Khi tìm hiểu về thang máy gia đình, nhiều chủ nhà thường quan tâm đến tải trọng, kích thước cabin hay giá thành mà bỏ qua một bộ phận quan trọng nhưng ảnh hưởng trực tiếp đến độ êm ái, độ bền và mức tiêu thụ điện năng chính là phần đối trọng thang máy. Trên thực tế, một hệ thống đối trọng được thiết kế đúng chuẩn sẽ giúp thang vận hành nhẹ nhàng, an toàn và tiết kiệm chi phí lâu dài.

Vậy đối trọng thang máy là gì, có những thiết kế đối trọng nào và công thức tính đối trọng ra sao? Bài viết dưới đây sẽ cùng bạn tìm hiểu các thông tin quan trọng trước khi lên phương án lắp đặt thang máy.

Đối trọng thang máy là gì? Nguyên lý hoạt động và vai trò của đối trọng thang máy

Đối trọng là bộ phận quan trọng trong hệ thống thang máy được thiết kế để cân bằng tải trọng trong quá trình vận hành. Đối trọng được liên kết với cabin thông qua hệ thống khung đỡ, ray dẫn hướng, móc treo… nhằm giúp giảm tải cho động cơ khi thang di chuyển lên xuống.

Bộ phận cấu tạo của đối trọng thang máy

Về cơ bản, thiết kế của hệ thống đối trọng thang máy gồm các thành phần chính sau:

• Khung đối trọng: thường được chế tạo từ kim loại có độ bền cao, có nhiệm vụ giữ và cố định các khối đối trọng trong quá trình thang máy vận hành. Kích thước của khung được tính toán dựa trên tải trọng thực tế của từng công trình thang máy.
• Khối đối trọng: cục đối trọng thang máy thường được làm từ bê tông hoặc kim loại, có dạng hình hộp chữ nhật. Trọng lượng của các khối này được tính toán để cân bằng với trọng lượng cabin trong quá trình thang sử dụng. Các khối đối trọng được xử lý chống gỉ mặt ngoài nhằm đảm bảo độ bền trong điều kiện vận hành lâu dài.
• Ray dẫn hướng: được lắp kéo dài từ mặt hố PIT lên đến đỉnh giếng thang, có nhiệm vụ định hướng chuyển động cho khung đối trọng. 
• Shoe đối trọng: là bộ phận liên kết giữa khung đối trọng và ray dẫn hướng. Các shoe này được làm từ vật liệu chịu mài mòn tốt, giúp hạn chế tiếng ồn và đảm bảo chuyển động trơn tru cho toàn hệ thống thang máy.

Nguyên lý hoạt động của đối trọng thang máy

Phần đối trọng của thang máy sẽ hoạt động theo nguyên lý: Khi cabin di chuyển lên trên, đối trọng sẽ di chuyển xuống và ngược lại. Hệ thống ròng rọc trong hố thang giúp thay đổi hướng của lực kéo và giảm lực cần thiết để chuyển động cabin.

Vai trò của đối trọng trong cấu tạo thang máy

Trong công trình thang máy hoàn thiện, đối trọng là “phần kỹ thuật ẩn” nên thường ít được chú ý. Tuy nhiên, thực tế cho thấy phần đối trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động vận hành, chi phí sử dụng của thang máy:

• Giúp thang vận hành êm và ổn định hơn: Phần đối trọng thang được tính toán để cân bằng trọng lượng với cabin. Nhờ đó, thang máy hoạt động ổn định, hạn chế tình trạng rung lắc khi di chuyển lên xuống.
• Tiết kiệm điện năng: Với thiết kế di chuyển ngược chiều với cabin, đối trọng giúp giảm tải điện năng cần sử dụng cho động cơ để kéo thang di chuyển. Khi khối lượng của đối trọng được tính toán chính xác, động cơ chỉ cần tạo ra lực kéo lớn hơn chênh lệch trọng lực giữa cabin và đối trọng.
• Giảm hao mòn thiết bị: Một hệ thống đối trọng hợp lý giúp giảm áp lực lên động cơ máy kéo, phần cáp tải, ray dẫn hướng… Nhờ đó, thang máy hạn chế hao mòn thiết bị và giúp kéo dài thời gian sử dụng.

Theo đó, đối trọng thang máy là một hệ thống gồm nhiều bộ phận phối hợp chặt chẽ, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo thang máy vận hành ổn định, êm ái và bền theo thời gian.

Các vị trí đặt đối trọng thang máy phổ biến hiện nay

Hiện nay, phần đối trọng thang máy chủ yếu được đặt ở hai vị trí trong lòng giếng thang là: đối trọng đặt phía sau cabin (gọi là thang máy đối trọng sau) hoặc đối trọng đặt bên hông cabin (gọi là thang máy đối trọng hông), tùy thuộc vào thiết kế và không gian của từng công trình.

Thực tế, việc lựa chọn vị trí đặt đối trọng phụ thuộc nhiều vào điều kiện thi công thực tế của công trình:

• Nếu lắp thang máy cho nhà xây mới, có giếng thang rộng thì nên ưu tiên đặt đối trọng sau cabin để đảm bảo tối ưu kỹ thuật
• Nếu lắp thang máy cho nhà cải tạo, nhà có diện tích hạn chế thì nên ưu tiên đặt đối trọng hông 

Để đảm bảo thiết kế hệ thống đối trọng phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật và độ êm cho thang máy, bạn nên tham khảo  ý kiến tư vấn từ đơn vị cung cấp lắp đặt để lựa chọn phương án phù hợp.

Công thức tính đối trọng thang máy chuẩn xác

Để tính khối lượng lắp đặt đối trọng thang máy chuẩn xác, các kỹ sư thiết kế thường áp dụng công thức sau: 

Trọng lượng đối trọng = (Trọng lượng cabin rỗng) + (50% Tải trọng định mức thang)

Công thức tính đối trọng thang máy này đảm bảo cân bằng với trọng lượng cabin, giảm tải cho động cơ, đảm bảo thang vận hành êm, ổn định và an toàn.

Ví dụ: Thang máy có tải trọng định mức 1000kg, trọng lượng cabin rỗng là 500kg thì trọng lượng đối trọng phù hợp là: 500kg (cabin rỗng) + (1000kg/2) = 500kg + 500kg = 1000kg.

Vậy, trọng lượng đối trọng cần thiết là 1000kg.

Hệ quả khi tính sai đối trọng thang máy 

Việc tính toán đối trọng thang máy không chính xác có thể gây ra nhiều ảnh hưởng đến quá trình vận hành và độ bền của thiết bị, cụ thể:

• Thang máy vận hành kém ổn định: Đối trọng không cân bằng đúng với cabin và tải sử dụng khiến thang dễ rung lắc, giật cục khi khởi động hoặc dừng tầng, làm giảm cảm giác êm ái khi di chuyển.
• Gia tăng áp lực tải cho động cơ: Khi đối trọng thang máy bị tính sai, động cơ máy kéo phải làm việc nặng hơn dẫn đến tiêu thụ điện năng lớn hơn.
• Giảm tuổi thọ hệ thống thang máy: Các bộ phận như cáp tải, puly, phanh và ray dẫn hướng… sẽ chịu áp lực lớn hơn, làm tăng nguy cơ hư hỏng và rút ngắn tuổi thọ của toàn bộ hệ thống.
• Tăng chi phí bảo trì và sửa chữa: Việc vận hành không cân bằng kéo theo nhu cầu bảo trì thường xuyên hơn, phát sinh chi phí sửa chữa ngoài dự kiến trong quá trình sử dụng.
• Tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn: Trong trường hợp nghiêm trọng, đối trọng tính sai có thể ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của hệ thống an toàn, làm tăng rủi ro trong quá trình vận hành.

Đối trọng thang máy là bộ phận kỹ thuật nhưng đóng vai trò quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của thang máy. Việc hiểu đúng về cục đối trọng thang máy, cách bố trí đối trọng hông hay đối trọng sau, cũng như nguyên tắc tính toán chuẩn sẽ giúp chủ đầu tư đưa ra quyết định phương án thiết kế phù hợp.

Nếu bạn đang chuẩn bị lắp đặt thang máy hoặc cải tạo nhà có thang máy, hãy ưu tiên lựa chọn đơn vị có kinh nghiệm thực tế để được tư vấn giải pháp đối trọng phù hợp nhất với công trình của mình. Liên hệ ngay với Tân Long để nhận tư vấn phương án thiết kế thang máy phù hợp!