某电梯起升机构工作原理及其机构设计_本科毕业设计(论文)(编辑修改稿)

某电梯起升机构工作原理及其机构设计_本科毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

式驱动系统。 曳引系统的功能是输出与传递动力，使电梯运行。 主要由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮、反绳轮等组成。 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 9 页 曳引机由电动机、制动器、曳引轮等组成，它是曳引驱动的动力源，为电梯的运行提供动力；导向轮安装在曳引机机架上，将曳引绳引向对重和轿厢的钢丝绳轮；反绳轮是设置在轿厢架和对重框架上部的动滑轮，根据需要曳引绳绕过反绳轮可以构成不同的曳引比；曳引钢丝绳 悬挂在曳引轮上，当曳引轮转动时靠钢丝绳与绳轮之间的摩擦带动轿厢及对重上下运动。 若发生危险情况，则通过系统的传感器首先切断电源，制动器将制动轮抱紧，进行制动达以保证乘客安全。 制动器不仅是电梯机械系统的安全措施还直接影响乘坐舒适感和平层准确度。 整体方案 电梯设备并非是独立的整体设备，而是由相关的部件和组合件安装设置在机房，井道，底坑内，构成大楼垂直运行的交通工具。 为确保电梯正常运行，其设置应与建筑设施相配合，即包括机房、井道。 底坑等。 根据轿厢、轿架系统的使用范围和电梯井道布置得出，电梯的驱动采用曳 引机驱动，曳引驱动是采用曳引轮作为驱动部件。 因为本次课程设计为有机房电梯，所以曳引机的位置设置在井道上面，这样既方便安装维修，也有利于采用最简单的绕绳方式，可节约电力的损耗，减少作用在建筑机构上的载荷。 绕绳方式采用单绕，倍率 i=1 的绕绳方式；曳引机采用永磁同步无齿曳引机，它具有传动效率高、噪声小、传动平稳等优点。 电梯门一般选择滑动门，其开门方式采用中分式，门扇为两扇，门由中间分开，开门时左右门扇以相同的速度向两侧滑动；关门时，则以相同的速度向中间合拢。 进入电梯时，轿厢门跟轿厢一起运动，轿厢门是主动门，层门 是被动门。 轿门由δ 钢板制成，为了使门具有一定的机械强度和刚性，在门的背面配有加强筋。 采用自动开门机开门，可以减少乘客的操作劳动，提高开关门的速度，缩短开关门时间，提高电梯的运行效率。 轿厢架是轿厢的主要承载部件，它由立柱、上梁、下梁和拉条组成，其作用是固定和悬吊轿厢：在上下梁两端固定有导靴。 引导轿厢沿着导轨上下移动，保持轿厢在井道内的水平位置。 在下梁上装有安全铗，在电梯超载下坠时，限速器动作，钢丝绳被夹持不动时，由于轿厢继续下行，拉杆被拉起，钳块与导轨接触，以其与导轨间的摩擦来消耗电梯的动能，将轿厢强 行制停在导轨上；在上梁上还有轿顶反绳轮，起悬吊轿厢的作用。 为了减轻自重，立柱用钢板折弯成型钢形状，下梁采用钢板折弯件组合，中间横梁与立柱连接是主要的承载部件；轿底通过减震橡胶支承在框架上。 上梁用型钢组合而成；拉条设置是为了增强轿厢架的刚度，防止轿底在偏心后地板倾斜。 轿厢体是运送乘客或货物的承载部件，也是唯一为乘客所看到的电梯架构部分；由形成轿厢空间的封闭围壁，除必要的出入口和通风孔外没有其他开口，由轿底板、轿厢壁、轿厢顶等构成，轿厢底由底板和框架组成，框架用槽型钢或钢板压制焊接西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 10 页 制成，底板用δ 钢板制成 ，每个面壁由多块折边的钢板拼装而成；轿顶用δ 2 钢板制成，上面需要安装开门机构、门电机控制箱、风扇、检修用操纵箱等。 为了消音减震，在轿顶、轿壁和轿顶之间都垫有消音作用的橡胶垫。 曳引式电梯整体构造 电梯主要分为以下四部分： ：包括曳引机、限速器、极限开关、控制柜与信号柜、机械选层器以及电源接线板等设备。 ：包括导轨、对重装置、缓冲器、限速器、钢丝绳张紧装置、随行电缆等。 ：包括厅门、召唤按钮厢、楼层显示装置等。 ：包括轿厢、安全钳、导靴、自动开门机、平 层装置、操纵厢、轿厢内指层灯、轿厢照明等。 电梯整体构造图如下： 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 11 页 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 12 页 第三章 电梯起升机构设计 曳引驱动工作原理 引式电梯曳引驱动关系如图 所示。 安装在机房的电动机与减速箱、制动器等组成曳引机，是曳引驱动的动力。 曳引钢丝绳通过曳引轮一端连接轿厢，一端连接对重装置。 为使井道中的轿厢与对重各自沿井道中导轨运行而不相蹭，曳引机上放置两个导向轮使二者分开。 轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮槽内产生摩擦力。 这样，电动机转动带动曳引轮转动，驱动钢丝绳，拖动轿厢和对重作相对运动。 即轿厢上升， 对重下降；对重上升，轿厢下降。 于是，轿厢在井道中沿导轨上、下往复运行，电梯执行垂直运送任务。 图 电梯曳引传动系统 曳引机的选择 曳引机功率 0 102P  （ 1 ） QV 式中： Q 为轿厢载重量，  为平衡系数， = ，  为电梯机械传动系数总效率， = （曳引机厂家提供） 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 13 页 则 : 0 102P  （ 1 ） QV = 1 0 . 9 21 0 2 0 . 6 9 1 （ ） 8 0 0 1 . 7 5 查看《电梯机构及工作原理》，选择 FYJ200 曳引机 而 FYJ200 曳引机功率为 15kw，故符合要求。 曳引机主轴最大静载荷 T 1 1 2 21 . 2 5 1 s in ( 9 0 ) ( )QT P m q H a P q m q Hrr        式中 ： P 为轿厢自重， Q 为轿厢载重量， 1m 为钢丝绳根数， 1q 为钢丝绳单位长度重量 1= 6 /q kg m， 2m 为平衡链根数， 2q 为平衡链单位长度重量2 = /q kg m， r 为钢丝绳倍率，即曳引比， =1r ，  为平衡系数， = a 为曳引机包角， =155a  ， H 为提升高度， =。 则 : 1 1 2 21 . 2 5 1 s in ( 9 0 ) ( )QT P m q H a P q m q Hrr        8 6 0 1 .2 5 8 0 0 5 0 .5 8 6 5 3 .1 sin ( 1 5 5 9 0 ) ( 8 6 0 0 .4 5 8 00 2 1 .1 2 5 3 .1 )               1 8 6 0 1 5 5 . 5 1 2 1 3 3 2 2 8 . 5 kg    FYJ200 曳引机最大静载为 4500kg，故符合主轴最大静载要求。 曳引轮输出扭矩 1M 实际正常运行最大扭矩 M 按超载 10%计算（平衡系数ψ按最小取值）。 1( )2 nQD gM r 式中 ： Q 为轿厢载重量， r 为钢丝绳倍率，即曳引比， =1r ,，  为平衡系数， = ， 1D 为曳引轮直径， 1=530D mm。 则 : 1( )2 nQD gM r (1 .1 0 .4 5 ) 8 0 0 0 .5 3 9 .821       .Nm 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 14 页 FYJ200 曳引机最大扭矩为 1=1783 .M N m 满载轿厢盘车力 1F 计算 11 2(1 ) nQD gF ri D 式中 ： Q 为轿厢载重量， r 为钢丝绳倍率，即曳引比， =1r ，  为平衡系数，= ， 1D 为曳引轮直径， 1=530D mm ， 2D 为盘车轮直径， 2=335D mm ， i 为减速箱速比， =47:2i ，  为曳引机总效率， = (曳引机厂提供 )。 则 : 112(1 ) nQD gF ri D (1 0 . 4 5 ) 8 0 0 0 . 5 3 9 . 8 24 7 0 . 6 9 1 0 . 3 3 5      = 420（ N） 400(N) 符合要求。 曳引机速度 160DnV ir 式中 ： D 为曳 引轮直径， =530D mm ， 1n 为电机每分钟转数， 1=1440n rpm ， i 为减速箱速比，对无齿曳引机， =47:2i ， r 为曳引比， =1r。 则 : 160DnV ir =(m/s) 而 FYJ200 曳引机速度为 ，故符合要求。 对重重量 W G KQ 8 6 0 0 .4 5 8 0 0 1 2 2 0 kg   错误 !未找到引用源。 W：对重装置的总重量； G：轿厢自重 860Kg； K：电梯平衡系数，取 ,取为 ； Q：额定载重量 800Kg 曳引钢丝绳 曳引钢丝绳一般为圆形股状结构，主要由钢丝、绳股和绳芯组成，如图 3— 10西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 15 页 所示。 钢丝是钢丝绳的基本组成件，要求钢丝有很高的强度和韧性 (含挠性 )。 图 3—10(a)为钢丝绳外形，图 3— 10(b)、 (c)为钢丝绳横截面图 (放大 )。 图 圆形股电梯用钢丝绳 (a)1— 绳股； 2— 钢丝； 3— 绳芯 (b)圆股等铰距 6 19(9／ 9／ 1)电梯钢丝绳 (b)(c)图一钢丝绳截面放大 (c)圆股等铰距 8 19(9／ 9／ 1)电梯钢丝绳 钢丝绳股由若干根钢丝捻成，钢丝是钢丝绳的基本强度单元；绳股由钢丝捻成的每股绳直径相同的钢丝绳，股数多，疲劳强度就高。 电梯用一般是 6 股如图 3— 10(b)和 8 股如图 3— 10(c)所示。 绳芯是被绳股的缠绕的挠性芯棒，通常由纤维剑 麻或聚烯烃类 (聚丙烯或聚乙烯 )的合成纤维制成，能起到支承和固定绳的作用，且能贮存润滑剂。 钢丝绳中的钢丝的材料由含碳量为 0． 4％～ 1％的优质钢制成，为了防止脆性，材料中的硫、磷等杂质的含量不应大于 0． 035％ 曳引钢丝绳的性能要求及选择 电 梯在运行时，曳引绳与绳槽之间由于曳引绳在工作中受反复的弯曲，且在绳槽中承受很高的比压，并频繁承受电梯起、制动时的冲击。 因此在强度、挠性及耐磨性方面，均有很高要求。 1．挠性 良好的挠性能减少曳引绳在弯曲时的应力，有利于延长使用寿命，为此，曳引绳均采用纤维芯结构 的双挠绳 . GB7588― 1995 规定电梯的曳引钢丝绳根数不能少于 2 根，直径不能小于 8mm。 而且规定曳引钢丝绳为 2 根时其安全系数不小于 16；曳引钢丝绳为 3 根或 3 根以上时，安全系数不小于 3 根以上，最常见为 4 至 6根。 根据 GB7588 规定，曳引轮滑轮的节园直径与钢丝绳公称直径之比不应小于 40。 即： / 40Dd 上面已经算的曳引轮的直径为： D=530，选择型号为 8 19S+NF，直径为 13 的钢丝绳，则： / = 5 3 0 / 1 3 4 0 .7 6 4 0Dd  所以选择型号为 8 19S+NF 直径为 13 的钢丝绳。 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 16 页 电梯曳引钢丝绳安全校核 国标规定：对于用根或三根以上钢丝绳的曳引驱动电梯安全系数必须大于 fS 12；该设计中电梯额定载重为 800kg、速度为 、曳引比 1:1，钢丝绳直径为 dr=13 φ 13 钢丝绳的最小破断力 Tk=74300N 安全系数为： 111()kfnTmS P Q m q H g  式中： P 为轿厢自重， Q 为轿厢载重量， 1m 为钢丝绳根数， 1q 为钢丝绳单位长度重量 1q =， 则 : 111()kfnTmS P Q m q H g  74300 5(1460 5 )      = S ＞ Sf 满足安全系数要求，故钢丝绳强度符合要求。 悬挂、补偿装置的说明 补偿链的作用：补偿钢丝绳的重量。 当电梯在顶层时，钢丝绳就在 对重侧，对重侧就多了钢丝绳的重量。 当电梯在底层时，钢丝绳就在轿厢侧，轿厢侧就多了钢丝绳的重量。 装了补偿链就可以平衡这部分落差了。 补偿绳型号： WFC075 补偿绳链环直径：φ 补偿绳根数 : 2 补偿绳重量： 补偿链破断载荷 : 此补偿链适用于梯速小于。 链环间隙被消除 ,无噪声、生产成本低，克服了套塑型补偿链易撕裂的缺点。 导轨的选择 导轨型号 主道： T89/B，机械加工，选用铸铁的 T 型导轨 ，且认为轿厢为均布载荷，故轿 厢自重重心 P视为与西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 17 页 轿厢中心重合。 又安全钳动作时，是对导轨产生最不利的情况，故只考虑安全钳动作工况。 曳引条件计算校核 三种工况校核 根据 GB75882020 的要求，对带切口的半圆槽下当量磨擦系数公式为 : 4 (1 sin )2sinuf    式中： =90  ，则 =452  , = 磨擦系数μ分为三种： 装载工况： = 紧急制 停工况： 0 . 1 1 . 7 50 . 1 = 0 . 2 7 51 1 0 1 0vu     轿厢滞。