Thang cuốn: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và thiết bị an toàn
Thang cuốn là thiết bị vận chuyển người liên tục giữa các tầng hoặc giữa những cao độ khác nhau trong công trình. Thiết bị được sử dụng phổ biến tại trung tâm thương mại, sân bay, nhà ga, siêu thị, khách sạn, bệnh viện và những nơi có mật độ người di chuyển lớn.
Khác với thang máy vận chuyển theo từng chuyến, Thang cuốn hoạt động liên tục nhờ hệ thống bậc thang liên kết thành chuỗi và chuyển động theo một vòng tuần hoàn khép kín. Để thiết bị hoạt động ổn định, các bộ phận cơ khí, truyền động, điện điều khiển và hệ thống an toàn phải phối hợp chính xác.
Việc hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý làm việc của Thang cuốn giúp đơn vị quản lý sử dụng thiết bị đúng cách, phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường và xây dựng kế hoạch kiểm tra, bảo trì phù hợp.
=> Xem thêm: Dịch vụ kiểm định Thang Máy
Thang cuốn là gì?
Thang cuốn là một dạng cầu thang chuyển động bằng động cơ điện. Các bậc được kết nối với hệ thống xích và di chuyển liên tục trên đường ray dẫn hướng.
Trong khu vực người sử dụng đứng, mặt bậc được giữ gần như nằm ngang. Khi đi đến đầu trên hoặc đầu dưới, các bậc dần thu lại và chuyển sang hành trình hồi phía dưới khung thang.
Thang cuốn thường hoạt động theo hai chiều:
- Đi lên.
- Đi xuống.
Một số hệ thống có thể thay đổi chiều hoạt động tùy theo nhu cầu khai thác, nhưng việc chuyển chiều phải tuân theo hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất.
=> Xem thêm: Dịch vụ kiểm định Palang điện.
Cấu tạo Thang cuốn gồm những bộ phận nào?
Một hệ thống Thang cuốn hoàn chỉnh thường gồm khung chịu lực, bậc thang, xích bậc, ray dẫn hướng, động cơ, hộp giảm tốc, tay vịn, tủ điều khiển và các thiết bị an toàn.
Khung kết cấu Thang cuốn
Khung kết cấu, hay truss, là bộ phận chịu lực chính của toàn bộ thiết bị. Khung thường được chế tạo từ thép dạng giàn và liên kết giữa hai tầng của công trình.
Bên trong khung là vị trí lắp đặt:
- Ray dẫn hướng.
- Xích bậc.
- Động cơ.
- Hộp giảm tốc.
- Trục truyền động.
- Hệ thống điện.
- Các cảm biến an toàn.
Khung phải chịu được trọng lượng bản thân thiết bị, tải trọng người sử dụng và các lực phát sinh khi vận hành.
=> Xem thêm: Dịch vụ kiểm định Pa lăng xích kéo tay
Bậc thang của Thang cuốn
Bậc thang là bộ phận trực tiếp chịu tải người sử dụng. Bậc thường được chế tạo từ hợp kim nhôm có độ bền cao và trọng lượng tương đối nhẹ.
Bề mặt bậc có nhiều rãnh dọc nhằm tăng độ bám và ăn khớp với tấm lược tại đầu thang.
Mỗi bậc được gắn bánh xe và kết nối với xích bậc. Hệ thống ray điều khiển vị trí các bánh xe để giữ mặt bậc ổn định trong quá trình di chuyển.
Xích bậc Thang cuốn
Xích bậc có nhiệm vụ truyền lực kéo từ hệ thống truyền động đến các bậc.
Hai bên bậc được liên kết với hai dãy xích chạy song song. Khi bánh xích chủ động quay, xích kéo các bậc di chuyển theo quỹ đạo của ray.
Xích làm việc liên tục dưới tải trọng lặp lại nên có thể bị giãn hoặc mòn theo thời gian. Nếu độ căng hai bên không đều, bậc có thể bị lệch hoặc rung khi vận hành.
Hệ thống ray dẫn hướng
Ray dẫn hướng quyết định quỹ đạo chuyển động của từng bậc.
Thang cuốn thường có các ray riêng cho bánh trước và bánh sau của bậc. Nhờ hình dạng và vị trí của ray, các bậc có thể:
- Tạo thành cầu thang ở phần nghiêng.
- Dần trở thành mặt phẳng ở đầu thang.
- Thu lại khi đi vào phần hồi.
- Di chuyển trở lại phía dưới.
Ray cần được căn chỉnh chính xác để hạn chế rung, lệch và tiếng ồn bất thường.
Động cơ và hộp giảm tốc
Động cơ điện cung cấp năng lượng cho toàn bộ hệ thống truyền động của Thang cuốn.
Mô-men từ động cơ được truyền qua hộp giảm tốc để giảm tốc độ quay và tăng mô-men xoắn. Sau đó lực được truyền đến trục chủ động và bánh xích.
Công suất động cơ phụ thuộc vào chiều dài thang, chiều cao nâng, chiều rộng bậc, tải trọng thiết kế và tần suất sử dụng.
Một số thiết bị sử dụng biến tần để khởi động và dừng êm hơn, đồng thời tối ưu điện năng khi lưu lượng người thấp.
Bánh xích chủ động
Bánh xích chủ động được lắp trên trục truyền động và ăn khớp với xích bậc.
Khi trục quay, bánh xích kéo hai dãy xích chuyển động đồng bộ. Toàn bộ bậc vì thế di chuyển liên tục theo một vòng khép kín.
Đây là một trong những bộ phận chịu tải truyền động lớn và cần được kiểm tra độ mòn định kỳ.
Tay vịn Thang cuốn
Tay vịn di chuyển cùng chiều với bậc để giúp người sử dụng giữ thăng bằng.
Tay vịn được dẫn động bằng hệ thống bánh ma sát hoặc puly và phải có tốc độ gần tương đương với tốc độ của bậc.
Nếu tay vịn chạy quá nhanh, quá chậm hoặc bị giật, người sử dụng có thể mất thăng bằng.
Lan can và tấm chắn
Hai bên Thang cuốn được bố trí hệ thống lan can nhằm ngăn người sử dụng tiếp xúc với các bộ phận chuyển động bên trong.
Lan can có thể được làm từ kính cường lực, kim loại hoặc vật liệu composite. Phần phía trên là đường chạy của tay vịn.
Bề mặt phải nhẵn và không có các cạnh sắc hoặc vị trí dễ làm mắc quần áo.
Nguyên lý hoạt động của Thang cuốn
Nguyên lý hoạt động của Thang cuốn dựa trên chuyển động tuần hoàn của chuỗi bậc được dẫn động bởi động cơ điện.
Nguyên lý truyền động của Thang cuốn
Khi thiết bị được khởi động, tủ điều khiển cấp điện cho động cơ.
Động cơ tạo mô-men, truyền qua hộp giảm tốc đến trục chủ động. Bánh xích trên trục kéo hai dãy xích bậc chuyển động.
Các bậc được gắn với xích nên cùng di chuyển theo. Hệ thống này tạo thành một chu trình liên tục giữa phần đi và phần hồi của thang.
Nguyên lý chuyển động của bậc
Mỗi bậc có các bánh xe chạy trên đường ray riêng.
Ở đoạn nghiêng, vị trí tương đối giữa hai hệ thống ray làm các bậc tạo thành hình cầu thang.
Khi bậc đến gần đầu trên hoặc đầu dưới, hai đường ray dần tiến lại gần nhau, làm các bậc trở thành gần như một mặt phẳng trước khi đi vào phần hồi.
Cơ chế này giúp người sử dụng bước lên và bước xuống thuận lợi hơn.
Nguyên lý chuyển động của tay vịn
Tay vịn được kéo bởi cơ cấu truyền động liên kết với hệ thống chính.
Tốc độ tay vịn phải được duy trì gần tương đương với tốc độ bậc để hạn chế người dùng bị mất thăng bằng.
Sau khi đi hết chiều dài lan can, tay vịn đi vào bên trong thân máy và quay trở lại theo một vòng khép kín.
Phân loại Thang cuốn phổ biến
Thang cuốn song song
Hai Thang cuốn được bố trí cạnh nhau, thường một thang đi lên và một thang đi xuống.
Cách bố trí này phổ biến tại trung tâm thương mại, sân bay và nhà ga vì dễ tổ chức luồng người.
Thang cuốn đan chéo
Thang giữa các tầng được bố trí xen kẽ nhau.
Kiểu thiết kế này giúp tận dụng không gian và có thể hướng dòng người đi qua nhiều khu vực khác nhau trong công trình.
Thang cuốn trong nhà
Thang cuốn trong nhà hoạt động trong môi trường ít chịu ảnh hưởng trực tiếp của mưa, bụi và nhiệt độ ngoài trời.
Loại này thường được lắp tại:
- Trung tâm thương mại.
- Siêu thị.
- Khách sạn.
- Nhà ga.
- Tòa nhà văn phòng.
Thang cuốn ngoài trời
Thang cuốn ngoài trời được thiết kế để chịu ảnh hưởng của mưa, độ ẩm, bụi và thay đổi nhiệt độ.
Hệ thống điện, kết cấu thép và vật liệu phải có khả năng bảo vệ phù hợp với điều kiện môi trường.
Thiết bị an toàn trên Thang cuốn
Hệ thống an toàn là một phần quan trọng trong cấu tạo Thang cuốn.
Nút dừng khẩn cấp
Nút dừng khẩn cấp thường được bố trí tại đầu trên và đầu dưới của thiết bị.
Khi xuất hiện tình huống nguy hiểm, người có trách nhiệm có thể sử dụng nút này để dừng thang.
Thiết bị bảo vệ tấm lược
Nếu tấm lược bị đẩy hoặc tác động bất thường do vật lạ mắc kẹt, công tắc bảo vệ có thể kích hoạt dừng Thang cuốn.
Thiết bị giám sát xích
Hệ thống có thể phát hiện tình trạng xích quá chùng, đứt hoặc hoạt động bất thường để dừng thiết bị.
Thiết bị bảo vệ tốc độ
Nếu tốc độ vượt giới hạn thiết kế hoặc xảy ra thay đổi bất thường, hệ thống bảo vệ sẽ kích hoạt phanh và dừng Thang cuốn.
Thiết bị chống đảo chiều
Thiết bị này giúp hạn chế nguy cơ Thang cuốn đang đi lên đột ngột chạy ngược xuống khi hệ thống truyền động hoặc phanh gặp sự cố.
Các nguy cơ thường gặp khi sử dụng Thang cuốn
Một số nguy cơ thường gặp gồm:
- Kẹt dây giày tại đầu bậc.
- Kẹt quần áo vào khe giữa bậc và thành bên.
- Trẻ nhỏ đưa tay vào vùng tay vịn đi vào thân máy.
- Trượt hoặc ngã khi không giữ tay vịn.
- Hành lý lớn gây mất thăng bằng.
- Bậc hoặc tay vịn hoạt động bất thường.
- Vật nhỏ mắc tại khu vực tấm lược.
Người sử dụng nên đứng trong phạm vi bậc, giữ tay vịn và quan sát khi bước lên hoặc xuống.
Kiểm tra và bảo trì Thang cuốn
Kiểm tra bậc Thang cuốn
Cần kiểm tra bậc có bị nứt, biến dạng, rung hoặc hư hỏng rãnh bề mặt hay không.
Bánh xe bậc và khoảng cách giữa các bậc cũng cần được kiểm tra định kỳ.
Kiểm tra xích và hệ thống truyền động
Xích cần được kiểm tra độ căng, độ giãn và tình trạng bôi trơn.
Động cơ, hộp giảm tốc, bánh xích và ổ trục cần được kiểm tra tiếng ồn, nhiệt độ và tình trạng làm việc.
Kiểm tra tay vịn
Tay vịn phải chạy ổn định và gần đồng bộ với bậc.
Nếu tay vịn bị giật, trượt, rung hoặc lệch tốc độ rõ rệt, cần dừng thiết bị để kiểm tra.
Kiểm tra thiết bị an toàn
Nút dừng khẩn cấp, công tắc tấm lược, cảm biến xích, thiết bị giám sát tốc độ và các cơ cấu bảo vệ cần được thử định kỳ.
Không được tự ý vô hiệu hóa các thiết bị an toàn.
Lưu ý khi vận hành Thang cuốn
Đơn vị quản lý cần giữ khu vực đầu và cuối Thang cuốn thông thoáng, đủ ánh sáng và không có vật cản.
Khi phát hiện tiếng động bất thường, rung mạnh, bậc lệch, tay vịn không đồng bộ hoặc thiết bị tự dừng nhiều lần, cần ngừng sử dụng để kiểm tra.
Người sử dụng cần:
- Giữ tay vịn khi di chuyển.
- Không chạy hoặc đùa nghịch trên thang.
- Không ngồi trên bậc.
- Quan sát khi bước lên và xuống.
- Giữ trẻ nhỏ trong tầm kiểm soát.
- Tránh để quần áo, dây giày sát khe chuyển động.
- Không vận chuyển vật cồng kềnh nếu thiết bị không được thiết kế cho mục đích đó.
Kết luận
Thang cuốn là thiết bị vận chuyển người liên tục có cấu tạo gồm khung chịu lực, bậc thang, xích bậc, ray dẫn hướng, động cơ, hộp giảm tốc, tay vịn, tủ điều khiển và nhiều cơ cấu bảo vệ an toàn.
Các bộ phận phải hoạt động đồng bộ để bảo đảm chuyển động ổn định và an toàn. Hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các thiết bị an toàn của Thang cuốn giúp đơn vị quản lý tổ chức vận hành, kiểm tra và bảo trì thiết bị hiệu quả hơn.
Bên cạnh chất lượng thiết bị, công tác bảo trì định kỳ và việc tuân thủ hướng dẫn sử dụng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm nguy cơ sự cố và duy trì độ tin cậy của Thang cuốn.
