VVVF垂直電梯機械系統(tǒng)設計【含CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 第二章 ?曳引系統(tǒng) 第一節(jié) ?曳引驅(qū)動（繞繩方式，?曳引力，比壓 根據(jù)電梯使用的不同要求，電梯的驅(qū)動可以采用曳引驅(qū)動，液壓驅(qū)動，卷筒驅(qū)動及齒輪齒條，螺桿驅(qū)動等方式，現(xiàn)在運用最廣泛的是曳引驅(qū)動。 曳引驅(qū)動是采用曳引輪作為驅(qū)動部件。鋼絲繩懸吊在曳引輪上，一端懸掛轎廂，另一端懸吊對重裝置，由鋼絲繩和曳引輪槽之間的摩擦力產(chǎn)生曳引力驅(qū)動轎廂做上下運動。 一 繞繩方式 電梯曳引鋼絲繩的繞繩方式主要取決與曳引機組的位置，轎廂的額定載重量和額定速度等條件。在選擇確定繞繩方式時應考慮有較高的傳動效率,合理的能耗以及有利于鋼絲繩使用壽命的延長.特別注意,應盡量減少繩輪數(shù)量,避免鋼絲繩的反向彎曲. 曳引機的位置通常設在井道的上部,或者井道底部的旁側,或者井道底部的地下室內(nèi).前者有利于采用最簡單的繞繩方式,可節(jié)省電力損耗,減少作用在建筑結構上的載荷;后者的設置方法是建筑物的支承結構承載大,投資費用多。因此在任何情況下，應盡可能避免采用這種方案。 圖2—1，2—2是幾種典型的繞繩方式。圖2—1是曳引機上置方式，圖2—2是曳引機下置方式。曳引繩掛在曳引輪和導向輪上且曳引繩對曳引輪的最大保教不大于180°的繞繩方式稱為單繞，或稱半繞；曳引繩繞曳引輪和導向輪一周后才被引向轎廂和對重的繞繩方式稱為復繞，或稱全繞。復繞方式增加了曳引繩在曳引輪上的包角，提高了摩擦力。 （一） 曳引機上置方式 曳引機組位于井道上部的稱為上置式： 圖2—1（a）是單繞，鋼絲繩倍=1的繞繩方式； 圖2—1（b）是單繞，鋼絲繩倍=2的繞繩方式； 圖2—1（c）是單繞，鋼絲繩倍=3的繞繩方式； 圖2—1（d）是復繞，鋼絲繩倍=1的繞繩方式； 圖2—1（e）是單繞，鋼絲繩倍=4的繞繩方式； （二） 曳引機下置方式 曳引機組位于井道底部的旁側,或者井道底部的地下室的稱為下置式： 圖2—2（a）是單繞，鋼絲繩倍=1的繞繩方式； 圖2—2（b）是單繞，鋼絲繩倍=2的繞繩方式； 圖2—2（c）是單繞，鋼絲繩倍=2的繞繩方式； 圖2—2（d）是復繞，鋼絲繩倍=1的繞繩方式； （a） ( b ) （c） （d） （e） 圖2—1 曳引機上置的鋼絲繩繞繩方式 （a） (b) (c) (d) 圖2—2 曳引機上置的鋼絲繩繞繩方式 因為本設計電梯的載重量和速度都不是很高，通過比較選擇如圖2—1（a）的繞繩方式。這種繞繩方式可以盡量避免鋼絲繩的反向彎曲，從而有利于延長鋼絲繩的使用壽命，并且這種繞繩方式的傳動效率較高。 二 曳引力的計算 已知客梯額定載重量為1000kg，額定速度為1m/s，轎廂系統(tǒng)重量設為1400Kg，鋼絲繩倍率=1，鋼絲繩直徑為13mm，鋼絲繩的數(shù)目為5，曳引輪的直徑為530mm，繩槽形狀為帶切口的V型槽，對重為1830Kg（平衡系數(shù)＝0.48）。 如圖2—3由曳引輪和導向輪的幾何位置關系，可計算得到鋼絲繩在曳引輪上的包角。 = 得=35° =180-=145° 當轎廂位于最低層且載有125%的額定載荷時 T1／T2＝(1.251000+1400)/1800=1.4096 當空載轎廂位于最高層站時 T1／T2＝1830／1400＝1.3071 因此，后一種工況T1／T2比前一種工況要好，因而打滑的危險較小。轎廂的制動減速度1.3m/s2,則c1為 c1=(g+1.3)/(g-1.3)=1.3059 對于帶切口的V型槽c2＝1，按第一種工況驗算 T1／T2c1c2＝1.4096 1.3059 1=1.8408 切口槽的切口角β取95°，摩擦系數(shù)取0.09，則當量摩擦系數(shù) ＝40.09(1-sin47.5°)/(π-95π/180-sin95°) = 0.2169 = 1.7309 所以，T1／T2 c1c2<,曳引能力足夠。 三 比壓計算 最大許用比壓為 [p]=(1.25+4v)/(1+v)=(12.5+41.0)/(1+1.0)=8.25N/mm2 鋼絲繩的最大靜張力 T＝（1000＋1400）9.8/5=4704N 切口槽邊緣的最大比壓（按β＝95°，δ＝180°計算） p=84704cos47.50/53013 (π-95/180π-sin95°)=7.5831N/mm2 p<[p],所以比壓滿足要求。 四 電機的選擇 1、計算負載轉矩 最大不平衡重量為 Ts=1000+1400-1830=570kg 故負載轉矩為： Ms=TsD/41/ηg=5700.329.8/40.75=595.84Nm 式中：D曳引輪直徑 η減速箱傳動效率 2、計算摩擦轉矩 Mf=μRr=0.120880.50.035=73.0818Nm 式中：μ電機軸承摩擦系數(shù); R軸上總載荷； r電機軸承處得軸半徑。 3、計算啟動轉矩 直線運動部分的轉動慣量為 J1=1/451800.761/4=246.05kgm2 旋轉體轉動慣量為 J2=354/4=88.5kgm2 總的轉動慣量為 J=J1+J2=88.5+246.05=334.55kgm2 曳引輪的角加速度為 ε=32/0.61=9.836 1/s2 最大加速轉矩為 MD=Jε=334.559.836=3290.6557Nm 4、計算啟動轉矩 M=Ms+Mf+MD=595.84 +73.0818+3290.6557=3959.5975Nm 5、電機容量選擇 Ｎ＝QV(1- )/102ηi = 10001.0 (1-0.48)/1020.651 = 7.8431kW 式中：Q額定載重量; V曳引輪節(jié)徑線速度; 電梯平衡系數(shù)，一般取04~0.5 η電梯機械傳動總效率（包括減速箱、導向輪）； 鋼絲繩繞繩倍率。 本設計選用11kW電機，額定轉速為1000r/min,則額定轉矩為 Me=9555*18/1000=1719.9Nm 則M/Me=3959.6/1719.9=2.302 因此，選用11kW的電機容量足夠。 五 減速器得選擇 目前速度不大于2.5m/s的有齒輪曳引機得減速器大多采用渦輪蝸桿，其主要優(yōu)點是： （1） 傳動平穩(wěn)，運行噪聲低： （2） 結構緊湊，外形尺寸??； （3） 傳動零件少，因而減少了維修和更換零件的次數(shù)； （4） 具有較好的抗沖擊載荷特性。 因此，本設計也采用渦輪蝸桿傳動。 第二節(jié) 制動器(選擇，制動力計算) 電梯制動系統(tǒng)應具有一個機電式的制動器，當主電路斷電或控制電路斷電時，制動器必須動作。切斷制動器電流，至少應由兩個獨立的電器裝置來實現(xiàn)。 制動器的制動作用應由導向的壓縮彈簧或重錘來實現(xiàn)。制動力矩應足以使以額定速度運行并載有125%額定負載的轎廂制停。制動器的松開可由電磁或電液操縱。 為了處理電梯的應急，也可設計一種手動緊急操縱裝置，這種裝置只需用一個恒力就能使制動器保持松開狀態(tài)，以便借用盤車手輪將轎廂移動到一個層站。 如圖2—4為臥式電磁制動器的機械原理圖 圖2—4 制動力矩的計算 制動力矩由兩部分組成：靜力矩和動力矩。靜力矩是指轎廂保持靜止狀態(tài)所需的力矩。動力矩是指運動部件的慣性力矩。 1 靜力矩的計算 電梯制動的最不利工況使轎廂下行至最低層站的制停。以如圖2—5的情況進行分析（設轎廂載有125%的額定載荷） 圖2—5 式中：Q——額定載重量； P——轎廂重量； G——對重重量； ——鋼絲繩倍率； ——一側鋼絲繩的重量； D——曳引輪節(jié)徑； I——減速箱傳動比; ——與制動工況有關的傳動系統(tǒng)的機械效率。 按下式計算： = 所以靜力矩為 =62.73 2 靜力矩的計算 = Jε 式中：J當量化到制動輪軸（一般是高速軸）上所有運動零件的轉動慣量； ε制動輪軸的角減速度。 總的轉動慣量J可由以下幾部分組成： =++ 式中：電機轉子、制動輪和蝸桿的轉動慣量； 渦輪、曳引輪轉化到高速軸上的轉動慣量； 系統(tǒng)中做直線運動的所有零件轉化到高速軸上的轉動慣量。 假設摩擦制動器的制動力是恒定的，因而可以把制動期間的運動看成是勻減速的，則角速度可由下式計算： 式中：——電動機在制動開始瞬間的轉速(r/min); ——制動時間（s） 可以由經(jīng)驗決定或經(jīng)實測得。 設制動輪和蝸桿的轉動慣量為0.2, 所以，= 0.2+0.205=0.405, = =0.3346 所以， =0.4051.2+0.3346=0.8632 計算得制動減速度136 所以動態(tài)力矩為 =0.8632136=117.4 所需要的總制動力矩為 =+=62.73+117.4=180.13 當制動開始時初始轉速值取1000，這樣計算不是很精確。因為在制動動作開始前，電動機一發(fā)電機狀態(tài)工作，而且在制動器斷電前電梯并不是以額定速度工作，為了改善制動時的乘坐舒適性，電機總是在制動前已經(jīng)開始減速。 第三節(jié) 鋼絲繩及其端接裝置（-種類規(guī)格，選擇計算，壽命，端接轉載） 電梯用鋼絲繩指的時曳引用鋼絲繩。曳引繩承受著電梯的全部懸掛重量，并在電梯運行中繞著曳引輪、導向輪或反向繩單向或交變彎曲。鋼絲繩在繩槽中也承受著較高的比壓。所以要求電梯用鋼絲繩具有較高的強度、撓性以及耐磨性。 電梯鋼絲繩一般是圓形股狀結構，主要由鋼絲、繩股和繩芯組成。鋼絲是鋼絲繩的基本組成件，要求鋼絲有很高的強度和韌性，材料由含碳量為0.4%~1%的優(yōu)質(zhì)鋼制成。為了防止脆性，材料中硫。磷等雜質(zhì)的含量不應大于0.035%。當整個鋼絲繩中鋼絲的抗拉強度相同時稱為單一抗拉鋼絲繩。當鋼絲繩中外層鋼絲和內(nèi)層鋼絲的抗拉強度不同時，稱為雙強度鋼絲繩。 一 鋼絲繩的選擇與計算 鋼絲繩選擇主要按靜載荷驗算，由于鋼絲繩會受到多種附加應力的影響，如鋼絲繩經(jīng)過曳引輪及導向時產(chǎn)生的彎曲應力，制造產(chǎn)生的初始內(nèi)應力，電梯加速度過程中的慣性力以及由于鋼絲繩載荷分配不均勻的影響度，故應取較大的安全系數(shù)。我國的GB7588中規(guī)定： 對于三繩或三繩以上的曳引驅(qū)動： 12； 對于二繩的曳引驅(qū)動：16; 對于強制驅(qū)動： 安全系數(shù)是鋼絲繩的最小破斷載荷和鋼絲繩所承受的最大靜載荷之比，即由下式計算所得： 式中：n — 懸掛鋼絲繩的根數(shù)； — 繞繩比； N — 一根鋼絲繩的最小破斷載荷； T — 載有額定負載的轎廂?？吭谧畹讓诱緯r是鋼絲繩上的最大靜載荷，并應考慮鋼絲繩重量，隨行電纜重量以及其他懸掛于轎廂下面的補償裝置的重量。 本設計選用8×19S+NF-13-1770（雙）右交-GB8903-88電梯鋼絲繩；其鋼絲繩最小破斷載荷為87.6KN，代入設計參數(shù)： 由GB7588規(guī)定：對于三繩以上的曳引驅(qū)動：≥12； 而： =18.6>12 故滿足設計要求。 二 曳引繩的端接裝置 曳引繩端接裝置的的設計應該考慮到：有利于鋼絲繩張力的調(diào)節(jié)，至少有一端的端接裝置是可調(diào)的；鋼絲繩與端接裝置結合處的機械強度至少能承受鋼絲繩最小破斷載荷的80%。 當鋼絲繩的繞繩比為1：1時，鋼絲繩的一端固定在轎廂架的上梁上，另一端與對重架連接。其它情況時，鋼絲繩必須繞過安裝于轎廂架上梁或?qū)χ丶苌系姆蠢K輪。沒跟鋼絲繩的懸掛必須是相對獨立的。 鋼絲繩端接裝置的形式有：金屬或樹脂填充的繩套、自鎖緊楔形繩套、繩夾、手工編織捻接接頭等。端接裝置的均衡調(diào)節(jié)，通常采用壓縮彈簧形式和橡膠緩沖墊形式。目前用的最多的是彈簧形式。均衡裝置除了可調(diào)節(jié)各根曳引繩的張力外，還有緩沖和減震作用。為了減少曳引輪槽和鋼絲繩的磨損，在安裝端接裝置后，應調(diào)節(jié)各鋼絲繩的張力差，使之小于5%。