Đối trọng thang máy là một thành phần quan trọng trong thang máy hiện đại để giúp cho thang máy hoạt động ổn định, hiệu suất cao. Nội dung sau đây giúp bạn tìm hiểu đầy đủ và chi tiết về đặc tính kỹ thuật, nguyên lý, công dụng cũng như cách để kiểm soát chất lượng của đối trọng trong thiết bị thang máy.
Đối trọng thang máy là gì?
Đối trọng thang máy là một thiết bị trong cấu tạo của thang máy có tác dụng mang lại sự cân bằng cho hệ thống treo cabin và giúp việc nâng và hạ cabin trở nên đơn giản hơn, giúp giảm kích thước và năng lượng cần dùng của động cơ.
Trong thang máy, cabin và đối trọng thang máy được đặt trên một trục nằm trong mặt phẳng thẳng đứng và được neo bởi các đường ray dẫn hướng để tránh va chạm hoặc ma sát ngoài ý muốn và duy trì quỹ đạo di chuyển lên xuống tuyến tính.
Đối trọng thang máy được đặt trong trục hành trình thang máy (giếng thang), có thể đặt ở bên cạnh hoặc phía sau cabin thang máy tùy thuộc vào thiết kế của cửa thang máy.
Đối trọng chủ yếu được sử dụng cho các ứng dụng thang máy cáp kéo có phòng máy hay không có phòng máy. Tuy nhiên, thang máy thủy lực cũng ứng dụng đối trọng để cải thiện tốc độ di chuyển và giảm mức tiêu thụ điện năng nhờ đó mà tăng thêm lợi thế về kỹ thuật cho dòng thang máy này.
Nguyên lý hoạt động của đối trọng thang máy
Nguyên lý hoạt động của đối trọng là di chuyển ngược chiều với cabin thang máy. Khi cabin đi lên thì đối trọng đi xuống, và ngược lại, cabin đi xuống thì đối trọng đi lên, nhờ đó tạo ra sự chuyển động cân bằng cho cabin.
Cũng cần lưu ý rằng, nếu không lựa chọn đúng đối trọng thì có thể phát sinh những rủi ro nghiêm trọng trong hệ thống thang máy. Đối trọng không đủ có thể khiến thang máy chạy quá tốc độ và mất kiểm soát, trong khi đối trọng quá mức có thể khiến thang máy chạy chậm lại và hoạt động kém. Trong cả hai trường hợp, sự an toàn của thang máy có thể bị tổn hại và có thể dẫn đến tai nạn.
Cách tính trọng lượng của đối trọng thang máy
Trải qua nhiều thử nghiệm, các nhà sản xuất thang máy đã đưa ra một công thức chung để tính tải trọng thang máy. Công thức tính tải trọng như sau:
Trọng lượng Đối trọng = Trọng lượng cabin rỗng + (Mức tải tối đa của cabin) / 2
Trong đó, trọng lượng của cabin thang máy rỗng là tải trọng kết cấu của nó. Mức tải tối đa của cabin là mức tải trọng danh nghĩa tối của nó cho người và hành khách.
Ví dụ, một thang máy có mức tải trọng của cabin là 1000kg, khối lượng phần kết cấu cabin là 600kg thì trọng lượng cần thiết của đối trọng là 600kg + 1000kg/2 = 1100kg.
Lợi ích của việc sử dụng đối trọng thang máy là gì?
Đối trọng là một thành phần quan trọng của hệ thống thang máy và có rất nhiều lợi ích. Dưới đây là một số lợi ích của việc sử dụng đối trọng thang máy:
Giúp cho cabin thang máy được nâng hạ dễ dàng hơn
Đối trọng giúp động cơ di chuyển lên xuống cabin dễ dàng hơn nhiều. Nhờ có đối trọng, động cơ không cần nhiều lực để di chuyển cabin lên xuống. Giả sử rằng cabin và những thứ bên trong nặng hơn đối trọng, nó sẽ đủ để động cơ tách chênh lệch trọng lượng giữa hai bên và tạo ra một số lực bổ sung để thắng ma sát trên các ròng rọc.
Di chuyển an toàn
Đối trọng rất quan trọng để đảm bảo an toàn trong hệ thống thang máy. Bởi vì sử dụng ít năng lượng hơn nên ít tạo ra lực căng trên dây cáp, giúp dây cáp kéo dài hơn đồng thời giúp thang máy an toàn hơn. Ngoài ra, hệ thống đối trọng còn ngăn chặn tình trạng dừng đột ngột, giật cục hay chuyển động vượt tốc, mất kiểm soát của thang, mang đến hành trình an toàn hơn.
Tăng khả năng chuyên chở của thang máy
Hệ thống đối trọng tăng khả năng chuyên chở của thang máy. Nhờ đối trọng cân bằng một phần tải trọng cần mang trong cabin thang máy nên có thể chở thêm tải trọng. Điều này làm tăng khả năng sử dụng và hiệu quả của thang máy.
Sử dụng năng lượng tối ưu
Động cơ cần rất nhiều năng lượng để di chuyển cabin. Hệ thống đối trọng giúp giảm lượng năng lượng mà động cơ phải tiêu tốn để di chuyển cabin lên trên. Động cơ thang máy làm việc với một công suất nhỏ hơn mà không bị quá tải. Nhờ đó, động cơ tiêu tốn ít năng lượng hơn để di chuyển cabin trên cùng một quãng đường.
Mặt khác, đối trọng thang máy làm giảm tần suất và lực phanh cần để dừng cabin thang máy.
Tiêu thụ năng lượng ít hơn có nghĩa là chi phí và chi phí bảo trì thang máy sẽ thấp hơn.
Tiết kiệm không gian
Đối trọng thang máy cũng giúp tiết kiệm không gian trong hệ thống thang máy. Hệ thống đối trọng nằm bên trong hố thang máy được thiết kế phù hợp với chuyển động của cabin. Nhờ đó, không gian sử dụng của thang máy có thể được sử dụng hiệu quả hơn. Đối trọng thang máy thường có dạng thanh dài, dẹt nhằm giảm kích thước thang máy nhưng vẫn đảm bảo được trọng lượng cần thiết.
Ngoài ra, không cần một trống cuộn cỡ lớn để cuộn toàn bộ cáp, nhờ đối trọng thang máy, động cơ chỉ cần một puli có đường kính nhỏ để nâng hạ cabin mà không bị ảnh hưởng nhiều bởi chiều cao hành trình của thang máy.
Rủi ro khi đối trọng thang máy không đủ tiêu chuẩn kỹ thuật?
- Các hệ thống đối trọng được sử dụng trong thang máy cũng mang theo một số rủi ro nếu nó không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Nhận thức được những rủi ro này và thực hiện các biện pháp phòng ngừa cần thiết là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động an toàn của thang máy.
- Nếu đối trọng không được cân bằng chính xác, sự ổn định của hệ thống thang máy có thể bị ảnh hưởng. Sự mất cân bằng có thể khiến thang máy không hoạt động bình thường, dẫn đến dừng và giật đột ngột hoặc khó kiểm soát chuyển động của nó. Tình huống này có thể khiến hành khách đối mặt với nguy cơ bị ngã hoặc chấn thương.
- Đối trọng không đủ có thể làm giảm khả năng chuyên chở của thang và dẫn đến quá tải. Điều này có thể dẫn đến hư hỏng và trục trặc các bộ phận của thang máy như dây cáp, ròng rọc và động cơ hoạt động dưới áp lực quá mức.
Nếu đối trọng quá nặng trong hệ thống thang máy hoặc di chuyển ở tốc độ cao, ứng suất cơ học sẽ tăng lên và có thể dẫn đến lực căng quá mức cho hệ thống. Ngược lại, điều này có thể dẫn đến mài mòn, hư hỏng và thậm chí trục trặc các bộ phận.
Vật liệu nào được sử dụng để làm đối trọng thang máy?
Đối trọng thang máy là một trong những vật liệu được sử dụng trong hệ thống thang máy và quyết định khả năng chuyên chở của thang máy. Khung quầy thang máy được làm bằng kim loại. Nó giữ trọng lượng của thang máy giống như một cái lồng. Nó là một cấu trúc bằng thép ngăn chặn sự dịch chuyển của trọng lượng phụ do trọng lượng thân thịt rơi xuống trong quá trình vận hành thang máy hoặc tại thời điểm xảy ra tai nạn.
Đối trọng thang máy được sử dụng nhiều nhất là đối trọng làm bằng kim loại và bê tông.
- Đối trọng làm bằng bê tông là vật liệu do lợi thế về chi phí, giá thành của đối trọng thang máy bằng bê tông chỉ khoảng 5-10 triệu đồng. Tuy nhiên, loại trọng lượng phụ này được sử dụng trong thang máy có tải trọng thấp do mật độ vật liệu thấp. Ngoài ra, bê tông có tính giãn nở nên đối trọng làm bằng bê tông chất lượng thấp có thể nứt vỡ trong quá trình sử dụng.
- Đối trọng làm bằng kim loại (chủ yếu là gang, thép) giúp sử dụng tối ưu không gian hơn do chúng trọng lượng riêng lớn và độ bền cao. Trong một số trường hợp, chì cũng được sử dụng để làm đối trọng thang máy do trọng lượng riêng cao nhưng nó có chi phí cao hơn. Nó đặc biệt được ưu tiên trong các tòa nhà sử dụng thang máy kích cỡ lớn, cần nhiều khả năng chịu tải hơn. Chi phí cho một bộ đối trọng kim loại dành cho thang máy gia đình có mức giá từ 20 triệu đồng. Chi phí này cũng sẽ làm tăng giá thang máy gia đình, nhất là với những sản phẩm thang máy nhập khẩu.
Việc lựa chọn vật liệu được sử dụng trong đối trọng thang máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như yêu cầu thiết kế, kết cấu tòa nhà, khả năng chịu tải và giá thành. Nói chung, các vật liệu bền, dày đặc và tiết kiệm chi phí được ưu tiên để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của thang máy.
Lưu ý kiểm tra, giám sát chất lượng đối trọng khi lắp đặt, sử dụng thang máy
Giám sát chất lượng của đối trọng khi lắp đặt thang máy
Đối trọng cần có giảm chấn. Do người sử dụng không hiểu biết chuyên sâu về đối trọng nên đơn vị lắp đặt thang máy thi công cẩu thả sẽ bỏ qua việc lắp đặt giảm chấn cho đối trọng. Vì vậy, khi sử dụng bạn cũng cần kiểm tra và yêu cầu lắp đặt thiết bị này.
Đối trọng bê tông không bị nứt vỡ. Những loại đối trọng làm bằng bê tông, vỏ nhựa có chất lượng không đảm bảo thì rất nguy hiểm, cần phải làm bằng bê tông có độ giãn nở phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật. Cần yêu cầu về bảo hành đối trọng thang máy. Nếu nứt vỡ thì phải thay ngay.
Các thanh đối trọng phải được liên kết chặt chẽ với nhau để đảm bảo nó không bị nứt vỡ và văng xuống cabin trong quá trình vận hành.
Kiểm soát an toàn đối trọng khi vận hành
Cần kiểm tra, giám sát thường xuyên chất lượng của đối trọng trong quá trình sử dụng thang máy. Việc kiểm tra, bảo trì và vận hành thường xuyên hệ thống đối trọng thang máy theo tiêu chuẩn an toàn đóng vai trò quan trọng cả về đảm bảo an toàn cho hành khách và duy trì tuổi thọ lâu dài cho thang máy.
Việc kiểm tra đối trọng thang máy kịp thời và định kỳ thông qua một dịch vụ bảo trì thang máy đầy đủ sẽ đảm bảo chất lượng kỹ thuật của đối trọng, giúp cho sử dụng thang máy được an toàn. Nếu không được kiểm soát và bảo trì thường xuyên, hệ thống đối trọng có thể gặp trục trặc và dẫn đến những tai nạn không mong muốn.
Trên đây là những điều cần biết về đối trọng thang máy. Nội dung được cung cấp bởi GamaLift - Nhà cung cấp dịch vụ thang máy cao cấp tại Việt Nam.
