VVVF垂直电梯机械系统设计说明书.doc

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1、VVVF垂直电梯机械系统设计说明书目 录前言1第一章 绪论1第一节 电梯的分类第二节 电梯的根本结构第三节 电梯技术开展展望 第二章 曳引系统6第一节 曳引驱动驱动方式比拟选择，绕绳方式，曳引力，比压第二节 电梯曳引机电机选择，传动方式，制动器制动力计算第三节 制动器(选择，制动力计算)第四节 钢丝绳及其端接装置-种类规格，选择计算，寿命，端接转载第三章 轿厢与对重 第一节 轿厢组成，有效面积的计算第二节 轿厢结构的设计计算第三节 对重与补偿装置第四节 导轨第四章 门系统，缓冲器，平安钳与限速器第一节 门系统第二节 缓冲器23第三节 平安钳与限速器27第五章 电梯与建筑物的关系第七章 设计小结

2、66致谢66参考文献67附件一 外文资料中英文翻译69 第一章 绪论第一节 电梯的分类一、电梯的分类 电梯的分类有各式各样: (1 )按用途分类有乘客电梯、载货电梯、医用电梯、观光电梯、车辆电梯、船舶电梯、建筑施工电梯等 (2) 按速度分类低速电梯1 m/s以下 中速电梯1 -2m/s 高速电梯2m/s以上 超高速电梯5m/s以上 (3) 按驱动电源分类交流电梯速度 一般小于2m/s 直流电梯速度 一般大于2m/s (4) 按控制方式分类有层间控制，简易集选控制，集选控制、有/无司机控制、群控等。第二节 电梯的根本结构曳引式电梯是垂直交通运输工具中使用最普遍的一种电梯，现将其根本结构介绍如下。

3、1曳引系统曳引系统由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮及反绳轮等组成。曳引机由电动机、联轴器、制动器、减速箱、机座、曳引轮等组成，它是电梯的动力源。曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重或者两端固定在机房上，依靠钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力来驱动轿厢升降。导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距，采用复绕型时还可增加曳引能力。导向轮安装在曳引机架上或承重梁上。当钢丝绳的绕绳比大于1时，在轿厢顶和对重架上应增设反绳轮。反绳轮的个数可以是1个、2个甚至3个，这与曳引比有关。2导向系统导向系统由导轨、导靴和导轨架等组成。它的作用是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导轨固定在导轨架上，导

4、轨架是承重导轨的组件，与井道壁联接。导靴装在轿厢和对重架上，与导轨配合，强制轿厢和对重的运动服从于导轨的直立方向。3门系统门系统由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成。轿厢门设在轿厢入口，由门扇、门导轨架、门靴和门刀等组成。层门设在层站入口，由门扇、门导轨架、门靴、门锁装置及应急开锁装置组成。开门机设在轿厢上，是轿厢门和层门启闭的动力源。4轿厢轿厢用以运送乘客或货物的电梯组件。它是由轿厢架和轿厢体组成。轿厢架是轿厢体的承重构架，由横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成。轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定载重量或额定载客人数决定

5、。5重量平衡系统重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成。对重将平衡轿厢自重和局部的额定载重。重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧曳引钢丝绳长度变化对电梯平衡设计影响的装置。6电力拖动系统电力拖动系统由曳引电机、供电系统、速度反应装置、调速装置等组成，对电梯实行速度控制。曳引电机是电梯的动力源，根据电梯配置可采用交流电机或直流电机。供电系统是为电机提供电源的装置。速度反应装置是为调速系统提供电梯运行速度信号。一般采用测速发电机或速度脉冲发生器，与电机相联。调速装置对曳引电机实行调速控制。7电气控制系统电气控制系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等组成

6、,它的作用是对电梯的运行实行操纵和控制。操纵装置包括轿厢内的按钮操作箱或手柄开关箱、层站召唤按钮、轿顶和机房中的检修或应急操纵箱。控制屏安装在机房中，由各类电气控制元件组成，是电梯实行电气控制的集中组件。位置显示是指轿内和层站的指层灯。层站上一般能显示电梯运行方向或轿厢所在的层站。选层器能起到指示和反应轿厢位置、决定运行方向、发出加减速信号等作用。8平安保护系统平安保护系统包括机械和电气的各类保护系统，可保护电梯平安使用。机械方面的有：限速器和平安钳起超速保护作用；缓冲器起冲顶和撞底保护作用；还有切断总电源的极限保护等。电气方面的平安保护在电梯的各个运行环节都9工作原理 曳引绳两端分别连着轿厢

7、和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，到达运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作

8、。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。平安装置保证电梯运行平安。1-减速箱；2-曳引轮；3-曳引机底座；4-导向轮；5-限速器； 6-机座；7-导轨支架； 8-曳引钢丝绳；9-开关碰铁； 10-紧急终端开关；11-导靴；12-轿架；13-轿门；14-平安钳；15-导轨； 16-绳头组合；17-对重，18-补偿链；19-补偿链导轮； 20-张紧装置；21-缓冲器； 22-底坑；23-层门；24-呼梯盒；25-层楼指示灯； 26-随行电缆；27-轿壁； 28-轿内操纵箱；29-开门机； 30-井道传感器；31-电源开关； 32-控制柜；33-曳引电机；34-制动器图11 第三节 电梯

9、技术开展展望一、电梯技术开展1电梯的拖动技术有了较大的开展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。逐步被交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到愈来愈广泛的应用。交流拖动电梯更是得到迅速的开展，己由以前的变级调速(AC-VP)开展成为调压调速(AC-VV)及调频调压调速(AC-VVVF)，使得电梯的速度、加速度、加加速度控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。 (2)电梯的逻辑控制己从过去简单的继电器接触器控制开展为可编程序控制99(PLC)和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制开展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大提高。 (3)

10、电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足用户的使用功能要求。如紧急停车操作、消防员专用、防捣乱系统等。 (4)智能群控管理得到广泛应用。 (5)机械传动方面，由于国际上机械加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛，已使电梯的传动形式多样化。二、电梯开展展望 (2)技术含量更高，性能更好 电梯行业技术开展非常迅速，几年前推出的具有先进性能、高舒适性的VVVF电梯，如今已成为电梯行业的标准配置，因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁挣、更平安、更安静、更经济的特点，所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的主流:由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代VVV

11、F技术。另外，网络控制和智能群控系统.以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电梯的开展潮流。5电梯群控系统将更加智能化 电梯智能群控系统将基于强大的计算机软硬件资源，如基于专家系统的群控、基于模糊逻辑的群控、基于计算机图像监控的群控、基于神经网络控制的群控、基于遗传基因法那么的群控等。这些群控系统能适应电梯交通的不确定性、控制目标的多样化、非线性表现等动态特性。随着智能建筑的开展，电梯的智能群控系统能与大楼所有的自动化效劳设备结合成整体智能系统。(6) 超高速电梯速度越来越高21世纪将会开展多用途、全功能的塔式建筑，超高速电梯继续成为研究方向。曳引式超高速电梯的研究继续在采用超大容量电动

12、机、高性能的微处理器、减振技术、新式滚轮导靴和平安钳、永磁同步电动机、轿厢气压缓解和噪声抑制系统等方面推进。采用直线电机驱动的电梯也有较大研究空间。未来超高速电梯舒适感会有明显提高。7蓝牙技术在电梯上广泛应用蓝牙Bluetooth技术是一种全球开放的、短距无线通讯技术标准，它可通过短距离无线通讯，把电梯各种电子设备连接起来，无需纵横交错的电缆线，可实现无线组网。这种技术将减少电梯的安装周期和费用，提高电梯的可靠性和控制精度，更好地解决电气设备的兼容性，有利于把电梯归纳到大楼管理系统或智能化管理小区系统中。8绿色电梯将普及 要求电梯节能、减少油污染、电磁兼容性强、噪声低、长寿命、采用绿色装潢材料

13、、与建筑物协调等。甚至有人设想在大楼顶部的机房利用太阳能作为电梯补充能源。9电梯产业将网络化、信息化电梯控制系统将与网络技术相结合，用网络把各地的电梯监管起来进行维保；通过电梯网站进行网上交易，包括电梯配置、招投标等，也可以在网上申请电梯定期检验。10乘电梯去太空坐电梯进入太空，这一设想是前苏联科学家在1895年提出来的，后来一些科学家相继提出了各种解决方案。2000年，美国国家宇航局NASA描述了建造太空电梯的概念，这需要极细的碳纤维制成的缆绳并能延伸到地球赤道上方3.5万km。为使这条缆绳突破地心引力的影响，太空中的另一端必须与一个质量巨大的天体相连。这一天体向外太空旋转的力量与地心引力抗

14、衡，将使缆绳紧绷，允许电磁轿厢在缆绳中心的隧道穿行。普通人登上太空这个梦未来将实现。第二章 曳引系统第一节 曳引驱动绕绳方式，曳引力，比压根据电梯使用的不同要求，电梯的驱动可以采用曳引驱动，液压驱动，卷筒驱动及齿轮齿条，螺杆驱动等方式，现在运用最广泛的是曳引驱动。曳引驱动是采用曳引轮作为驱动部件。钢丝绳悬吊在曳引轮上，一端悬挂轿厢，另一端悬吊对重装置，由钢丝绳和曳引轮槽之间的摩擦力产生曳引力驱动轿厢做上下运动。一 绕绳方式电梯曳引钢丝绳的绕绳方式主要取决与曳引机组的位置，轿厢的额定载重量和额定速度等条件。在选择确定绕绳方式时应考虑有较高的传动效率,合理的能耗以及有利于钢丝绳使用寿命的延长.特别

15、注意,应尽量减少绳轮数量,防止钢丝绳的反向弯曲.曳引机的位置通常设在井道的上部,或者井道底部的旁侧,或者井道底部的地下室内.前者有利于采用最简单的绕绳方式,可节省电力损耗,减少作用在建筑结构上的载荷;后者的设置方法是建筑物的支承结构承载大,投资费用多。因此在任何情况下，应尽可能防止采用这种方案。图21，22是几种典型的绕绳方式。图21是曳引机上置方式，图22是曳引机下置方式。曳引绳挂在曳引轮和导向轮上且曳引绳对曳引轮的最大保教不大于180的绕绳方式称为单绕，或称半绕；曳引绳绕曳引轮和导向轮一周后才被引向轿厢和对重的绕绳方式称为复绕，或称全绕。复绕方式增加了曳引绳在曳引轮上的包角，提高了摩擦力。

16、（一） 曳引机上置方式曳引机组位于井道上部的称为上置式：图21a是单绕，钢丝绳倍=1的绕绳方式；图21b是单绕，钢丝绳倍=2的绕绳方式；图21c是单绕，钢丝绳倍=3的绕绳方式；图21d是复绕，钢丝绳倍=1的绕绳方式；图21e是单绕，钢丝绳倍=4的绕绳方式；（二） 曳引机下置方式曳引机组位于井道底部的旁侧,或者井道底部的地下室的称为下置式：图22a是单绕，钢丝绳倍=1的绕绳方式；图22b是单绕，钢丝绳倍=2的绕绳方式；图22c是单绕，钢丝绳倍=2的绕绳方式；图22d是复绕，钢丝绳倍=1的绕绳方式； a ( b )c d e 图21 曳引机上置的钢丝绳绕绳方式 a (b) (c) (d)图22 曳

17、引机上置的钢丝绳绕绳方式 因为本设计电梯的载重量和速度都不是很高，通过比拟选择如图21a的绕绳方式。这种绕绳方式可以尽量防止钢丝绳的反向弯曲，从而有利于延长钢丝绳的使用寿命，并且这种绕绳方式的传动效率较高。二 曳引力的计算客梯额定载重量为1000kg，额定速度为1m/s，轿厢系统重量设为1400Kg，钢丝绳倍率=1，钢丝绳直径为13mm，钢丝绳的数目为5，曳引轮的直径为530mm，绳槽形状为带切口的V型槽，对重为1830Kg平衡系数。如图23由曳引轮和导向轮的几何位置关系，可计算得到钢丝绳在曳引轮上的包角。=得=35=180-=145 当轿厢位于最低层且载有125%的额定载荷时 T1T2当空载

18、轿厢位于最高层站时 T1T2183014001.3071 因此，后一种工况T1T2比前一种工况要好，因而打滑的危险较小。轿厢的制动减速度2,那么c1为 c1 对于带切口的V型槽c21，按第一种工况验算 T1T2c1c2 切口槽的切口角取95，摩擦系数取，那么当量摩擦系数 4)/(-95/180-sin95 = 所以，T1T2 c1c2,曳引能力足够。三 比压计算最大许用比压为p=(1.25+4v)/(1+v)=(12.5+42钢丝绳的最大静张力T100014009.8/5=4704N切口槽边缘的最大比压按95，180计算p=847040/53013 (-95/180-sin952p12 故满足

19、设计要求。二 曳引绳的端接装置 曳引绳端接装置的的设计应该考虑到：有利于钢丝绳张力的调节，至少有一端的端接装置是可调的；钢丝绳与端接装置结合处的机械强度至少能承受钢丝绳最小破断载荷的80%。 当钢丝绳的绕绳比为1：1时，钢丝绳的一端固定在轿厢架的上梁上，另一端与对重架连接。其它情况时，钢丝绳必须绕过安装于轿厢架上梁或对重架上的反绳轮。没跟钢丝绳的悬挂必须是相对独立的。钢丝绳端接装置的形式有：金属或树脂填充的绳套、自锁紧楔形绳套、绳夹、手工编织捻接接头等。端接装置的均衡调节，通常采用压缩弹簧形式和橡胶缓冲垫形式。目前用的最多的是弹簧形式。均衡装置除了可调节各根曳引绳的张力外，还有缓冲和减震作用。

20、为了减少曳引轮槽和钢丝绳的磨损，在安装端接装置后，应调节各钢丝绳的张力差，使之小于5%。 第三章 轿厢与对重第一节 轿厢组成，有效面积的计算一 轿厢的组成 轿厢一般由轿厢架、轿底、轿壁、轿顶的主要构件组成。图31通常的电梯结构。 图31各类电梯的轿厢根本结构相同，由于用途不同，在具体结构及外形上有一定差异 客梯的轿厢一般宽大于深，这样设计的目的是为了方便人员的出入，有利于提高运行效率货梯的轿厢一般深大于宽或宽深相同，这主要是考虑装卸货物的方便。病床梯的轿厢为适应病床的运送而做得深而窄。观光梯轿厢的外形常做成菱形或圆形，观光面的轿壁使用强化玻璃。超高速电梯的外形做成流线型，以减小空气阻力及运行噪声。轿厢一般由以下几个主要部件组成： 轿厢架是轿厢的主要承载构件，它由立柱、底梁、上梁和拉条组成。 1 立柱 立柱在轿厢两侧，常见的结构类型有两种，一种是组合式结构，一两根角钢为主体再加连接板；另一种是单体式结构，以单根槽钢第二节 轿厢结构的设计计算第三节 对重与补偿装置第四节 导轨