Hướng dẫn đầy đủ về Ray dẫn hướng thang máy: Các loại, lắp đặt và bảo trì

Đường ray dẫn hướng thang máy là gì và nó thực sự có tác dụng gì?

Ray dẫn hướng thang máy là một đường ray thép được lắp đặt thẳng đứng bên trong trục thang máy để giữ cho cabin thang máy và đối trọng chuyển động theo đường thẳng, có kiểm soát. Nếu không có ray dẫn hướng, chiếc taxi sẽ lắc lư, nghiêng hoặc dịch chuyển sang một bên trong khi di chuyển - tạo ra một chuyến đi nguy hiểm và không thoải mái. Hãy coi chúng như xương sống cấu trúc của hệ thống chuyển động thẳng đứng của thang máy. Mỗi khi bạn bước vào thang máy và cảm thấy chuyển động êm ái, ổn định, các thanh dẫn hướng sẽ thực hiện công việc của chúng một cách lặng lẽ ở chế độ nền.

Đường ray dẫn hướng thang máy phục vụ nhiều chức năng quan trọng ngoài việc chỉ đạo chuyển động. Chúng cung cấp một bề mặt cố định để bộ phận an toàn (còn gọi là dây an toàn hoặc kẹp) bám chặt trong trường hợp rơi tự do hoặc quá tốc độ. Chúng cũng hỗ trợ trọng lượng được truyền qua guốc dẫn hướng hoặc con lăn gắn vào khung ô tô, hấp thụ các lực ngang được tạo ra trong quá trình tăng tốc, giảm tốc và bất kỳ sự phân bổ tải trọng không đồng đều nào bên trong cabin. Trong các vùng địa chấn, đường ray dẫn hướng được thiết kế để chịu thêm lực ngang từ động đất, khiến việc lựa chọn và lắp đặt chúng càng trở nên quan trọng hơn.

Các loại ray dẫn hướng thang máy

Không phải tất cả các ray dẫn hướng thang máy đều giống nhau. Chúng khác nhau về hình dạng mặt cắt ngang, loại vật liệu, bề mặt hoàn thiện và khả năng chịu tải dự kiến. Việc chọn đúng loại phụ thuộc vào tốc độ thang máy, mức tải trọng và yêu cầu về kết cấu của tòa nhà.

Ray dẫn hướng hình chữ T

Ray dẫn hướng hình chữ T cho đến nay là loại phổ biến nhất được sử dụng trong thang máy hiện đại trên toàn thế giới. Mặt cắt ngang của nó giống chữ "T", với một lưỡi thẳng đứng (được gọi là đầu) mà guốc dẫn hướng hoặc thanh dẫn hướng con lăn gắn vào và một đế ngang gắn vào các giá đỡ cố định vào thành trục. Đường ray chữ T được tiêu chuẩn hóa theo mã quốc tế và có nhiều kích cỡ - phổ biến nhất là T-45, T-50, T-70, T-82, T-89, T-114 và T-127, trong đó con số này đề cập đến chiều rộng của đầu ray tính bằng milimét. Thang máy nặng hơn, nhanh hơn đòi hỏi kích thước đường ray chữ T lớn hơn để chịu được lực lớn hơn.

Đường ray dẫn hướng rỗng

Đường ray dẫn hướng rỗng được sử dụng chủ yếu cho đối trọng và trong các ứng dụng thang máy dân dụng có tải trọng thấp hơn. Chúng nhẹ hơn và rẻ hơn so với thanh ray chữ T đặc nhưng không thể hỗ trợ việc gắn thiết bị an toàn. Do hạn chế này nên chúng chỉ phù hợp trong những trường hợp đối trọng không yêu cầu các thiết bị an toàn độc lập hoặc trong các hệ thống thang máy gia đình có tải trọng rất nhẹ. Lõi rỗng của chúng cũng khiến chúng không phù hợp cho việc lắp đặt tốc độ cao, nơi độ võng dưới tải trở thành mối lo ngại.

Đường ray dẫn hướng được gia công và vẽ

Đường ray dẫn hướng được sản xuất thông qua hai quy trình chính. Các thanh ray kéo (hoặc kéo nguội) được kéo qua khuôn để đạt được hình dạng của chúng, mang lại bề mặt mịn hơn ngay từ nhà máy. Đường ray gia công có bề mặt dẫn hướng được phay chính xác sau khi tạo hình, mang lại cho chúng dung sai kích thước chặt chẽ hơn và bề mặt hoàn thiện vượt trội. Thang máy tốc độ cao - những thang máy di chuyển trên 2,5 mét mỗi giây - thường yêu cầu đường ray dẫn hướng được gia công để giảm thiểu độ rung, tiếng ồn và độ mòn của guốc dẫn hướng. Thang máy chở hàng hoặc dịch vụ chậm hơn thường sử dụng đường ray kéo, tiết kiệm hơn.

Kích thước tiêu chuẩn và phân loại tải

Ray dẫn hướng thang máy kích thước được tiêu chuẩn hóa để đảm bảo khả năng tương thích với giày dẫn hướng, bánh răng an toàn và kẹp ray từ các nhà sản xuất khác nhau. Dưới đây là kích thước đường ray chữ T phổ biến và các ứng dụng điển hình của chúng:

Việc lựa chọn đường ray luôn được xác định bởi kỹ sư kết cấu hoặc nhà thiết kế thang máy dựa trên trọng lượng ô tô, tải trọng định mức, tốc độ di chuyển, khoảng cách khung và các mã an toàn hiện hành. Không bao giờ thay thế kích thước đường ray nhỏ hơn để tiết kiệm chi phí - đường ray có kích thước nhỏ hơn có thể bị lệch vượt quá giới hạn cho phép, gây ra các vấn đề về chất lượng chuyến đi và trục trặc của thiết bị an toàn.

Yêu cầu về vật liệu và hoàn thiện bề mặt

Đường ray dẫn hướng thang máy được sản xuất từ ​​thép carbon, thường phù hợp với các loại tương đương với EN 10025 S235 hoặc S355 theo tiêu chuẩn Châu Âu hoặc ASTM A36 và A572 trong các ứng dụng ở Bắc Mỹ. Việc lựa chọn loại thép ảnh hưởng đến cường độ năng suất, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ biến dạng của đường ray khi chịu tải. Thép cường độ cao hơn cho phép khoảng cách khung lớn hơn mà không vượt quá giới hạn độ võng, điều này có thể giảm thời gian lắp đặt và chi phí vật liệu trong các tòa nhà cao tầng.

Bề mặt hoàn thiện cũng quan trọng không kém, đặc biệt đối với thang máy tốc độ cao. Bề mặt dẫn hướng - phần tiếp xúc với guốc hoặc thanh dẫn hướng con lăn - phải nhẵn, thẳng và không có cặn, gờ và rỗ. Đối với các đường ray được gia công, độ nhám bề mặt dẫn hướng thường được chỉ định ở Ra 1,6 µm hoặc cao hơn. Các bề mặt gồ ghề làm tăng tốc độ mài mòn của lớp lót guốc dẫn hướng, tăng tiếng ồn và góp phần tạo ra cảm giác rung bên trong cabin. Một số nhà sản xuất phủ một lớp dầu nhẹ lên đường ray trong quá trình vận chuyển để tránh rỉ sét. Lớp sơn này phải được làm sạch trong quá trình lắp đặt trước khi điều chỉnh guốc dẫn hướng.

Cách lắp đặt đường ray dẫn hướng thang máy

Lắp đặt đường ray dẫn hướng là một trong những giai đoạn đòi hỏi kỹ thuật cao nhất trong quá trình xây dựng thang máy. Đường ray bị lệch - thậm chí chỉ một milimet - có thể gây ra chất lượng xe không thể chấp nhận được, độ mòn bất thường và trong trường hợp nghiêm trọng là hỏng thiết bị an toàn. Đây là cách quy trình hoạt động từ đầu đến cuối:

Thiết lập đường ống dẫn nước

Trước khi bất kỳ đường ray nào được nâng lên, người lắp đặt thả các dây dọi chính xác từ đỉnh trục để thiết lập đường tâm chính xác của toa xe và các đường đối trọng. Những đường này đóng vai trò là điểm tham chiếu để định vị mọi giá đỡ và phần đường ray. Việc lắp đặt hiện đại ngày càng sử dụng hệ thống căn chỉnh bằng laser để đạt được độ chính xác cao hơn, đặc biệt là trong các tòa nhà cao tầng, nơi phải tính đến sự giãn nở nhiệt và chuyển động của cấu trúc trên chiều cao của tòa nhà.

Gắn khung ray

Giá đỡ đường ray được neo vào tường trục bê tông hoặc thép theo khoảng cách đều đặn - thường là 2,5 đến 5 mét tùy thuộc vào kích thước đường ray và yêu cầu tải trọng. Các giá đỡ phải được cố định bằng đủ lực chôn hoặc mô-men xoắn của bu-lông để chịu được cả lực dọc và lực ngang. Trong các trục bê tông, neo giãn nở hoặc tấm đúc sẵn được sử dụng. Trong các trục khung thép, giá đỡ được bắt vít trực tiếp vào các bộ phận kết cấu thép. Căn chỉnh giá đỡ được xác minh theo đường thẳng đứng trước khi lắp ray.

Tham gia các đoạn đường sắt

Các đoạn ray dẫn hướng riêng lẻ thường dài 5 mét và được nối từ đầu đến cuối bằng tấm nối cá (còn gọi là tấm nối) và bu lông. Mối nối phải bằng phẳng - bất kỳ bước hoặc khe hở nào giữa các phần đều tạo ra va chạm khiến guốc dẫn hướng va vào ở tốc độ cao, gây ra rung động và tiếng ồn. Những người lắp đặt có kinh nghiệm sử dụng thước đo thước thẳng và thước đo cảm biến để kiểm tra sự căn chỉnh của khớp và dũa hoặc đệm khi cần thiết để đạt được sự chuyển tiếp suôn sẻ. Các vị trí khớp nối phải được đặt so le giữa hai ray cùng phía để cả hai ray ô tô không có khớp nối ở cùng độ cao.

Căn chỉnh và đo cuối cùng

Sau khi tất cả các đường ray đã được lắp đặt, lần kiểm tra căn chỉnh cuối cùng sẽ đo thước đo đường ray - khoảng cách giữa hai đường ray dẫn hướng ô tô - tại nhiều điểm trên khắp trục. Kích thước này phải nằm trong phạm vi dung sai chặt chẽ (thường là ±1mm) từ trên xuống dưới. Các đường ray cũng được kiểm tra độ xoắn và độ thẳng đứng. Mọi sai lệch đều được khắc phục bằng cách điều chỉnh giá đỡ trước khi lắp đặt cabin thang máy. Bước đo cuối cùng này được ghi lại và ký tắt như một phần của bản ghi cài đặt.

Hướng dẫn bôi trơn đường ray: Tại sao nó quan trọng và nó được thực hiện như thế nào

Ray dẫn hướng cần được bôi trơn để giảm ma sát giữa bề mặt ray và lớp lót guốc dẫn hướng, giảm thiểu mài mòn, chống ăn mòn và giảm tiếng ồn. Nếu không được bôi trơn thích hợp, lớp lót giày dẫn hướng sẽ nhanh chóng bị mòn, chất lượng lái xe giảm sút và bản thân bề mặt đường ray có thể bị xước hoặc rỗ theo thời gian.

Thang máy truyền thống sử dụng chất bôi trơn đường ray tự động - miếng nỉ hoặc loại bấc có lò xo gắn trên khung ô tô để bôi một lớp dầu mỏng lên bề mặt đường ray khi ô tô di chuyển. Bình chứa chất bôi trơn phải được kiểm tra và đổ đầy lại trong các lần bảo dưỡng định kỳ, thường là 3 đến 6 tháng một lần tùy thuộc vào mức độ sử dụng. Dầu được sử dụng thường là dầu máy nhẹ hoặc chất bôi trơn ray thang máy chuyên dụng do nhà sản xuất thang máy chỉ định - tránh các loại dầu mỡ nặng, có thể bám bụi và bám dính theo thời gian.

Hệ thống dẫn hướng con lăn - được sử dụng trên thang máy tốc độ cao hơn - yêu cầu bôi trơn đường ray ít hơn do tiếp điểm lăn tạo ra ít ma sát hơn tiếp xúc trượt. Tuy nhiên, bản thân vòng bi lăn cần được kiểm tra và thay thế định kỳ. Một số hệ thống lắp đặt hiện đại sử dụng guốc dẫn hướng tổng hợp chạy khô giúp loại bỏ hoàn toàn nhu cầu bôi trơn đường ray, giảm yêu cầu bảo trì và giữ cho trục sạch hơn.

Các sự cố thường gặp về đường ray dẫn hướng thang máy và cách xác định chúng

Giống như bất kỳ thành phần kết cấu nào, ray dẫn hướng có thể phát triển các vấn đề theo thời gian - đặc biệt là ở các tòa nhà cũ hoặc các công trình có mật độ giao thông cao. Biết những gì cần tìm trong quá trình kiểm tra sẽ giúp phát hiện các vấn đề trước khi chúng ảnh hưởng đến an toàn hoặc hiệu suất.

• Độ lệch đường ray: Độ lún của tòa nhà, chuyển động nhiệt hoặc lắp đặt không đúng cách có thể khiến đường ray bị lệch khỏi vị trí thẳng đứng. Các dấu hiệu bao gồm độ nhám tại các điểm cụ thể trong hành trình, tiếng ồn bất thường hoặc độ mòn không đều của lót giày dẫn hướng.
• Các bước chung hoặc khoảng trống: Các bu lông tấm cá bị lỏng làm cho các mối nối đường ray dịch chuyển, tạo ra va đập và trở nên trầm trọng hơn theo thời gian. Một cú giật nhịp nhàng tại một điểm nhất quán trong hành trình là một dấu hiệu cổ điển.
• Ăn mòn và rỗ: Độ ẩm trong trục - do rò rỉ, ngưng tụ hoặc ngập nước - gây ra rỉ sét bề mặt trên ray dẫn hướng. Những vết rỉ sét nhẹ trên bề mặt có thể được làm sạch và bôi trơn lại, nhưng những vết rỗ sâu đòi hỏi phải thay thế phần đường ray.
• Nới lỏng khung: Các bu lông neo trong bê tông cũ có thể lỏng lẻo theo thời gian, khiến giá đỡ - và đường ray kèm theo - dịch chuyển. Điều này đặc biệt phổ biến ở các tòa nhà trên 20 năm tuổi có neo nguyên bản.
• Bề mặt ray bị mòn hoặc bị xước: Chạy khô do hết bình chứa chất bôi trơn hoặc chất bôi trơn bị ô nhiễm khiến cho lớp lót guốc dẫn hướng bị mài mòn trên bề mặt đường ray. Sau khi nhìn thấy điểm, phần đường ray thường cần phải được thay thế hoặc bề mặt được khôi phục một cách chuyên nghiệp.
• Ký hiệu bánh răng an toàn: Các vết khoét sâu trên bề mặt ray dẫn hướng là dấu hiệu cho thấy bộ hãm an toàn đã hoạt động - trong khi thử nghiệm hoặc trong trường hợp vượt tốc thực tế. Các đoạn đường ray bị ảnh hưởng phải được kỹ sư có trình độ kiểm tra và thay thế nếu hư hỏng ảnh hưởng đến mặt cắt ngang hoặc hình dạng bề mặt.

Lịch bảo trì ray dẫn hướng thang máy

Bảo trì đường ray dẫn hướng thường được thực hiện như một phần của chương trình bảo trì phòng ngừa thang máy rộng hơn. Dưới đây là kế hoạch bảo trì phù hợp trong các khoảng thời gian khác nhau:

Tất cả công việc bảo trì trên ray dẫn hướng thang máy phải được thực hiện bởi thợ máy thang máy được cấp phép tuân thủ các quy định địa phương như ASME A17.1 ở Bắc Mỹ hoặc EN 81-20/50 ở Châu Âu. Chủ sở hữu tòa nhà nên lưu giữ hồ sơ bảo trì cho mỗi lần ghé thăm dịch vụ vì chúng thường được yêu cầu trong quá trình kiểm tra an toàn và đánh giá bảo hiểm.

Quy tắc và tiêu chuẩn chi phối đường ray dẫn hướng thang máy

Đường ray dẫn hướng thang máy phải tuân theo các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt chi phối kích thước, tính chất vật liệu, dung sai lắp đặt và yêu cầu kiểm tra. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này là bắt buộc ở hầu hết các khu vực pháp lý và việc lắp đặt không tuân thủ có thể dẫn đến việc thang máy ngừng hoạt động, kiểm tra không thành công và có nguy cơ phải chịu trách nhiệm pháp lý.

• ASME A17.1 (Mỹ/Canada): Mã an toàn thang máy chính ở Bắc Mỹ. Nó chỉ định tải trọng thiết kế đường ray dẫn hướng, giới hạn độ võng, tính toán khoảng cách khung và yêu cầu vật liệu.
• EN 81-20 và EN 81-50 (Châu Âu): Các tiêu chuẩn Châu Âu bao gồm các yêu cầu an toàn đối với việc xây dựng và thử nghiệm thang máy, bao gồm các tiêu chí lựa chọn đường ray dẫn hướng và dung sai lắp đặt.
• ISO 7465: Một tiêu chuẩn quốc tế dành riêng cho ray dẫn hướng nâng hành khách và hàng hóa, xác định dung sai kích thước của đường ray chữ T và các yêu cầu về độ hoàn thiện bề mặt.
• Mã địa chấn địa phương: Ở những vùng dễ xảy ra động đất, hệ thống ray dẫn hướng phải được thiết kế để chịu được tải trọng địa chấn ngang bên cạnh lực vận hành thông thường. ASME A17.1 bao gồm các yêu cầu thiết kế địa chấn cho các khu vực áp dụng.

Khi chỉ định hoặc thay thế ray dẫn hướng thang máy, hãy luôn xác minh rằng sản phẩm được chọn có tài liệu xác nhận việc tuân thủ tiêu chuẩn áp dụng cho khu vực pháp lý của bạn. Các nhà sản xuất đường ray dẫn hướng có uy tín cung cấp chứng chỉ nhà máy và báo cáo kiểm tra kích thước cho sản phẩm của họ.