Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Các Loại Thang Máy Phổ Biến

Thang máy là một trong những phát minh quan trọng của nhân loại, đóng vai trò không thể thiếu trong đời sống hiện đại. Từ các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại đến các khu chung cư, căn hộ gia đình, thang máy không chỉ giúp tiết kiệm thời gian di chuyển mà còn đảm bảo sự tiện nghi và an toàn. Trong bài viết này, iTEK ELEVATOR sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thang máy.

1. Phân Loại Thang Máy Theo Công Nghệ Truyền Động

1.1. Thang máy cáp kéo

Thang máy cáp kéo sử dụng hệ thống cáp thép và đối trọng để di chuyển cabin. Thang máy cáp kéo được chia thành 2 loại là thang có phòng máy hoặc thang không có phòng máy. Bởi động cơ điện có thể được đặt ở phòng máy riêng phía trên hoặc tích hợp trong hố thang, tiết kiệm không gian.

Thang máy cáp tải được sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà văn phòng, khách sạn, trung tâm thương mại và chung cư cao tầng vì có ưu điểm là tốc độ cao và có tuổi thọ lâu dài.

1.2. Thang máy thủy lực

Thang máy thủy lực hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng piston thủy lực để nâng và hạ cabin. Loại thang máy này thường được sử dụng trong các biệt thự, nhà ở thấp tầng hoặc các tòa nhà thương mại nhỏ do hành trình di chuyển hạn chế.

Thang máy thủy lực có hệ thống truyền động êm ái, vận hành yên tĩnh, mượt mà, ít rung lắc nên phù hợp với các tòa nhà yêu cầu sự thoải mái. Bên cạnh đó, nhờ sử dụng hệ thống piston nâng đỡ lắp ở phía dưới nên thang máy thủy lực không cần phòng máy phía trên, giúp tối ưu hóa diện tích sử dụng.

1.3. Thang máy trục vít

Thang máy trục vít hoạt động nhờ một động cơ điện quay trục vít, làm di chuyển cabin lên xuống dọc theo thanh dẫn. Đây là công nghệ hiện đại, thường được sử dụng trong các các ngôi nhà riêng, biệt thự hoặc các tòa nhà cải tạo không có không gian cho thang máy truyền thống.

Ưu điểm của loại thang máy này là tiết kiệm không gian vì không cần hố thang sâu hoặc phòng máy khi lắp đặt. Bên cạnh đó thang máy trục vít có thiết kế đơn giản, thời gian thi công nhanh hơn. Công nghệ truyền động của thang máy trục vít an toàn hơn của thang máy cáp kéo do hệ thống trục vít đảm bảo cabin không rơi tự do.

1.4. Thang máy chân không

Thang máy chân không là loại thang máy hiện đại sử dụng công nghệ chênh lệch áp suất không khí để di chuyển cabin mà không cần cáp kéo hay hệ thống thủy lực.

Ưu điểm của loại thang máy này cũng tương tự như thang máy trục vít là không cần hố pit hay phòng máy, chỉ cần khoét lỗ tròn giữa các tầng. Thang máy chân không lý tưởng cho biệt thự, shophouse, trung tâm thương mại nhỏ hoặc bệnh viện thấp tầng nhờ thiết kế nhỏ gọn, thẩm mỹ và an toàn. Khi mất điện, thang máy sẽ không rơi tự do mà tự hạ từ từ nhờ van an toàn.

2. Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Thang Máy Cáp Kéo

2.1. Cấu tạo của thang máy cáp kéo

Thang máy cáp tải sử dụng hệ thống cáp thép và đối trọng để di chuyển cabin. Có hai loại chính là thang máy có phòng máy và thang máy không phòng máy (MRL). Các bộ phận chính bao gồm:

Cabin: Được thiết kế chắc chắn, có thể tùy chỉnh kích thước và vật liệu.
Cáp thép: Cáp chịu lực cao, nối cabin với đối trọng qua ròng rọc.
Đối trọng: Một khối nặng cân bằng với cabin và giúp giảm tải cho động cơ.
Động cơ điện: Đặt ở phòng máy (đối với loại có phòng máy) hoặc trong hố thang (đối với loại MRL).
Ròng rọc (Pulley): Giúp truyền lực từ động cơ để kéo cáp.
Hệ thống điều khiển: Bao gồm bảng điều khiển trong cabin và bộ vi xử lý để quản lý hoạt động.
Hố thang và ray dẫn hướng: Đảm bảo cabin di chuyển chính xác theo phương thẳng đứng.
Bộ giảm chấn: Bộ phận này có nhiệm vụ làm giá đỡ cho cabin khi các hệ thống đảm bảo an toàn khác đều không hoạt động.

2.2. Nguyên lý hoạt động của thang máy cáp kéo

Thang máy cáp tải hoạt động dựa trên lực kéo của cáp thép và sự cân bằng giữa cabin và đối trọng:

Đi lên/xuống: Động cơ điện quay ròng rọc, kéo cáp thép để nâng hoặc hạ cabin. Trong khi đó, đối trọng sẽ di chuyển ngược chiều với cabin, giúp giảm tải lực kéo cần sử dụng của động cơ, giúp tiết kiệm năng lượng.
Điều khiển tốc độ: Hệ thống điều khiển sử dụng biến tần (inverter) để thay đổi tốc độ động cơ, đảm bảo chuyển động mượt mà.

Thang được trang bị phanh cơ khí và bộ giới hạn tốc độ để ngăn cabin rơi tự do hoặc di chuyển quá nhanh.

3. Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Thang Máy Thuỷ Lực

3.1. Cấu tạo của thang máy thuỷ lực

Thang máy thủy lực hoạt động dựa trên lực đẩy của hệ thống piston và dầu thủy lực. Các thành phần chính của thang máy thủy lực bao gồm:

Cabin thang máy: Là nơi chứa hành khách hoặc hàng hóa, được làm từ vật liệu chắc chắn như thép không gỉ hoặc kính cường lực.
Piston thủy lực: Một ống thép lớn được đặt dưới hố thang và kết nối trực tiếp với cabin để nâng hoặc hạ cabin.
Máy bơm thủy lực: Máy bơm sẽ đẩy dầu từ bể chứa vào đường ống dẫn đến các xi lanh, phối hợp nhịp nhàng với sự đóng, mở của các van để tạo lực nâng cabin.
Bể chứa dầu: Là nơi chứa dầu thủy lực, phục vụ cho quá trình vận hành của thang máy thủy lực.
Hệ thống van điều khiển: Điều chỉnh lưu lượng dầu để kiểm soát tốc độ và hướng di chuyển.
Bộ điều khiển: Đặt ở phòng máy hoặc gần hố thang, đảm bảo hoạt động chính xác của hệ thống.
Hố thang: Là không gian phía dưới cabin, được sử dụng để chứa piston và các thiết bị liên quan.

3.2. Nguyên lý hoạt động của thang máy thuỷ lực

Nguyên lý hoạt động của thang máy thủy lực dựa trên lực đẩy của chất lỏng theo định luật Pascal. Khi người dùng nhấn nút gọi thang:

Đi lên: Bơm thủy lực đẩy dầu từ bình chứa vào piston. Áp suất dầu tăng, đẩy piston lên, từ đó nâng cabin đến tầng mong muốn.
Đi xuống: Van điều áp mở ra, cho phép dầu chảy ngược về bình chứa, giảm áp suất trong piston, khiến cabin hạ xuống từ từ.

Trong trường hợp mất điện, van an toàn sẽ tự động kích hoạt, giúp cabin hạ xuống tầng thấp nhất một cách nhẹ nhàng, tránh nguy cơ rơi tự do.

4. Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Thang Máy Trục Vít

4.1. Cấu tạo của thang máy trục vít

Thang máy trục vít sử dụng một hệ thống trục vít và bu lông kết hợp với động cơ điện để di chuyển cabin lên xuống. Cấu tạo chung của thang máy trục vít bao gồm các bộ phận chính sau:

Cabin: Là nơi chở khách và hàng hóa, thường được làm bằng thép, nhôm và kính với kích thước nhỏ gọn, phù hợp với không gian hạn chế.
Trục vít: Là một thanh kim loại xoắn ốc được đặt trong hố thang. Trục vít chính kết nối với động cơ điện và quay theo chiều dọc của giếng thang. Bu lông được đặt khớp với vòng xoắn của trục vít chính. Khi trục vít quay, bu lông di chuyển lên xuống dọc theo trục vít, dẫn đến sự di chuyển của cabin.
Động cơ điện: Động cơ điện cung cấp lực để quay trục vít nhằm nâng hoặc hạ cabin.
Dây curoa: Còn được gọi là đai, thường được làm bằng cao su hoặc nhựa dẻo. Đây là bộ phận kết nối giữa động cơ và bu lông. có tác dụng truyền lực từ động cơ đến bu lông. Qua đó khiến cho bu lông chuyển động, xoay quanh trục vít chính.
Ray dẫn hướng: Đảm bảo cabin di chuyển chính xác theo phương thẳng đứng.
Hệ thống điều khiển: Đơn giản, thường tích hợp trong cabin hoặc gần hố thang.
Hệ thống phanh hãm: Được tích hợp vào cấu tạo của thang máy giúp giữ an toàn trong quá trình sử dụng, hạn chế những tình huống không đáng có như thang rơi tự do,…

4.2. Nguyên lý hoạt động của thang máy trục vít

Nguyên lý hoạt động của thang máy trục vít dựa trên nguyên lý của sự ăn khớp. Hệ thống dây curoa sẽ truyền lực từ động cơ đến bu lông. Các bánh răng của bu lông sẽ hoạt động nhịp nhàng ăn khớp với cơ chế xoay của trục vít làm di chuyển đai ốc gắn với cabin, đẩy cabin lên xuống dọc theo ray dẫn hướng.

Hệ thống trục vít và phanh hãm của thang máy giữ cho cabin không rơi tự do ngay cả khi mất điện, giúp đảm bảo an toàn cho hành khách ở bên trong cabin.

5. Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Thang Máy Chân Không

5.1. Cấu tạo của thang máy chân không

Thang máy chân không sử dụng chênh lệch áp suất không khí để di chuyển cabin. Các thành phần chính bao gồm:

Cabin: Hình trụ tròn, làm từ nhôm hợp kim và polycarbonate trong suốt, cho phép quan sát 360 độ.
Ống thang: Hình trụ, đồng bộ với cabin, làm từ vật liệu bền như polycarbonate.
Máy bơm chân không: Đặt ở phía trên ống thang, tạo áp suất chênh lệch.
Van điều áp: Điều chỉnh áp suất không khí để kiểm soát chuyển động.
Hệ thống điều khiển: Đơn giản, thường tích hợp trong cabin.

5.2. Nguyên lý hoạt động của thang máy chân không

Thang máy chân không hoạt động dựa trên nguyên lý chênh lệch áp suất không khí:

Đi lên: Máy bơm hút không khí phía trên cabin, tạo áp suất thấp (chân không). Áp suất cao hơn ở phía dưới đẩy cabin lên.
Đi xuống: Van điều áp đặt trên nóc thang máy mở ra, cho phép không khí chảy vào phía trên cabin, cân bằng áp suất, khiến cabin hạ xuống từ từ và êm ái.

Trong trường hợp mất điện, van an toàn tự động mở, giúp cabin hạ xuống tầng thấp nhất một cách an toàn.

Mỗi loại thang máy đều có cấu tạo và nguyên lý hoạt động riêng biệt, đáp ứng các nhu cầu cụ thể từ nhà ở, văn phòng, đến tòa nhà chọc trời. Thang máy thủy lực mang lại sự êm ái, thang máy cáp kéo thì tối ưu cho tốc độ cao, thang máy trục vít và chân không là sự lựa chọn lý tưởng cho không gian nhỏ. Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động sẽ giúp bạn đưa ra quyết định đúng đắn khi lựa chọn thang máy phù hợp với nhu cầu sử dụng.

Nếu bạn đang có những thắc mắc cần tư vấn thêm về các loại thang máy hoặc đang tìm đơn vị cung cấp uy tín, hãy liên hệ với iTEK ELEVATOR qua hotline 09xxx để được hỗ trợ ngay lập tức!