Thang máy trục vít và nguyên lý hoạt động
Thang máy trục vít là loại thang máy hoạt động dựa trên nguyên lý cơ học của trục vít (vít me) và đai ốc. Hệ thống bao gồm một trục vít dài được lắp thẳng đứng dọc theo chiều cao của hố thang. Trên trục vít này, một cơ cấu đai ốc được gắn với cabin thang máy và kết nối với động cơ điện. Khi động cơ điện quay, đai ốc xoay và di chuyển dọc theo trục vít, kéo cabin thang máy lên hoặc xuống theo yêu cầu.
Cấu tạo chi tiết của cơ cấu truyền động trục vít:
- Trục vít hay vít me: Là một thanh kim loại được tiện ren xoắn ốc đặt dọc theo chiều cao giếng thang, giúp cabin di chuyển dọc theo. Chiều cao của trục vít sẽ giới hạn hành trình của cabin thang máy.
- Đai ốc: Được gắn chặt vào cabin và chuyển động theo vòng xoắn của trục vít khi động cơ hoạt động.
- Động cơ điện: Kết nối với hệ thống truyền động và làm quay đai ốc.
Cơ cấu trục vít, đai ốc và motor của thang máy trục vít
Thang máy trục vít có thể sử dụng cabin hoặc không cần cabin. Trong một số thiết kế, để tiết kiệm diện tích bố trí thang máy, người ta không làm cabin mà chỉ sử dụng một mặt sàn để đỡ người (đồ vật) di chuyển trong khung giếng thang kín (vì thế thang máy trục vít còn được gọi là thang máy trục vít sàn nâng hay thang máy sàn nâng).
Thang máy gia đình trục vít thiết kế kiểu sàn nâng không cần cabin
Ưu điểm của thang máy trục vít
Thiết kế nhỏ gọn, không cần hố PIT và phòng máy:
Thang máy trục vít không yêu cầu hố thang sâu hoặc phòng máy trên nóc, giúp tiết kiệm không gian và phù hợp cho các công trình nhà dân cư, nhà cải tạo, hoặc những nơi có giới hạn về không gian lắp đặt.
Thiết kế không cần phòng máy và hố pit thấp là một ưu điểm của thang máy trục vít
Khả năng lắp đặt trong không gian nhỏ: tương tự như dòng thang máy thủy lực, thang máy trục vít cũng dễ lắp đặt ở những vị trí hẹp chẳng hạn như giữa cầu thang bộ, giếng trời, góc nhỏ hoặc các không gian cải tạo.
Độ an toàn cao:
Do sử dụng hệ thống cơ học với trục vít và đai ốc và di chuyển với tốc độ rất chậm, thang máy trục vít khá an toàn. Ngoài ra, thang máy trục vít cũng được trang bị tính năng cứu hộ khi mất điện ARD để có thể tự động đưa cabin về tầng gần nhất và mở cửa cho hành khách ra ngoài.
Dễ bảo trì:
Hệ thống cơ khí đơn giản, động cơ lại lắp ngay ở cabin giúp việc thực hiện bảo dưỡng, kiểm tra và sửa chữa dễ dàng hơn.
Tuy có một số ưu điểm như vậy, song thang máy trục vít còn tồn tại nhiều nhược điểm khó khắc phục khiến nó ít được sử dụng phổ biến.
Nhược điểm của thang máy trục vít
Tốc độ chậm:
Hầu hết thang máy trục vít vận hành ở tốc độ 0.15m/s, tối đa thang máy trục vít cho nhà ở gia đình đạt được tốc độ ở mức 0.3m/s. So với thang máy cáp kéo thì tốc độ di chuyển của thang máy trục vít chậm hơn rất nhiều. Điều này khiến cho thang máy trục vít chỉ được lắp đặt hiệu quả cho loại hình nhà ở gia đình chiều cao 2-3 tầng, có thể lắp cho các căn nhà 4-5 tầng nhưng thời gian di chuyển chậm và không hiệu quả nếu có nhiều người gọi thang ở các tầng khác nhau.
Giới hạn về tốc độ của thang máy trục vít rất khó cải tiến. Vì vậy nhiều người sử dụng khi đã lắp thang máy trục vít rồi, sau khi sử dụng thấy tốc độ không đáp ứng được nhu cầu thì cũng không thể nâng cấp được.
Giới hạn về chiều cao hành trình:
Do thiết kế kỹ thuật, thang máy trục vít di chuyển trên 1 trục kim loại, do đó, cấu trúc này chỉ chắc chắn ở một giới hạn chiều cao nhỏ, với các căn nhà nhiều tầng, thanh trục vít này sẽ không đủ vững chắc để giữ được độ ổn định cho thang máy, sẽ xuất hiện các vấn đề về rung lắc. Vì vậy, thang máy trục vít thường chỉ phù hợp cho các căn nhà thấp tầng, từ 2 đến 4 tầng. Nếu lắp đặt cho các công trình cao tầng, việc sử dụng trục vít dài không an toàn mà lại làm giá thành sản xuất tăng hơn nhiều.
Với những ai có dự kiến nâng cấp chiều cao nhà thì sẽ cần để ý đến yếu tố giới hạn chiều cao hành trình của thang máy trục vít. Khi nâng chiều cao nhà mà thang máy trục vít không đáp ứng được thì phải thay thế toàn bộ sẽ rất tốn kém. Khi xây nhà có lắp thang máy, nếu ngay từ đầu có ý định nâng cấp xây thêm tầng trong tương lai thì bạn nên chọn thang máy gia đình công nghệ cáp kéo không phòng máy thì sẽ dễ dàng cho việc nâng cấp hơn do thang máy cáp kéo không bị giới hạn về chiều cao hành trình lại tiết kiệm chi phí xây dựng do không phải làm phòng máy riêng.
Độ ồn cao khi vận hành: Động cơ điện của thang máy trục vít công suất nhỏ nhưng lại được lắp sau cabin nên khi vận hành nó thường gây tiếng ồn nếu cabin không được cách âm tốt.
Giá thành cao: Do yêu cầu về kỹ thuật chế tạo chính xác và các bộ phận cơ khí chất lượng cao, ngoài ra có ít công ty sản xuất, cung ứng loại thang máy này, do đó, thang máy trục vít thường có chi phí lắp đặt ban đầu cao hơn so với một số loại thang máy khác. Chi phí lắp đặt của thang máy trục vít cho nhà ở gia đình thường từ 1.5-2 tỉ đồng.
Phụ thuộc về linh kiện vào số ít công ty: Do có ít nhà sản xuất loại thang máy trục vít, vì vậy linh kiện của nó không phổ biến trên thị trường, thường phải chờ sản xuất và nhập từ nhà sản xuất gốc. Điều này gây ra khó khăn khi thay thế linh kiện thiết bị trong trường hợp thang máy gặp lỗi hoặc sự cố. Người sử dụng có thể phải chờ đợi trong thời gian dài mới có linh kiện để thay thế. Ngoài ra, chi phí thay thế linh kiện thường rất cao do không có nhà cung cấp thay thế để cạnh tranh về giá.
Cần bảo dưỡng định kỳ: Mặc dù bảo trì dễ dàng, nhưng thang máy trục vít cần được bảo dưỡng định kỳ để kiểm tra và bôi trơn trục vít nhằm đảm bảo hiệu suất và kéo dài tuổi thọ.
Ứng dụng của thang máy trục vít
Mặc dù có một số ưu điểm nhưng công nghệ trục vít gặp phải rất nhiều bất lợi như đã nói ở trên, vì vậy, thang máy trục vít chủ yếu được sử dụng làm thang máy gia đình và các công trình nhỏ. Ngoài ra, công nghệ trục vít có thể được ứng dụng hạn chế trong các thang máy tải hàng với trọng tải nhỏ vài trăm kg, chiều cao di chuyển từ 1-3 tầng.
Kết luận: Thang máy trục vít có những ưu điểm về thiết kế để lắp đặt ở các không gian hẹp, mang lại giải pháp tốt cho các công trình thấp tầng, nhà ở diện tích nhỏ. Nhưng bên cạnh đó, dòng thang máy này còn có nhiều nhược điểm, đặc biệt là nhược điểm về tốc độ vận hành và chiều cao hành trình khiến nó không phải là lựa chọn tối ưu cho nhiều loại hình nhà ở như thang máy cáp kéo.
→ Xem thêm Công nghệ thang máy không phòng máy tiên tiến của Orona