tải cabin, trường hợp này là hiếm xảy ra.

Nếu dùng cảm biến tốc độ bằng linh kiện điện tử rồi lấy tín hiệu đầu ra cảm biến kích hoạt phanh là việc quá đơn giản nhưng trong trường hợp rơi tự do thì thang máy không thể phụ thuộc vào phần điện điều khiển mà phải coi như hệ thống điện đã hỏng, các nhà sản xuất thang đã tính hết các khả năng và thiết bị hãm an toàn trong trường hợp này gọi là phanh cơ (dân thợ hay gọi là thắng cơ).

Phanh cơ có phần thân gắn vào khung cabin còn má phanh ôm vào ray dẫn hướng, khi thang hoạt động bình thường má phanh này luôn có khe hở với ray dẫn hướng để chuyển động của thang nhẹ êm, má phanh cơ cấu tạo bằng kim loại có dạng răng ngược, khi kích hoạt phanh cơ thì phá phanh cắn ngậm vào ray dẫn hướng chứ không ma sát trượt như các má phanh làm bằng vật liệu Kẽm-amiăng thông thường.

Thắng cơ
Ảnh 5 - Thắng cơ
Thân thắng cơ gắn vào cabin, má thắng cơ ôm ray dẫn hướng
Ảnh 6 - Thân thắng cơ gắn vào cabin, má thắng cơ ôm ray dẫn hướng

Vậy khi hệ thống điện hỏng thì dùng cảm biến tốc độ loại nào có thể kích hoạt thắng cơ? Ta tìm hiểu một vài trải nghiệm vật lý:

  • Khi ta quay vật nặng thông qua sợi dây, càng quay nhanh thì cảm giác lực càng kéo sợi dây căng hơn, nếu quá mức chịu đựng thì sợi dây có thể đứt và vật nặng sẽ lao về phía xa tâm quay giả định, hiện tượng đó gọi là văng ly tâm.
  • Khi bạn lái xe vào đường cong với tốc độ quá mức an toàn thì xe bạn có xu hướng lật và trượt về phía xa tâm quay giả định, tốc độ càng lớn thì khả năng này càng dễ xảy ra.
Càng quay nhanh thì lực kéo làm sợi dây càng căng
Ảnh 7 - Càng quay nhanh thì lực kéo làm sợi dây càng căng
Xe dễ bị lật và trượt khi vào đường cong
Ảnh 8 - Xe dễ bị lật và trượt khi vào đường cong
Xe dễ bị lật và trượt khi vào đường cong
Ảnh 9 - Xe dễ bị lật và trượt khi vào đường cong

Vì vậy các nhà khoa học đã kết luận:

  • Lực kéo vật chuyển động tròn ra xa tâm quay gọi là lực ly tâm.
  • Tốc độ chuyển động tròn càng lớn thì lực ly tâm càng lớn.

Hệ thống cảm biến tốc độ thang máy không dùng điện cũng dựa theo nguyên lý của lực ly tâm. Cáp gắn vào cabin ngoài cáp kéo cabin ra còn có thêm cáp của thắng cơ, sợi cáp này vòng qua pulley của bộ cảm biến tốc độ (Governor) để biến chuyển động thẳng thành chuyển động tròn.

Cáp Governor để biến chuyển động thẳng thành chuyển động tròn
Ảnh 10 - Cáp Governor để biến chuyển động thẳng thành chuyển động tròn
Cáp Governor để biến chuyển động thẳng thành chuyển động tròn
Ảnh 11 - Cáp Governor để biến chuyển động thẳng thành chuyển động tròn

Governor có nhiều dạng cấu tạo và có loại đặt trên đỉnh giếng thang, cũng có loại đặt ngay tại khung cabin nhưng nguyên lý hoạt động đều dựa trên lực văng ly tâm.

Video 1 - Khi tốc độ quay đủ lớn cơ cấu điều khiển sẽ kích hoạt

Cáp Governor ngoài chức năng biến chuyển động thẳng thành chuyển động tròn, nó cũng là cơ cấu tác động trực tiếp để kích hoạt thắng cơ. Bình thường cáp này luôn chuyển động cùng cabin, khi tốc độ quay của Governor vượt quá ngưỡng cho phép, hệ thống cảm biến lực ly tâm sẽ làm cho cáp này dùng đột ngột, việc dừng đột ngột của cáp Governor làm cho thắng cơ được kích hoạt, má phanh sẽ cắn vào ray dẫn hướng làm cho cabin không rơi tự do đến mức nguy hiểm.

Loại Governor lắp đỉnh giếng thang
Ảnh 12 - Loại Governor lắp đỉnh giếng thang
Loại Governor lắp đỉnh giếng thang
Ảnh 13 - Loại Governor lắp đỉnh giếng thang
Loại Governor nằm ngay tại khung cabin
Ảnh 14 - Loại Governor nằm ngay tại khung cabin
Video 2 - Mô phỏng hoạt động của thắng cơ

Thắng cơ ngoài việc chống rơi tự do còn thường được thợ sử dụng như thiết bị an toàn cho bản thân khi bảo trì thang.

Trên đây là một số phân tích của Thang Máy Việt Phát, kính mong quí khách yên tâm và tin tưởng sản phẩm thang máy của chúng tôi.

Chúc quý khách có được chiếc thang máy toàn ý!

0927 444 888