Đối trọng thang máy: đặc tính, công dụng

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.

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. 

Cabin thang máy được kéo bằng dây cáp kim loại, được điều khiển bởi hệ thống ròng rọc kết nối với động cơ. Đối trọng được gắn vào đầu dây còn lại để giúp động cơ di chuyển cabin dễ dàng hơn và đạt được tốc độ chuyển động cao hơn đồng thời tiết kiệm năng lượng. Để tránh va chạm, tai nạn hoặc ma sát không chủ ý, cabin và đối trọng được hỗ trợ bởi đường ray dẫn hướng để chúng luôn di chuyển lên xuống trong 1 phạm vi an toàn mà không bị rung lắc hoặc chệch hướng. 

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 trọng lượng của đối trọng thang máy. Công thức tính như sau:

Trọng lượng của 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.