毕业设计（论文）-循环式传菜机电梯传动系统设计.docx

传菜电梯自动控制系统是楼宇自动控制、工业过程控制的典型实例，也是人们研究的热点问题。根据实用传菜电梯抽象而成的传菜电梯模型，不仅和实用传菜电梯的主要功能相当，而且结构简单、形象直观、演示效果好，可以验证各种控制策略，因此成为PLC、电气控制等课程实践教学的理想研究对象。本文针对教学实验的要求，本着“功能完备、形象直观、结构简单、经济实用”的原则，设计了四层传菜电梯模型。主要工作内容包括以下几方面：对设计的四层传菜电梯模型从系统组成、实现功能、工作原理等方面进行了全面的分析；设计了由减速电机控制传菜电梯轿厢工作的运动结构；对传菜电梯外观进行了设计。尽管做了不少工作，但实验系统的实际应用还有许多工作要做，有待于今后进一步完善。关键词：传菜电梯模型；结构设计；工作原理；轿厢;AbstractIthasperfectmachinestructureforspecialuseandcomplexlyelectricalcontrolcomponents.Theelevatorautomaticcontrolsystemisaclassicalexampleforindustrialprocessandbuildingautomationcontrol,alsoitisahotissuseinexplore.Theelevatormodel,whichisabstractedbypracticalelevator,itmainfunctionnotonlyaspracticallyelevator,butalsohassimplestructure,visualimage,goodeffectofdemonstration,andcantestmanykindsofcontrolstrategies,soithasbecamethepracticeteachingcourse,sidealstudyinthePLC>electricalcontrolandsoon.Thearticleagainstaccordingtotherequirementoftheteachingexperiment,basedontheprincipleofcompletedfunctions,visualandsimple,economicalandpractical.Designafive-storyelevatormodel.Maintasksincludethefollowingport:(1) Afive-storyelevatormodelisdesigned,Wecomprehensiveanalysisitbythesystemcomment,achievingfunctionalandworkingprinciple.(2)Designedthedrivewhichunderedsteppermotorcontrolledelevatorgate(3)Designedpreliminarytheelevator,appearance.Althoughalotofresearchworkshavedone,thereisalsomuchworktodointheexperimentalsystemofpracticalapplication,suchasrealizesspecifically,achievefurtherconsummation.Keywords：ElevatorModel;Modularizationdesign;H-bridge;Gate-controlled.摘要1ABSTRACT2目录3弓I言5第一章概述61.1 传菜电梯的发展概况61.2 传菜电梯的发展趋势71.3 课题来源及意义8第二章传菜电梯的结构分析102.1 曳引式传菜电梯的优点62.2 曳引式传菜电梯的工作原理72.3 结构论述8第三章传菜电梯模型的结构分析183.1 四层传菜电梯模型设计183.2 传菜电梯的基本结构19第四章传菜电梯模型的设计计算214.1 电动机容量计算214.2 曳引力计算计算214.3 钢丝绳安装系数计算214.4 轿厢梁设计计算23第五章结论和展望315.1 本文工作总结315.2 展望32参考文献33首次使用的传菜电梯出现于18世纪90年代后期。1889年，OtiS公司在纽约成功安装了一台直接连接式升降机，这是以直流电动机为动力的世界上第一台电力驱动升降机，从此诞生了名副其实的乘客传菜电梯。传菜电梯驱动控制技术的发展经历了直流电机驱动控制、交流单速电机驱动控制、交流双速电机驱动控制、直流有齿轮和无齿轮调速驱动控制、交流调压调速驱动控制、交流变压变频调速驱动控制以及交流永磁同步电机变频调速驱动控制等阶段。随着第一个半自动化传菜电梯控制器在19世纪20年代的使用，原始的服务员执守工作方式已减少为一个开关门的操作。直到1950年，由电力机械继电器系统组成的全自动传菜电梯控制器的应用取消了服务员执守。到20世纪70年代，基于微处理器的传菜电梯控制器得到广泛应用，使得更为复杂的调度算法的实施成为可能，由此产生了传菜电梯群控的概念。传菜电梯操纵控制方式经历了手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制等过程，对于多台传菜电梯则出现了并联控制、智能群控等。随着智能控制技术在传菜电梯群控系统中的广泛应用，传菜电梯交通系统和其他设施融为一体，智能建筑的整体功能得以充分发挥。作为重要的垂直交通运输设备，本身是复杂的机电结合体，既有完善的机械专用构造，又有复杂的电气控制部分，并且运行过程直观、效果明了，是理想的工业控制研究对象。根据实用传菜电梯抽象而成的传菜电梯模型，不仅和实用传菜电梯的主要功能相当，而且结构简单、形象直观、演示效果好，可以验证各种控制策略，已成为PLC电器控制的热点研究问题。第一章概述Ll传菜电梯的发展概况在人类生产发展史上，传菜电梯是随着生产的发展和生产力的提高而出现和发展的。名符其实的传菜电梯，于1889年出现。在此之前，传菜电梯经历了初期的绞车阶段和升降机阶段。传菜电梯的发展大体上可分为如下五个阶段：（1） 13世纪前的绞车阶段。在人类的远古时代就出现了绞车。文献记载，在公元前2600年左右，古代的埃及人使用绞车搬运石料建造金字塔。（2） 19世纪前半叶的升降机阶段。这个时期，由于蒸气机的发明，人类进入了以发动机代替繁重体力劳动的新时期。使用人力的绞车被以蒸汽为动力的、具有简单机械装置的升降机代替了。英国首先于1835年出现了用蒸气机驱动的升降机。这个时期的升降机以液压或气压为动力，安全性和可靠性还无保障。（3） 19世纪后半叶的升降机阶段。从1852年起到1889年前的这一阶段，突出代表是埃利沙古利普斯奥梯斯（OtiS）本人和奥梯斯公司的工作。1852年,奥梯斯在总结前人经验的基础上制成了安全升降机；1853年成立奥梯斯兄弟公司。1885年，建筑家WL杰尼开始采用钢架结构，从此人类开始建造高层建筑物了。（4） 1889年传菜电梯出现之后的阶段。1889年12月，奥梯斯公司研制出用电力拖动的升降机一真正的传菜电梯，安装在纽约市DemareSt大楼中，运行速度0.5ms.该升降机已初步具有现代传菜电梯的基本传动构造，成为现代传菜电梯的鼻祖。以后出现了大量的、一系列的传菜电梯技术。这一阶段一直持续到20世纪70年代中期。（5）现代传菜电梯阶段。从1975年开始的新的传菜电梯阶段，以计算机、群控和集成块为特征，配合超高层建筑的需要，向高速、双层轿厢、无机房等多方面的新技术方向迅猛发展，传菜电梯交通系统成为楼宇自动化的一个重要子系统了。传菜电梯控制技术的发展经历了手柄开关控制、安钮控制、微驱动平层控制、集选控制、交流双速控制、直流变压调速控制、交流调速控制和计算机控制诸阶段。在我国，传菜电梯所用原器件在1965年以前，控制装置以电磁元件为主。从1975年起，大力推广晶体管和晶闸管技术。1980年以后，代替电磁继电器元件的是计算机、功率电子学和各种传感技术元件。控制手段的变化则经历了从用模拟量作控制量，到用数字量作控制量，又到变成全数字量的速度控制系统。传菜电梯控制技术将向高性能方向发展，即向可控硅供电直流高速传菜电梯、交流调速传菜电梯、VVVF控制的交流高速传菜电梯、计算机控制的传菜电梯及无机房传菜电梯方面发展。1.2传菜电梯的发展趋势向高性能的传菜电梯技术方向发展，是传菜电梯控制技术今后发展的方向。高性能的传菜电梯技术主要有：可控硅供电的直流高速传菜电梯、交流调速传菜电梯、VVVF控制的交流高速传菜电梯、电脑控制传菜电梯。可控硅供电的直流高速传菜电梯此种梯形的发展趋势如下：1）电动机一发电机组供电一可控硅供电一可控硅供电与变磁场系统；2）直流有齿轮传动一直流无齿轮传动。对于可控硅供电的直流高速传菜电梯，由于节能，晶闸管供电的直流可逆传动系统在传菜电梯上将得到进一步的完善和推广使用。VVVF控制的交流传菜电梯VVVF（VariableVoltageVariableFrequency）即变频变压控制的传菜电梯，首部VVVF控制的交流传菜电梯由日本三菱传菜电梯株式会社于1982年9月研制成功，安装在东京GOtandaNN大楼里，速度为4m/s。它具有下述特点。1） VVVF调速方式比可控硅供电方式能耗少5%10%,而功率因数可提高20%左右。2）建筑物电源设备的容量降低。3）传菜电梯机房的负荷减轻。4）噪声降低。因此，VVVF供电方式强于可控硅供电方式，是传菜电梯界的新潮流。DS交流调速传菜电梯瑞士迅达有限公司推出的Dynatran-S（简称DS）交流调速传菜电梯是一种低、中速梯，平层精度±45mm,调好后可达±3mm。利用能耗制动，但无需飞轮。与VVVF控制相比，用的部件少，减少了连续的能量损耗。微机控制传菜电梯三菱公司的SPVF系统，用在多微机控制上。液压梯其有优点是：机房不用建在房顶，位置可自由选择。液压元件价格下跌，液压机房价格便宜。无机房传菜电梯是近年来兴起的一项传菜电梯新技术，有曳引驱动、液压驱动、螺母螺杆驱动、齿轮齿条驱动、皮带驱动、直线电动机驱动等方式。传菜电梯的智能化传菜电梯一旦应用智能控制技术，就发展到了现代传菜电梯阶段。智能化传菜电梯要和智能大厦中的所有自动化信息系统联网，如与消防、保安、楼宇设备控制等系统交互联系，使传菜电梯成为安全、舒适、高效、优质的服务工具。为此，在控制程序中采用了先进的调度原则，使群控管理具有最优的派梯模式。现在的群控算法已不是单一地依赖“乘客候梯时间最短”为目标了，而是采用模糊规则、神经网络、专家系统的方法，将候梯时间、舒适度等因素（专家知识）综合考虑并吸收到群控系统中去。高速传菜电梯和超高层建筑现在世界上高速传菜电梯的最大额定速度达到了1010mmino1.3课题来源及意义传菜电梯作为现代生产、生活重要的运输和交通工具，是比较复杂的机、电结合成一体的大型工业产品，既有完善的机械专用构造，又有复杂的电气控制部分。传菜电梯自动控制系统是楼宇自动控制、工业过程控制的典型实例，也是PLC、电气控制等课程实践教学的理想研究对象。PLC作为机电一体化专业本科学生的一门重要的专业课程，日益受到人们的重视。研制一个四层楼传菜电梯模型可以让学生熟悉PLC的应用，在高等工科学8校实验中的广泛应用具有重要意义。该模型可以模拟传菜电梯基本功能，作为教学装置，供学生进行PLC综合实验和编程模拟，增强对机电一体化的感性认识，培养学生的实际动手能力。但用于教学的传菜电梯模型，往往结构过于简单、功能不够完备。设计一套结构简单、形象直观、功能齐全、性价比高的传菜电梯模型可以较好地满足教学和科研的需要。第二章传菜电梯的结构分析2.1 曳引式传菜电梯的优点传菜电梯的驱动系统有强制驱动（卷筒驱动）、液压驱动、曳引驱动等三种不同的驱动方式。强制驱动传菜电梯主要的缺点是：提升高度低、额定载重少、传菜电梯行程不同，必须配用不同的卷筒、导轨承受的侧向力大、钢丝绳有过绕和反绕的危险、能耗大等。液压传菜电梯属于传统型的传菜电梯，由于漏油污染环境、运行噪音太大和浪费大量的电力等因素，以不符合现代传菜电梯工业的环保节能的发展理念，除在特殊场合外现在很少使用。曳引式传菜电梯的轿厢与对重作相反运动，一升一降，钢丝绳可以根据需要绕绳，长度不受限制，根数也不受限制。与液压式相比可以提高传菜电梯的提升速度和载重量，并且安全可靠。2.2 曳引式传菜电梯的工作原理曳引系统的功能是输出与传递动力，使传菜电梯运行。主要由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮、反绳轮等组成。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，为传菜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。制动器不仅是传菜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。传菜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。为确保传菜电梯正常运行，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传菜电梯井道布置得出，传菜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。一般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=l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。根据有关公司的制造水平,传菜电梯门选择滑动门，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。进入传菜电梯时，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l.5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，提高传菜电梯的运行效率。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。在下梁上装有安全铁，在传菜电梯超载下坠时，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传菜电梯的动能，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传菜电梯架构部分；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制成，底板用l,2钢板制成，每个面壁由多块折边的钢板拼装而成；轿顶用62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。2.3结构论述一般用传菜电梯的结构包括以下几个方面：（1） 曳引系统（包括曳引机和曳引钢丝绳）（2） 轿厢（包括轿厢架和轿厢体）轿厢架包含立柱、下梁、上梁、斜拉杆；轿厢体包含轿厢顶、轿厢底、轿厢壁、轿厢减震垫、称量装置（3） 轿门、层门与开关门系统（4）引导系统（包括导轨、导轨架、导靴、润滑装置）（5）机械安全保护系统（包括轿顶防护栏、安全触板、门锁装置、安全钳、限速器）下面对传菜电梯的各系统进行详细的阐述，对其相关部件进行必要的论述。2.3.1 曳引机曳引机是驱动传菜电梯轿厢和对重装置上、下往复运动的装置，是传菜电梯的主要部件。曳引机的运行情况比较复杂，运行过程中需频繁的起动、制动、正传、反转，而且负载变化很大，经常工作在重复短时状态、电动状态、再生制动状态的情况下。因此要求曳引电动机不但应能适应频繁起、制动的要求，而且要求起动电流小、起动力矩大、机械特性硬、噪声小，当供电电压在额定电压的±7%的范围内变化时，还能正常起动和运行。2.3.2 曳引钢丝绳传菜电梯的曳引钢丝绳是连接轿厢和对重装置的机件，承载着轿厢、对重装置、额定载重量等重量的总和。每台传菜电梯所用曳引钢丝绳的数量的绳的直径,与传菜电梯的额定载重量、运行速度、井道高度、曳引方式有关。当传菜电梯提升高度比较大时，还应装设补偿链以减小平衡系数的变化。GB89031988中规定的传菜电梯用钢丝绳分为6X19S+NF和8X19S÷NF两种。2.3.3 立柱立柱置于轿厢体两侧，下部通过连接板与下梁用螺栓连接，上部与上梁用螺栓连接。它是将底梁的载荷传递到上梁构件。采用单体式结构，以3钢板折弯为主，具有结构简单的优点，立柱中间装有安全钳的锲块拉杆。2.3.4 下梁下梁又称为底梁。它用来安装轿厢底，直接承受轿厢的重量。底梁采用框式结构，用66钢板压制件焊接成框架，中间的横梁是主要承重构件，边框上用以安装减震橡胶块，轿厢底就是用弹性减震橡胶块制成在安装底梁上。2.3.5 上梁采用单体式结构，用36钢板折弯件组合而成，两端用连接板与立柱连接，具有自重小的优点。在上梁中间设置有轿顶轮，上梁两侧有导靴和安全钳提拉系统2.3.6 斜拉杆在框式底梁边缘与立柱中部之间没有刻意调节长度的拉条。主要作用是增强轿厢架的刚度，调节轿底的水平度和防止负载偏斜造成底板倾斜2.3.7 轿厢顶采用32钢板制成，轿顶上需固定有定制装置（急停开关）、检修运行控制装置、上限位件、照明和电源插座以及门机和其控制盒，在轿顶上还应设置护栏，开门机构等，占了大部分面积，但是轿顶还应有供人站立的地方，因此要求其结构较强，为了方便安装、维修人员的站立，根据GB75882003应在轿厢顶上留下一块面积不小于0.12m2短边不小于0.25m的面积。轿顶采用三块拼装式，由左轿顶。中轿顶、右轿顶组成。2.3.8 轿厢底轿厢底由底板及框架组成，底板由63钢板制成，这样既提高强度又可以防火；框架用板材压制成型后制作，以减轻重量。在轿厢底前沿有供轿门滑动的地坎。地坎下面再轿门的全部宽度由钢板制成的护脚板，根据GB75882003,护脚板向下延伸的高度不小于750mm,并在下缘向内折弯，折弯的斜面与水平夹角大于60。，在水平面的投影深度不小于20mm。2.3.9 轿厢壁用l.2钢板制成，采用多块拼装式，表面用喷涂或贴膜装饰，为了增加轿壁的钢度，在背面焊加强筋，加强筋则由l钢板折弯成型轿壁是用螺栓将两边折边的轿壁（左右，前后围壁4块、左右中间围壁2块、后两侧围壁2块、后中间围壁1块、操纵壁1块、门楣1块、前后壁1块）相互连接而成。折边一方面用于连接，另一方面代替加强筋增加了刚度。轿厢壁板是极易震动的部件，轿壁尺寸选择不当或安装不当，轿厢在运行中会发生轿壁震动，因此选择每块轿壁的宽度是，尽量选择两侧对称，同时为了增大轿壁阻尼，减小震动，在壁板后面黏贴夹层材料。2.3.10 轿厢减震垫传菜电梯在运行过程中，在曳引机的带动下，轿厢和轿架之间必然有震动和冲击，为了减小和消除轿厢的震动和冲击，增加传菜电梯运行的稳定性和舒适感,轿厢和轿架之间必须进行减震设计。2.3.11 称量装置称量装置设置在轿底；轿厢的称量装置主要作为控制超载用，基本结构是在底梁上安装称量传感器，当置于弹性橡胶垫上的轿厢由于载荷增加向下位移时，由传感器发出与载荷相对应的连续信号，在超过额定载荷10%时动作，使传菜电梯门不能关闭，传菜电梯也不能启动，并发出警告信号。该装置为选购件，在轿底上必须留有相应的空间。2.3.12 轿门轿门由门扇、门滑轮、上坎和门地坎等部件组成。门扇由薄钢板折边而成，中部粘接加强筋。为了加强门扇的隔音和提高减少震动作用，在门扇的背面涂覆一层阻尼材料（油灰）；轿门导轨安装在轿厢顶部前沿，门滑轮安装在门扇的上部，以两个为一组，每个门扇装一组；门地坎和门滑轮是门的辅助导向件，与门导轨和门滑轮配合，使门扇的上、下两端均受导向和限位，因此门扇能水平左右移动，而不能前后方向移动；门运动时，滑块顺着地坎槽滑动。为了使用安全，传菜电梯必须在轿厅和轿厢门完全关闭时才能运行，轿门应该是无孔的，除必要的间隙外轿门关闭后应将轿厢的入口完全封闭。因此在轿厅门上装有具有电气联动锁功能的自动门锁。自动门锁除了锁住厅门，使厅门只有用钥匙才能在厅门外打开，还能控制传菜电梯控制回路的接通和断开，只有在门被确认锁住时，传菜电梯的门才能启动运行（检修时除外）。为了提高传菜电梯的工作效率，传菜电梯的门被设计为具有提前开门功能，即传菜电梯尚未完全停止，门以开始打开。此时为了安全，在厅门口的井道设置了门护脚板，防止乘客的脚插入井道。2.3.13 层门层门也叫厅门。层门和轿门一样，都是为了确保安全，而在各层楼的停靠站,通向井道轿厢的入口处设置的门。层门为无孔封闭门。层门主要由门框、厅门扇、调门滚轮等机件组成。门框由门导轨（门上坎）、左右立柱或门套、门踏板等机件组成。传菜电梯的每个层门都应装设层门锁闭装置（钩子锁）、证实层门闭合的电气装置、被动门关门位置证实电气开关（副门锁开关）、紧急开锁装置和层门自动关闭装置等安全防护装置。确保传菜电梯正常运行时，应不能打开层门。2.3.14 开门机采用自动开门机，具有很多优点如运行速度平稳，噪音小，无冲击，有利于层轿门结构寿命，同时采用自动开门机开关门减少了乘客的操作劳动，提高了开关门速度，缩短了开关门时间，提高了传菜电梯运行效率，门的关闭、开启的动力源是门电动机，通过传动机构驱动轿门运动，再有轿门带动层门一起运动。门机设在轿厢顶部，门电机的控制箱也设置在轿厢顶部；电动机通过齿轮减速箱减速，减速箱输出轴上安装一个摆动杆，摆动杆的两端有钱，分别于门扇驱动连杆相连。根据开门宽度来设定摆杆的长度，其开关门速度也由减速箱输出轴连接的凸轮控制开关来实现。其层门再用钢丝绳式联动机构，门导轨架两端装有钢丝绳轮，两扇门分别于钢丝绳的上边和下边固接，当门导带动一扇门移动，钢丝绳的运动使另一扇门向相反的方向移动。2.3.15 导轨每台传菜电梯均有用于轿厢和对重装置的两组至少4列导轨。导轨是确保传菜电梯的轿厢和对重装置在预定位置做上下垂直运行的重要机件。导轨加工生产和安装质量的好坏，直接影响着传菜电梯的运行效果和乘坐舒适感。近年来国内传菜电梯产品使用的导轨分T型导轨和空心导轨两种。2.3.16 导轨架导轨架按传菜电梯安装平面布置图的要求，固定在传菜电梯井道内的墙壁上，是固定导轨的机件。每根导轨至少应设置两个导轨架。固定导轨用的导轨架应用金属制成，不但应有足够的强度而且可以针对传菜电梯井道建筑误差进行弥补性的调整。导轨架在井道墙壁上的固定方式有埋入式、焊接式、预埋螺栓和涨管螺栓固定式、对穿螺栓固定式五种。2.3.17 导靴导靴安装在轿架和对重架上，是确保轿厢和对重沿着导轨上下运行的装置，也是保持轿门地坎、层门地坎、井道壁及操作系统各部件之间的恒定位置关系的装置。弹性滑动导靴由靴座、靴头、靴衬、靴轴、弹性元件和调节螺母等组成。其靴头和靴衬在靴轴上有一定的伸缩弹性，在工作时靴衬由于弹性元件的压力始终在导轨的顶上面，因而可以吸收一定的震动。由于导靴和导轨是滑动摩擦，故在摩擦面上进行润滑。当传菜电梯速度V>2.0ms时，常采用滚轮导靴取代弹性滑动导靴。滚动导靴主要由两个侧面导轮和一个端面导轮构成，三个导轮从三个方面卡住导轨，使轿厢沿着导轨上下运行。滚轮外缘一般由橡胶、聚氨酯材料制作，使用中不需要润滑，并且减少运行时产生的噪声。2.3.18 润滑装置（油杯）选用弹性滑动导靴时，由于导靴和导轨是滑动摩擦，故需要在摩擦面上进行润滑，因而在导靴上安装一个内注润滑油的油杯，通过纤维油芯的毛细作用，对导轨进行不间断的润滑。2.3.19 轿顶防护栏根据GB7588-2OO3,护栏应满足以下要求，护栏应由扶手、O.lOm高的护脚板和位于护栏高度一半处的中间栏杆组成；考虑到护栏扶手外缘水平的自由距离，当自由距离不大于0.85m时,扶手高度不应小于0.70m,当自由距离大于0.85m时，扶手高度不应小于1.10m；扶手外缘和井道中的任何部件对重、开关、导轨、支架等之间的水平距离不应小于0.10m；护栏的入口，应使人员安全和容易的通过，以进入轿顶。护栏应装设在距轿顶边缘最大为0.15m之内；并在护栏的适当位置固定俯伏护栏危险的警告符号。2.3.20 安全触板安全触板是在自动轿厢门的边沿上，装有活动的在轿门关闭的运行方向上超前伸出一定距离的触板，当超前伸出轿门的触板与乘客或障碍物接触时，通过与安全触板相连的连杆机构使装在轿门上的微动开关动作，立即切断传菜电梯的关门电路并接通开门电路，使轿门立即开启。安全触板碰撞力应不大于5N。2.3.21 门锁装置门锁装置一般位于层门内侧，是确保层门不被随便打开的重要安全保护设施。门锁装置分为手动门锁和自动门锁两种。层门锁不能出现中立开锁，也就是当保持门锁锁紧的弹簧失效时，其重力也不应导致开锁。门扇不能正常关闭时，门锁开关不闭合，传菜电梯不能起动和运行，起到安全保护作用。2.3.22 安全钳安全钳装置包括安全钳提拉联动机构和电气安全触点；当限速器动作将限速器绳卡住后，由于轿厢继续下行的相对运动，使绳头将主动杠杆向上提起。此时一方面通过转轴提起右侧的垂直拉杆将安全钳动作元件拉起，使右侧安全钳动作。同时横拉杆和从动拉杆提起左侧垂直拉杆，使左侧安全钳锲块拉起动作。并动作住拉杆上的凸缘使电气安全开关动作，切断安全电路使电机停止运转。按照GB75882003安全钳应设有铭牌，表明安全钳制造厂名称和形式试验标志及其试验单位。2323限速器限速器是限制传菜电梯运行速度的装置，安装在机房；采用离心式有压绳装置的限速器，轿厢在超速运行时，首先由甩块上的一个螺栓触动安全开关，当继续超速时，甩块进一步甩开触动棘爪卡在制动轮上，制动轮拉动触杆通过压杆将压块压在限速器绳轮的钢丝绳上。使绳轮和限速器绳被刹住。限速器绳由安装在地坑的涨紧装置予以涨紧，涨紧装置的重量应使正常运行时钢丝绳在限速器绳轮的槽内不打滑，而且悬挂的限速器绳不摆动。涨紧装置应有上下活动的导向装置。为了防止限速器绳断裂或过度松弛而使涨紧装置丧失作用，在涨紧装置上应有电气安全触点，当发生上述情况时能切断安全电路使传菜电梯停止运行。第三章传菜电梯模型的结构分析3.1 四层传菜电梯模型设计1 .外型设计传菜电梯模型高2.1m,整体框架用铝合金型材构成。传菜电梯每层的高度为0.4m,底部为曳引电机的工作间。2 .设计思想轿厢的拖动电机选用了YYJ型系列齿轮减速单相电动机，带动滑轮转动,用PLC程序控制实现电机正反转，则轿厢对应上升或下降。模型传菜电梯每层均装有红外开关，每一层都有两个红外开关。在轿厢升降运行过程中，轿厢的位置是由每层红外检测开关测定，当轿厢经过或停在某一层时，红外开关导通,给PLC的输入端一个输入信号，由PLC程序确定传菜电梯到达相应的楼层号，而是否在该层停留，则根据模拟的楼层或轿厢内乘客输入指令要求，由程序判断确定。由于传菜电梯要求做到电机停则轿厢停，这在实际中应有制动装置，但我们的模型传菜电梯运动机构是滑轮机构，没有制动装置，电机停后，轿厢将由于自重而下降。为了解决这一问题，我们采用对重结构。根据轿厢重量配一个对重，使其重量与轿厢相等，基本上实现电机停则轿厢停。平衡锤通过绳子和轿厢连接，悬挂于滑轮上，这样减小了电机的负载转矩。为避免轿厢运行中与平衡锤在空间上发生干涉，采用了隔板将它们隔离，隔板采用三合板，竖直固定在支架中间。为了保证轿厢在上、下行过程中不致走偏，用两根钢丝对角垂直穿过轿厢作为导轨（钢丝拉直后，两端通过螺栓固定在支架上）。传菜电梯模型支架结构采用铝合金成形材料，由于整个模型传菜电梯的重量很轻，支架采用了40mmx40mm方形铝合金材料。接口处采用螺栓固定，以保证整体结构稳固。3.2 传菜电梯的基本结构1 .曳引系统：包括曳引机、减速箱、曳引轮、曳引绳、导向轮、底座等。1.1 .原理设计曳引结构示意图如图32所示、宽44cm图3-2曳引结构示意图1.2 工作原理当电机正转时，轿厢上升；当电机反转时，轿厢下降。电机选用型号为100YYJI20-3型齿轮减速单相电动机，其尺寸为：直径100mm,长200mm,额定电压为AC220V,额定转速为1250rmin,额定电流为L2A,额定功率为120W。轿厢设计成边长为高为44cm,低面为36CmX44Cm的长方体，其可承受150kg的重量。对重的重量为70kg,起稳定轿厢和重物的作用。1.3 曳引机曳引机是传菜电梯的主要拖动机械,他驱动传菜电梯的轿厢和配重装置作上下运动。其组成主要有：曳引电动机、减速箱、曳引轮、底座等。这个传菜电梯模型采用型号为IooYYJI20-3型齿轮减速单相电动机作为动力源。传菜电梯模型中装备有减速箱则为有齿曳引机,其拖动装置的动力主要是通过电机输出轴传递到曳引轮上。1.4 减速箱对于有齿曳引机，在曳引电动机转轴和曳引轮转轴间安装减速箱，目的是将电动机轴输出的较高转速降低到曳引轮所需的较低转速，降低电动机输出转速,提高输出力矩，同时得到较大的曳引转矩，以适应传菜电梯的运行要求。本文设计的传菜电梯模型采用电机与减速箱集成的减速电机，节省了安装空间，1.5 曳引轮曳引轮是嵌挂曳引绳的轮子，绳的两端分别与轿厢和配重装置连接，当曳引轮转动时，通过曳引绳和曳引轮之间的摩擦力（也叫曳引力），驱动轿厢和配重装置上下运动，是传菜电梯赖以运行的主要部件之一。2 .机架部分：本传菜电梯模型采用铝合金型材搭建，结构简单，便于安装维护。3 .轿厢部分：轿厢部分骨架采用4040铝合金型材搭建，四周围上亚克力板。第四章传菜电梯模型的设计计算4.1 电动机容计算传菜电梯运行时的受力情况较复杂，曳引电动机的容量一般可按如下经验公式计算：P=QV(I)X102加)当V=0.1ms时：P=QV(l-)÷(02加)=150×0.1×(l-0.47)÷(102×80%×1)=97W:传菜电梯平衡系数047n：传菜电梯机械传动总效率80%V:曳引轮节径线速度i:钢丝绳绕绳倍率1综上所述：当V=0.1ms时，选取浙江佳雪100YYJ120-3型齿轮减速单相电动机，功率为120w,满足要求。4.2 曳引力计算4.2.1 对重重量G=P+xQ=0+047×15=7kgG：对重重量P：额定自重0Q：额定载重15Kg:传菜电梯平衡系数047422曳引力计算根据GB75882003中9.3要求钢丝绳曳引应满足以下三个条件a)轿厢装载至125%额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑；b)必须保证在任何紧急制动的状态下，不管轿厢内是空载还是满载，其减速度的值不能超过缓冲器作用时减速度值；C）当对重压在缓冲器上而曳引机按传菜电梯上行方向旋转时，应不可能提升空载轿厢。根据GB75882003的附录M,传菜电梯曳引力计算主要考虑以下几种工况：a）对于轿厢装载和紧急制动工况：efab）对于轿厢滞留工况（对重压在缓冲器上）：LNefaT2f：当量摩擦系数；a：钢丝绳在绳轮上的包角；TfT2:曳引轮两侧曳引钢丝绳中的拉力（"+Q+Mafw+MnJ（g±a）IMr2r&+MsaJg±广）+（-义手“±（机城广）+ FRcarr"（r2-2r±MSRd±ZWpwQ"Q）-J""叽与g+%（g±入）+必业岂£虫）+,也型）八±（m勿.广）"（r2-2r,zFR±MSRSWr2J±Z（4r2%”o）±-L工况：I：轿厢位于最上位置；II：轿厢或对重侧有导向轮；III：对重绳的倍率大于1；IV：对重位于最上位置；其它参数定义：参见传菜电梯制造与安装安全规范GB75882003附录Mo因井道上的摩擦力/R皿、尸凡W及滑轮转动惯量mPw对于Z，乙很小，而且去掉它们更不利于曳引力满足，故对它们均忽略不计。4.2.2.1V=0.1ms曳引计算1 .当量摩擦系数计算对于浙江佳雪IoOYYJI20-3型齿轮减速单相电动机，曳引轮采用带切口的半圆槽，参数为：Y：槽的角度值，7=30。:槽的切口角，=105o4COS-Sin-)f=d=2.16万一,一y_sin,+Siny2 .曳引力计算2.1 轿厢装载工况：(V=0.1rns,提升高度按曳引机提供的最大提升高度HmaX=2/n计算)轿厢装载工况，工/石的静态比值应按照轿厢装有125%额定载荷并考虑轿厢在井道的不同位置的最不利情况进行计算。轿厢装载工况下，在无补偿绳且位于最底层时曳引条件最不利，故15Kg传菜电梯轿厢装载工况最不利情况：125%额定载荷位于最底层且无补偿绳情况进行计算：则例0=0;Mcnw=OTx=('+L250)g+Mssr.g=(0+1.25×l50)×9.8+1(.5×50+yJ×6×0.586X9.8=1837.5+1722.84=3560.34/VE=g+mg=(P+00)g+0.5×H-×6×0.586=2498NrSRECJI2)73560.34N另一 2498N= 1.425装载工况时：摩擦系数：=0.1;轿厢制动减速度：a=0；浙江佳雪IooYYJI20-3型齿轮减速单相电动机(a=2.810rad)当量摩擦系数：/=2.16,=0.216y=e28,0x0216=1.835=1.425T2结论：在装载工况时。浙江佳雪100YYJl20-3型齿轮减速单相电动机曳引条件满足要求。4.3 钢丝绳安全系数计算4.3.1 安全系数：是指装有额定载荷的轿厢停靠在最底层站时，一根钢丝绳的最小破断负荷（N）与这根钢丝绳所受的最大力（N）之间的比值。根据GB7588-2003附录N悬挂绳安全系数的计算，许用安全系数计算公式如下：式中：S,：安全系数Neqiliv:滑轮的等效数量dl：钢丝绳的直径4mmNei:曳引轮的等效数量Nf导向轮的等效数量432N5,咐的计算根据GB75882003附录N悬挂绳安全系数的计算中查表Ni得（15Kg传菜电梯采用直径为4的曳引钢丝绳：N约四）=152（V=0.1ms时，采用蓝光WTY-SLOE曳引轮切口角=105o）433N*s的计算Neq巩P