Bên cạnh cáp thép tròn truyền thống, thị trường hiện có nhiều công nghệ khác như cáp thép cường độ cao bọc PU, cáp đai/cáp dẹt lõi thép bọc PU và các loại cáp sử dụng lõi sợi tổng hợp hoặc sợi carbon. Mỗi công nghệ được phát triển để giải quyết những yêu cầu khác nhau và đều có giới hạn riêng.
Để giúp người tiêu dùng hiểu đúng trước khi lựa chọn, Tạp chí Thang máy thực hiện chuỗi bài liên quan tới cáp tải thang máy, gồm hai phần:
Phần 1 – Cáp tải thang máy là gì? - Một số quy định liên quan tới cáp; Lý do vì sao nhà sản xuất cần phát triển các loại cáp tải thang máy thế hệ mới.
Phần 2 – Các loại cáp tải thang máy: Có nên chọn cáp thép tròn truyền thống?
Phần 3 – Các loại cáp tải thang máy: Có nên chọn cáp thép tròn bọc PU?
Phần 4 - Các loại cáp tải thang máy: Có nên chọn cáp dẹt, cáp đai lõi thép bọc PU?
Tạp chí Thang máy hy vọng thông qua chuỗi bài này, người tiêu dùng có thêm cơ sở lựa chọn công nghệ phù hợp với công trình và chi phí sử dụng lâu dài.
Ba nhóm công nghệ cáp tải thang máy phổ biến
Phân loại theo cách dễ nhận biết đối với người tiêu dùng, phương tiện treo trong thang máy hiện nay có thể chia thành ba nhóm chính phổ biến:
1. Cáp thép tròn truyền thống - steel wire ropes;
2. Cáp thép cường độ cao bọc elastomer (*) - Elastomeric coated ropes - steel wire;
3. Cáp tải dẹt/cáp đai bọc elastomer - Elastomeric coated belts.
(*) Elastomer là tên gọi chung của bất cứ loại vật liệu tổng hợp hay tự nhiên có đặc tính đàn hồi như cao su. Trong ứng dụng thang máy, các nhà sản xuất thường sử dụng vật liệu polyurethane (PU), loại nhựa tổng hợp có độ bền cao.
So sánh các công nghệ cáp tải thang máy
1. Có nên chọn cáp dẹt/cáp đai bọc elastomer/PU (Elastomeric coated belts) cho thang máy không?
Cáp tải dẹt/cáp đai bọc elastomer/PU là công nghệ tương đối mới so với cáp thép tròn truyền thống. Công nghệ này hình thành trong thập niên 1990, khi ngành thang máy phát triển máy kéo không hộp số và thang không phòng máy. Cáp thép tròn truyền thống cần puly tương đối lớn, gây khó khăn cho mục tiêu thu nhỏ máy kéo và tiết kiệm không gian.
Khác với cáp thép tròn truyền thống được bện quanh lõi hay cáp thép cường độ cao bọc PU, như tên gọi, cáp tải dẹt/cáp đai có hình dạng dẹt, thường gồm nhiều sợi hoặc bó cáp thép cường độ cao rất nhỏ, bố trí song song và được bao kín trong lớp vật liệu đàn hồi, phổ biến là polyurethane (PU). Tiết diện dẹt giúp phân bố áp lực lên puly và cho phép sử dụng puly nhỏ hơn.
Mô phỏng cáp tải dẹt/cáp đai với lõi thép
Loại công nghệ cáp tải dẹt/cáp đai này lần đầu được Otis công bố thương mại hoá rộng rãi từ năm 1999 trên dòng thang máy Gen 2.
Otis Gen2 và Schindler Suspension Traction Media – STM (được Schindler giới thiệu năm 2008) đều thuộc nhóm cáp tải dẹt/cáp đai sử dụng phần tử chịu lực bằng thép bọc PU.
2. Ưu điểm của cáp tải dẹt/cáp đai bọc PU:
Cáp tải dẹt/cáp đai bố trí các tao thép nhỏ song song trong lớp bọc PU, nhờ đó giảm đường kính cáp và đường kính puli máy kéo. Cấu trúc này cho phép giảm gần 80% đường kính puly kéo, qua đó thu nhỏ máy kéo và bố trí thang không phòng máy, giúp tiết kiệm không gian kiến trúc tổng thể của công trình.
Cáp dẹt/cáp đai lõi thép bọc PU cũng bao gồm nhiều kiểu cấu tạo khác nhau, phụ thuộc vào công nghệ của nhà sản xuất. Do đó, hình dạng puly máy kéo sử dụng cáp dẹt cũng sẽ có nhiều kiểu khác nhau.
So với cáp thép tròn truyền thống, lớp phủ PU ngăn tiếp xúc trực tiếp giữa thép và puly, giúp giảm tiếng ồn và mài mòn các chi tiết kim loại giữa puly và cáp; đồng thời cho phép kiểm soát độ bám, ma sát giữa đai cáp và puly tốt hơn. Khi kết hợp với máy kéo nam châm vĩnh cửu và bộ truyền động tái tạo, hệ thống cũng có thể giảm điện năng vận hành.
3. Nhược điểm của cáp tải dẹt/cáp đai bọc PU:
Đối với cáp thép tròn, nhân viên bảo trì trong phòng máy có thể quan sát và đếm trực tiếp các sợi thép bị đứt. Với đai thép bọc PU, các lõi thép bị che kín, vì vậy không thể đánh giá mức độ mài mòn bằng phương pháp kiểm tra cáp thép truyền thống.
Cáp dẹt/ cáp đai cần thiết bị giám sát chuyên dụng từ nhà sản xuất để phát hiện suy giảm bên trong lõi cáp, đồng thời kỹ thuật viên vẫn phải kiểm tra trực quan tình trạng lớp bọc.
Cáp dẹt/cáp đai bị già hoá nghiêm trọng, vỏ bị đứt và cáp bị rỉ sét
Tương tự như cáp thép tròn bọc PU, độ bền của lớp bọc PU tác động trực tiếp tới tuổi thọ tổng thể của cáp. Trong trường hợp lắp đặt tại các công trình có điều kiện thời tiết khắc nghiệt như ngoài trời, tiếp xúc trực tiếp với tia UV, nhiệt độ cao; hay các môi trường hoá chất, hơi muối; độ ẩm cao... có thể đẩy nhanh quá trình già hoá, dẫn đến tình trạng nứt vỏ PU.
Việc kiểm tra loại cáp này cần thiết bị, phương pháp giám sát và tiêu chí thay thế riêng tuỳ thuộc vào nhà sản xuất. Chi phí vật tư, kiểm tra và thay thế thường cao hơn cáp thép truyền thống; nguồn cung phụ tùng có thể phụ thuộc lớn vào nhà sản xuất.
Máy kéo dành cho cáp dẹt sẽ có bề mặt puly phẳng, kích thước nhỏ. Tuỳ vào loại cáp dẹt sẽ có cấu tạo puly khác nhau.
Trong các dự án cải tạo, cáp dẹt/cáp đai không thể thay thế trực tiếp cáp thép tròn hay các công nghệ cáp dẹt có hình dáng khác. Việc chuyển đổi thường phải thực hiện đồng bộ đối với puly, máy kéo, đầu nối cáp và hệ thống giám sát.
Các loại cáp bọc PU hoặc vật liệu đàn hồi khác, kỹ thuật viên cần đánh giá kỹ tình trạng già hoá, nứt đai, mòn đai nhựa...
Tại châu Âu, cáp đường kính nhỏ chỉ được sử dụng khi hệ thống có chứng nhận đánh giá sự phù hợp do tổ chức được chỉ định cấp. Điều này làm quy trình thử nghiệm và chứng nhận phức tạp hơn so với cáp thép truyền thống.
Theo ông Zhang Lexiang, nguyên Tổng Thư ký Hiệp hội Thang máy Trung Quốc, một số trường hợp tại thị trường nước này ghi nhận cáp tải dẹt chỉ sử dụng được khoảng 3 - 5 năm, thấp hơn đáng kể so với quảng cáo, trong khi chi phí thay thế cao gấp 8 - 10 lần cáp thép truyền thống. Trước những lo ngại này, Tổng cục Quản lý thị trường Trung Quốc (SAMR) đã yêu cầu nhà cung cấp bảo đảm tuổi thọ cáp tải dẹt tối thiểu 15 năm, đồng thời thay thế miễn phí nếu cáp hư hỏng trước thời hạn cam kết.
4. Ứng dụng của cáp tải dẹt/cáp đai bọc PU:
Tương tự như cáp thép tròn bọc PU, cáp tải dẹt/cáp đai bọc PU chủ yếu được sử dụng trong thang máy kéo dùng máy kéo không hộp số, đặc biệt là thang không phòng máy và công trình có không gian giếng thang, chiều cao OH hạn chế.
Phạm vi tải trọng, tốc độ và hành trình cũng phụ thuộc vào thiết kế đã được thử nghiệm, chứng nhận của từng hệ thống. Loại cáp tải dẹt/cáp đai lõi thép phủ PU hông phù hợp với thang cao tầng, chạy tốc độ cao và tải trọng lớn (cao trên 75m, chạy tốc độ trên 2m/s).
Cáp Kone Ultrarope có cấu tạo dẹt, bên trong là sợi carbon, bên ngoài phủ chất đàn hồi, dành riêng cho thang máy siêu cao tầng.
Lưu ý: Khác với cáp tải dẹt/cáp đai lõi thép bọc PU, KONE UltraRope là một nhóm khác, cũng với hình dáng dẹt nhưng phần tử chịu lực được làm bằng sợi carbon bao quanh bởi lớp phủ có độ ma sát cao.
Đối với công trình siêu cao tầng, lợi thế giảm khối lượng thể hiện rõ hơn ở các loại cáp sử dụng lõi sợi carbon siêu nhẹ như KONE UltraRope, vốn được phát triển riêng cho hành trình rất lớn.
5. Lựa chọn công nghệ cáp nào cho công trình
Sau chuỗi bài "Loại cáp tải thang máy này tốt nhất?", mỗi công nghệ cáp tải giải quyết một yêu cầu khác nhau. Cáp thép tròn có ưu thế về tính phổ biến, khả năng kiểm tra và phạm vi ứng dụng rộng; Cáp tròn bọc PU và đai thép dẹt bọc PU giúp thu nhỏ puly, máy kéo, phù hợp với thang không phòng máy và công trình hạn chế không gian OH.
Trong khi đó, cáp tải làm từ sợi carbon phát huy lợi thế rõ hơn ở thang siêu cao tầng có hành trình rất lớn nhờ giảm đáng kể khối lượng hệ thống treo.
Đối với công trình gia đình, nhà ở thấp tầng, người tiêu dùng có thể linh hoạt lựa chọn các công nghệ cáp, đảm bảo tối ưu về chi phí lắp đặt ban đầu, chi phí thay thế,... Trong trường hợp giếng thang nhỏ, OH thấp hơn tiêu chuẩn, có thể cân đối tài chính lựa chọn công nghệ cáp tròn bọc PU hoặc cáp dẹt/cáp đai bọc PU từ các đơn vị có đầy đủ chứng chỉ thử nghiệm, chứng nhận an toàn.
Vì vậy, người tiêu dùng không nên lựa chọn chỉ dựa trên tên gọi hoặc mức độ mới của công nghệ. Với thang máy gia đình, chủ đầu tư có thể linh hoạt lựa chọn nhưng cần cân nhắc khả năng bảo trì, nguồn cung vật tư và chi phí thay thế. Đối với thang cao tầng, tốc độ cao hoặc hành trình đặc biệt lớn, công nghệ cáp phải được lựa chọn đồng bộ với tải trọng, tốc độ, chiều cao công trình và thiết kế của toàn hệ thống.
Đối với các toà nhà siêu cao tầng, thang máy tốc độ cao, cần lựa chọn công nghệ cáp được thiết kế, thử nghiệm đồng bộ với hệ thống thang máy.
Sau cùng, loại cáp phù hợp nhất không nhất thiết là loại hiện đại nhất, mà là loại đáp ứng đúng nhu cầu công trình và có thể được kiểm tra, bảo trì, thay thế ổn định trong suốt vòng đời thang máy.
