電梯轎廂和井道系統(tǒng)分析與設計【帶UG三維】【10張CAD圖紙+畢業(yè)論文】36頁 8500字數(shù)+論文說明書【詳情如下】個性化設計電梯裝配圖.dwg卡槽.dwg卡盤.dwg固定件.dwg流程框圖.dwg滑塊.dwg電梯轎廂UG三維圖.rar電梯轎廂和井道系統(tǒng)分析與設計說明書.doc電氣原理圖.dwg軸.dwg連接件.dwg連桿.dwg目錄一、實訓任務書3二、任務分配4三、緒論5四、總體設計方案5五、電梯的機械結構部分65.1、曳引電動機的選擇65.2、聯(lián)軸器的計算與選用65.3、配重塊的選擇75.4、軸的選用及強度校核75.5、軸承的選用及壽命計算105.6、曳引鋼絲繩的計算選用及強度校核115.7、導軌的選用145.8、轎廂的結構設計155.9、轎門和層門的結構設計15六、電梯控制系統(tǒng)的設計166.1、控制系統(tǒng)的設計176.2、軟件的設置186.21、電梯流程圖186.22、PLC的設計18七、程序調試35八、謝辭36九、參考文獻37一、實訓任務書電梯轎廂和井道系統(tǒng)分析與設計任務書專業(yè)   機械設計制造及其自動化    指導教師          班級  學生姓名 學號  一、內容簡介    本設計以三層變頻曳引式垂直升降電梯為例，設計電梯轎廂部分和井道部分機械結構和控制系統(tǒng)，并通過實訓裝置進行調試練習。二、任務要求： (1)電梯載重50Kg，要求實現(xiàn)轎廂平層自動開關門，具有手動調試和自動運行功能；設計合理的人機界面和操作按鈕。(2) 轎廂到指定樓層平層停止后，才能開門。開門后延時10秒后關門或者按關門按鈕后關門。具有開關門到位檢測功能，并能實現(xiàn)故障報警(3)電梯運行速度為低速度電梯；(4)控制系統(tǒng)采用西門子系列PLC；(5)要求控制系統(tǒng)有仿真和調試。三、任務內容：（1）實訓設計說明書1份；（2）機械結構三維模型圖（電子版），二維設計裝配圖1張及主要零件圖；（3）控制系統(tǒng)原理圖1張；（4）程序框圖及程序清單；（5）演示視頻。四、時間安排（16周-20周）2016.12.12-2016.12.17 ：認識電梯，現(xiàn)場測繪，機械結構設計及強度的計算與校核，三維建模，繪制機械結構裝配圖、主要零件圖；2016.12.18-2016.12.24：熟悉控制元件、控制流程，繪制電梯控制系統(tǒng)原理圖；2016.12.25-2016.12.31：編寫PLC控制程序，編寫力控觸摸屏軟件；2017.1.3-2017.1.6  ：仿真、調試程序；編寫設計說明書。2017.1.7-2016.1.13：裝置調試運行，答辯。三、緒論電梯是集機電一體的復雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領域，還要考慮可靠性、舒適感和美學等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應具有高度的安全性。事實上，在電梯上已經(jīng)采用了多項安全保護措施。在設計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。然而，只有電梯的制造，安裝調試、售后服務和維修保養(yǎng)都達到高質量，才能全面保證電梯的最終高質量。在國外，已“法規(guī)”實行電梯制造、安裝和維修一體化，實行由制造企業(yè)認可的、法規(guī)認證的專業(yè)安裝隊伍維修單位，承擔安裝調試、定期維修和輸查試驗，從而為電梯運行的可靠性和安全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險公司對電梯的安全性做過認真的調查和科學計算，其結論是：乘電梯比走樓梯安全5倍。據(jù)資料統(tǒng)計，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為80億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有540億人次之多。日前，由可編程序控制器(PLC）和微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用PLC控制的電梯可靠性高、維護方便、開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復雜的控制任務，己成為電梯控制的發(fā)展力向。四、總體設計方案本次設計的主要任務是設計出一個三層電梯模型，使之能達到設計要求。在本次設計中遵循的設計原則主要包括：系統(tǒng)在保證安全、可靠、穩(wěn)定、快速的前提下，盡量做到經(jīng)濟、合理、適用、減小設備成本。在此原則之上該設計主要分為電梯機械結構部分和電梯控制系統(tǒng)部分。機械結構部分：1.電梯模型的長寬高分別為880mm、500mm、1600mm，轎廂的長寬高分別為880mm、340mm、470mm，轎廂架采用4040鋁型材。2.交流電機通過膜片聯(lián)軸器與軸相連接，軸通過軸承座固定在轎架上，通過交流電機的正反轉來使曳引鋼絲繩拉動轎廂沿導軌上下移動。3.轎門和層門設計為聯(lián)動控制。控制系統(tǒng)部分：由PLC進行控制，用渦流傳感器來檢測轎廂的實際位置并傳遞信號，用編碼器來控制交流電機的停轉，用繼電器來控制交流電機的正反轉的開始與停止，用繼電器來控制轎廂門的開和關五、電梯的機械結構部分5.1、曳引電動機的選擇1、選用電動機類型根據(jù)工作要求選用三相交流步進電動機，電壓為380V。2、選擇電動機的容量。電動機所需功率：                     根據(jù)工作機的類型，取電動機效率 根據(jù)機械設計課程設計第十章中表10 2機械傳動和摩擦副的效率概略值，確定各部分效率為：聯(lián)軸器效率為，滾動軸承傳動效率（一對），代入得假設電機軸所受的拉力約為1000N，速度為0.5m/s所需電動機功率為3、確定電動機轉速綜合考慮學校現(xiàn)有情況， 因此選用型號為SLPU 5GU 7.5K，其功率為7.5kw,額定轉速為1400r/min，可見完全符合前面計算出的電動機的所需功率和所需的電動機轉速。5.2、聯(lián)軸器的計算與選用1、類型選擇考錄到電機轉矩的變化及載荷的影響，為隔離減震選用膜片聯(lián)軸器2、計算轉矩工作轉矩   T=9549Pk/n=9549*7.5/1400=51.15N.m工作情況系數(shù)K=1.8計算轉矩Tc=KT=1.8*51.15=92.08N.m3、型號選擇由機械設計手冊查得型號5-C68膜片聯(lián)軸器，最大扭矩110N.m，許用最大轉速為10000r/min，軸頸在14mm24mm。因為一般聯(lián)軸器可不必進行強度計算，故選用。5.3、配重塊的選擇七、程序調試在調試之前首先對PLC外部接線作仔細檢查，這一個環(huán)節(jié)很重要。外部接線一定要準確無誤。也可以用事先編寫好的試驗程序對外部接線做掃描通電檢查來查找接線故障。不過，為了安全考慮，最好將主電路斷開。當確認接線無誤后再連接主電路，將模擬調試好的程序送入用戶存儲器進行調試，直到各部分的功能都正常，并能協(xié)調一致地完成整體的控制功能為止。  程序的現(xiàn)場調試 完成上述的工作后，將PLC安裝在控制現(xiàn)場進行聯(lián)機總調試，在調試過程中將暴露出系統(tǒng)中可能存在的傳感器、執(zhí)行器和硬接線等方面的問題，以及PLC的外部接線圖和梯形圖程序設計中的問題，應對出現(xiàn)的問題及時加以解決。如果調試達不到指標要求，則對相應硬件和軟件部分作適當調整，通常只需要修改程序就可能達到調整的目的。全部調試通過后，經(jīng)過一段時間的考驗，系統(tǒng)就可以投入實際的運行了。  該設計采用的是現(xiàn)場調試，現(xiàn)場調試視頻見遞交的附件 八、謝辭本次個性化教育的題目為電梯轎廂和井道系統(tǒng)分析與設計 ，個性化教育一共持續(xù)了五周，在本次個性化教育過程中，我不僅得到了各位同學的熱心幫助，更是受到老師的悉心指導。在這五周中，同學們互相幫助，交流協(xié)商，齊心合力地進行分析與設計，雖然每個人負責的部分有所差別，但并不是每個人各自為政，而是竭盡所能的為同組的同學出謀劃策，爭取早日完成個性化教育規(guī)定的任務，感謝各位同學，正是因為同學們的責任心，個性化教育任務才能順利完成。雖然同學們各盡所能，但由于同學們知識有限，視野不夠廣闊，在個性化教育中，我們依舊還是遇到了各種各樣的問題，在面對這些問題時，我們經(jīng)常感到手足無措，對于這些問題該怎么解決，根本無從下手，幸虧有老師的悉心指導，在個性化教育過程中，老師給與我們許多支持和幫助，不僅為我們答疑解惑，而且?guī)臀覀兘鉀Q了各種技術上和實際中所遇到的難題。由于老師的指導和幫助，我們不僅豐富了自己的機械專業(yè)知識，而且開闊了自己的視野。最后在此，我對指導老師和同組同學致以真誠的感謝，正是由于你們的支持、指導及幫助，才能順利完成這次電梯運行及監(jiān)控的個性化教育九、參考文獻1 謝江，婁晨輝，李蘭機械設計M.北京：國防工業(yè)出版社2 金清肅.機械設計課程設計M華中科技大學出版社3 電梯制造與安裝安全規(guī)范GB 7588-19954 電梯制造與安裝安全規(guī)范GB 7588-20035 梁建術，李欣業(yè)等.材料力學M北京:中國鐵道出版社.20136 高雪強.機械制圖M.機械工業(yè)出版社7 電梯用鋼絲繩GB8903-20058 胡仁喜.UG NX9.0中文版機械設計從入門到精通.機械工業(yè)出版社9 韓雪濤.PLC技術快速入門.機械工業(yè)出版社10 祖海英、閆月娟、孟碧霞、溫后珍.UG NX8.0 CAD/CAM技術基礎與實例教程.中國石化出版社 1 學生個性化教育實訓報告 題 目： 電梯轎廂和井道系統(tǒng)分析與設計 學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 指導教師： 日 期： 2 目錄 一、實訓任務書 . 3 二、任務分配 .未定義書簽。 三、緒論 . 4 四、總體設計方案 . 4 五、電梯的機械結構部分 . 5 引電動機的選擇 . 5 軸器的計算與選用 . 5 重塊 的選擇 . 6 的選用及強度校核 . 6 承的選用及壽命計算 . 9 引鋼絲繩的計算選用及強度校核 . 10 軌的選用 . 13 廂的結構設計 . 14 門和層門的結構設計 . 14 六、電梯控制系統(tǒng)的設計 . 15 制系統(tǒng)的設計 . 16 件的設置 . 17 梯流程圖 . 17 設計 . 17 七、程序調試 . 34 八、謝辭 . 35 九、參考文獻 . 36 3 一、實訓任務書 電梯轎廂和井道系統(tǒng)分析與設計任務書 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師 班級 學生姓名 學號 一、內容簡介 本設計以三層變頻曳引式垂直升降電梯為例，設計電梯轎廂部分和井道部分機械結構和控制系統(tǒng)，并通過實訓裝置進行調試練習。 二、任務要求： (1)電梯載重 50求 實現(xiàn)轎廂平層自動開關門，具有手動調試和自動運行功能；設計合理的人機界面和操作按鈕。 (2) 轎廂到指定樓層平層停止后，才能開門。開門后延時 10 秒后關門或者按關門按鈕后關門。具有開關門到位檢測功能，并能實現(xiàn)故障報警。 (3)電梯運行速度為低速度電梯； (4)控制系統(tǒng)采用西門子系列 (5)要求控制系統(tǒng)有仿真和調試。 三、 任務內容： （ 1）實訓設計說明書 1份； （ 2）機械結構三維模型圖（電子版），二維設計裝配圖 1張及主要零件圖； （ 3）控制系統(tǒng)原理圖 1張； （ 4）程序框圖及程序清單； （ 5）演示視頻。 四 、 時間安排（ 16周 認識電梯，現(xiàn)場測繪， 機械結構設計及強度的計算與校核，三維建模， 繪制機械結構裝配圖、主要零件圖； 悉控制元件、控制流程，繪制電梯控制系統(tǒng)原理圖； 寫 寫力控觸摸屏軟件； ：仿真、調試程序；編寫設計說明書。 置調試運行，答辯。 4 三、緒論 電梯是集機 電一體的復雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領域，還要考慮可靠性、舒適感和美學等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應具有高度的安全性。事實上，在電梯上已經(jīng)采用了多項安全保護措施。在設計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。然而，只有電梯的制造，安裝調試、售后服務和維修保養(yǎng)都達到高質量，才能全面保證電梯的最終高質量。在國外，已“法規(guī)”實行電梯制造、安裝和維修一體化，實行由制造企業(yè)認可的、法規(guī)認證的專業(yè)安裝隊伍維修單位，承擔安裝調試、定期維修和輸查試驗，從而為電梯運行的可靠性和安 全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險公司對電梯的安全性做過認真的調查和科學計算，其結論是：乘電梯比走樓梯安全 5倍。據(jù)資料統(tǒng)計，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為 80 億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有 540 億人次之多。日前，由可編程序控制器 (微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用 護方便、開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復雜的控制任務，己成為電梯控制的發(fā)展力向。 四、總體設計方案 本次設計的主要任務是設計 出一個三層電梯模型，使之能達到設計要求。在本次設計中遵循的設計原則主要包括：系統(tǒng)在保證安全、可靠、穩(wěn)定、快速的前提下，盡量做到經(jīng)濟、合理、適用、減小設備成本。在此原則之上該設計主要分為電梯機械結構部分和電梯控制系統(tǒng)部分。 機械結構部分： 805001600廂的長寬高分別為880340470廂架采用 4040鋁型材。 通過軸承座固定在轎架上，通過交流電機的正反轉來使曳引鋼絲繩拉動轎廂沿導軌上下移動。 5 控制系統(tǒng)部分：由 渦流傳感器來檢測轎廂的實際位置并傳遞信號，用編碼器來控制交流電機的停轉，用繼電器來控制交流電機的正反轉的開始與停止，用繼電器來控制轎廂門的開和關 五、電梯的機械結構部分 引電動機的選擇 1、選用電動機類型 根據(jù)工作要求選用三相交流步進電動機，電壓為 380V。 2、選擇電動機的容量。 電動機所需功率： 根據(jù)工作機的類型，取電動機效率 根據(jù)機械設計課程設計第十章中表 10 2 機械傳動和摩擦 副的效率概略值，確定各部分效率為：聯(lián)軸器效率為，滾動軸承傳動效率（一對），代入得 假設電機軸所受的拉力約為 1000N，速度為 s 所需電動機功率為 3、確定電動機轉速 綜合考慮學校現(xiàn)有情況， 因此選用型號為 5 功率為 定轉速為 1400r/見完全符合前面計算出的電動機的所需功率和所需的電動機轉速。 軸器的計算與選用 1、類型選擇 考錄到電機轉矩的變化及載荷的影響，為隔離減震選用膜片聯(lián)軸器 2、計算轉矩 6 工作轉矩 T=9549Pk/n=9549*400=作情況系數(shù) K=算轉矩 T=、型號選擇 由機械設計手冊查得型號 5片聯(lián)軸器，最大扭矩 用最大轉速為 10000r/頸在 144為一般聯(lián)軸器可不必進行強度計算，故選用。 重塊的選擇 這個要看電梯的速度，載重，和對重塊的數(shù)量，還有電梯的差 動平衡 系數(shù)。一般廠家是按標配給電梯 配了 配重塊 的。公式如下 對重塊的重量 =轎廂的自重 +電梯平衡系數(shù) *額定載重量 由實物圖可知配重塊大約為 20 的選用及強度校核 1、初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 40質處理，根據(jù)機械設計手冊查得 C=85，于是得 d=C 所以選軸的直徑為 15為軸與聯(lián)軸器相連接，所以聯(lián)軸器的孔徑為15 2、求軸上的載荷 首先根據(jù)電梯上軸的結構圖做出軸的計算簡圖（圖一） 產生的拉力，使軸在鉛錘面產生彎曲變形，載重為50廂自重約為 5產生的拉力 50N。 軸在水平面產生彎曲變形，由實物圖可知，配重是由四塊 34的密度 配重的重量 M=34*5*4*，因配重上開有槽，故取 M=207 以 00N。 M 為電動機輸出的轉矩，由公式 549Pk/n，由電機參數(shù)可知 n=1400r/入公式得 動效率 =截面法可知 根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖（圖一），其中（ b）為扭矩圖，（ c）為軸在鉛錘面的受力簡圖和彎矩圖，（ d）為軸在水平面的受力簡圖和彎矩圖。 3、判斷危險界面 由彎矩圖和扭矩圖可知，危險界面肯定為 C、 D 兩截面之一，在 C 截面，其合成彎矩 在 D 截面上，其合成彎矩 故危險截面為 8 現(xiàn)將計算出的截面 C、 H、 值列于下表 表一：截面 C、 D 處的 M 值匯總表 載荷 水平面 鉛錘面 支反力 44N、 06N 彎矩 M m m 彎矩 2 扭矩 T =、按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（如危險界面 C）的強度。根據(jù)公式及上表中的數(shù)據(jù)，由軸是雙向旋轉，按兩班制工作，得其扭轉剪應力為脈動循環(huán)變應力，取 =軸的計算應力為 中 W= /32， d=已選定軸的材料為 40制處理，由設計手冊查得 142此 表 13 6 插值法查出 X=Y= 13 6 徑向載荷系數(shù) X 和軸向載荷系數(shù) Y 軸承類型 相對軸向載荷 or e re re X Y X Y 深溝球軸承 0 3 7確定載荷系數(shù) 13 7 載荷系數(shù) 荷系數(shù) 例 無沖擊或輕微沖擊 機、汽輪機、通風機等 中等沖擊 輛、動力機械、起重機、造紙機、機床等 強大沖擊 粹機、軋鋼機、鉆探機、振動篩 P=350*00*0 ）（） =（） 3=25122（ h） 式中為壽命指數(shù)，對于球軸承 =3 由計算可知軸承實際壽命 25122（ h）大于 軸承預估壽命為 0000，因此選用深溝球軸承 6202 符合要求。 引鋼絲繩的計算選用及強度校核 1、曳引鋼絲繩的選擇 目前電梯曳引輪主要用 V 型和半圓 U 型下切口兩種槽型。 V 型槽雖然借斜面加大繩對繩槽壁的壓力，從而提高摩擦使曳引可靠，但對繩的作用苛刻，每過曳引輪繩子都會產生一定的 徑向積壓變形，鋼絲間及鋼絲繩與繩輪間產生相對摩擦，因此，這種槽型無論是 1： 1 單繞還是 2： 1 復繞多選用纖維芯電梯繩。 半圓槽型電梯，纖維繩芯和半（全）鋼芯電梯繩都適用。因為半（全）鋼芯電梯繩尺寸穩(wěn)定性好，受擠壓時鋼絲繩圓度保持的好，而且半圓型槽對鋼絲繩磨損小，因此在半圓型槽的高速及 2： 1 復繞電梯更多采用這種電梯繩。 電梯鋼絲繩的最小破斷拉力： 最小破斷拉力 用 示，應按以下計算 : m m 表示 示 由國標電梯用鋼絲繩 查得 d=6370， K=入上述公式得 根據(jù)電梯的最小破斷拉力，由 8903知選用直徑為 6 的鋼絲繩符合要求，其型號為 6*19S+小破斷拉力為 面形狀如下圖所示： 11 2、曳引條件計算： 電梯額定載重量： 50 電梯額定速度： /秒；提升高度： ; 根據(jù) 曳引應滿足下列條件： 2121 式中 ： 在載有 125%額定載荷的轎廂位于最低層站和空載轎廂位于最高層站的情況下曳引輪兩邊曳引繩中較大靜拉力和較小靜拉力之比。 加速度、減速度及特殊情況有關的系數(shù)； 最小允許值按如下選擇（ V 為額定速度） 0 v 成 0. 63 m /s 時，為 1. 10 0. 63 m /s v 鎮(zhèn) 1. 00 m /s 時，為 1. 15 1. 00 m /s v 鎮(zhèn) 1. 60 m /s 時，為 1. 20 1. 60 m /s v 鎮(zhèn) 2. 50 m /s 時，為 1. 25 因為 v=s，故 2 是由于 磨損導致曳引輪槽斷面變化的影響系數(shù)，對半圓槽或切口槽 1; e 自然對數(shù)的底 f 曳引繩在曳引輪槽中的當量摩擦系數(shù) 第一種情況：當載有 125% 額定載荷的轎廂位于最低層站時： 轎廂側的重量： 12 125繩門架廂1 式中 轎 廂 重：約重 5護欄和電氣件； 轎 架：約重 10電氣件； 轎 門；約重 2 鋼絲繩長度： 絲繩的直徑約為 6 則鋼絲繩總重為： W 繩 =03* （ 2=轎廂側的總重量： +10+2+時對重側的重量為： 纜補償繩對2 式中： 對5W 繩 、 W 補償 、 W 纜 在此裝置中約 15即 5+15=40一種情況下 第二種情況是空載轎廂在最頂層時：此時轎廂一側的總重 補償纜機房繩門轎架廂1 152105 2 6 . 6 K 計算式右側 : 中的 f 計算公式為 : 2/4 曳引繩與鑄鐵曳引輪繩槽之間的摩擦系數(shù) 據(jù) = 曳引輪上的帶切口的繩槽或半回繩槽的切口角，約取 =120。 13 則 2021f = 曳引繩在曳引輪上的包角， 在電梯上量取約為 160。 ，即 = 第一種情況： 基本可以滿足曳引條件誤差 第二種情況： 完全可以滿足曳引條件。 綜上所述，該電機的曳引鋼絲繩完全符合曳引條件 軌的選用 的導軌起支承和導向的作用即支承運動件和保證運動件在外力載荷及運動件本身的重量的作用下，向精度是指運動件沿導軌移動的直線性以及它與有關基面間的相互位置的準確性。 作時應輕便省力，速度均勻，低速時應無爬行現(xiàn)象。 軌的耐磨性是指導軌長期使用后能保持一定的使用精度。導軌在使用過程中要磨損，但應使磨損量小，且磨損后能自動補償或便于調整。 動件所受的外力是由導軌面承受，故導軌應有 足夠的接觸剛度。為此常用加大導軌面寬度，以降低導軌面比壓，設置輔助導軌，以承受外載。 保證導軌在工作溫度變化的條件下仍能正常工作。 14 保證導軌其它要求的前提下，應使導軌結構簡單，便于加工、測量、裝配和調整，降低成本。 綜合考慮，該電梯選用了圓形導軌，型號為 導軌制造方便，外圓采用磨削，導軌長度 1600導軌圓形的直徑 12 廂的結構設計 由實物結構可知，轎廂的長寬高設計分別為 883447 門和層門的 結構設計 1、轎門和層門的結構設計 電梯層門和轎廂門由門、導軌、滑塊，門框、卡槽、撥叉、軸承座、連桿、直流電機等部件組成。 層門和轎廂們?yōu)槁?lián)動控制，它們的開啟和關閉由一個直流電機控制，層門上有撥叉，轎廂門上有卡槽，當?shù)街付▽訑?shù)時，電機通過連桿傳動控制轎廂門的開啟與關閉，通過撥叉和卡槽的配合使層門和轎廂門動作同步，因此選擇一個直流電機即可控制每層轎廂門的開閉。結構如下圖所示 由此圖可知通過直流電動機帶動連桿從而撥開轎廂門。 15 由此圖可知，當轎廂門開啟與關閉時，卡槽和撥叉相互配合使轎廂門和層門同步開啟和關 閉。 2、直流電機的選用 直流電機的效率一般都要高于其他類型的電機，所以達到相同的輸出功率，直流電機的體積一般都比較小。對于安裝位置有限的情況下，微型直流電機相對比較合適。 直流電機有個特點是電機可以根據(jù)負載大小，自動降速，來達到極大的啟動扭矩，這一點交流電機比較困難。另外直流電機比較容易吸收負載大小的突變，電機轉速可以自動適應負載大小。這種電動機只有兩根引線，調節(jié)供電電壓或電流可調速，更換兩根引線的極性，電動機換向。 率 20壓 24V 110V 220V，速 1500r/000r/000r/裝方式 3法蘭安裝，機座外徑為 55 70 90 110 130 。 符合設計要求所以選擇 六、電梯控制系統(tǒng)的設計 本次設計的基本思想是采用 用其豐富的 I/用行程開關對電梯的位置進行檢測，采用發(fā)光二極管來實時顯示電梯所在樓層。采用行列式矩陣鍵盤矩陣作為外呼內選電路，由于是 3層樓，故選用 3 2 16 當電梯到達目的樓層時電機停止，此時即可進、出乘客， 乘客進入電梯之后可選擇去哪一層，然后電梯根據(jù)乘客的選擇判斷去哪一層，繼續(xù)運行。通過 降過程中只響應下降呼叫。電梯的正常運行通過 制系統(tǒng)的設計 1、 選用原則： 在本設計中一層有兩個輸出，一個輸入；二層有兩個輸入，兩個輸出；三層有兩個輸出一個輸入；轎廂有五個輸入，一個輸出；預計共有七個輸出，九個輸入。行程開關為每層三個，再考慮其它元器件所占用的接口，所以 其輸入輸出需要的接口至少 40個，其輸入信號至少有 24 個，輸出信號至少 16個。 現(xiàn) 采用西門子 有 16 個輸出， 24個輸入。它體積小，重量輕，使用壽命長，編程和維護方便，故障率低，通過擴展模塊的鏈接，可以增加輸入 /輸出點數(shù)。 因為該電梯共有 30輸入 27輸出， 口不夠用，所以需要擴展，因此擴展器選 2、繼電器的選用 選用一個歐姆龍繼電器，其型號為 選用四個時間繼電器其型號為 歐姆龍繼電器的作用為：控制轎廂的準停。當轎廂到達指定位置時，行程開關向繼電器發(fā)射一個信號，該信號經(jīng)繼電器傳遞給編碼器，使電機停轉，實現(xiàn)剎車功能。 時間繼電器的作用為：兩個時間繼電器控制轎廂的開關門時間，另外兩個時間繼電器控制交流電機的正反轉。 3、編碼器的選用 選用了 碼器。體積小，性能穩(wěn)定，滿足設計要求，其作用為把交流電機的角位移信號轉變?yōu)殡娦盘?，以便控制電梯的準停?4、其他電器元件的選用 通常的數(shù)碼管是由發(fā)光二極管構成的，發(fā)光二極管的壓降是比較固定的，通17 常紅色為 右 ,工作電流通常 10右，限流電阻 R=（ 10電阻選擇為 5、硬件原理圖 如二號圖紙所示 件的設 置 梯流程圖 如一號圖紙所示。 設計 一、 I/O 口分配表 電梯控制信號輸入輸出分配表 輸入信號 輸出信號 名稱 地址編號 線號 名稱 地址編號 線號 正常模式 1擬量輸出 模擬量模塊 Q 檢修模式 1引電機下降 1樓上行按鈕 引電機上升 1樓下行按鈕 車 1樓上行按鈕 廂門電機關門 2樓下行按鈕 廂門電機開門 2樓按鈕 層上行按鈕 1樓按鈕 層下行按鈕 1樓按鈕 層上行按鈕 1廂開門 層下行 按鈕 1廂關門 樓按鈕燈 1警按鈕 樓按鈕燈 1廂開門限位行程開 2樓按鈕燈 1廂關門限位行程開 2門按鈕燈 1限位行程開關 2門按鈕燈 1限位行程開關 2報按鈕燈 /鈴 1樓上減速行程 開關 2修轎廂上行按鈕燈 1樓下減速行程開關 2修轎廂下行按鈕燈 1樓上減速行程開關 2修轎廂開門按鈕燈 18 二樓下減速行程開關 2修轎廂關門按鈕燈 1樓位置開關 2樓指示燈 2樓位置開關 2樓指示燈 2樓位置開關 2樓指示燈 2D 編碼器 2升指示燈 22門指示燈 22降指示燈 2修 報（燈鈴一體） 檢修 檢修 檢修 變頻器 1 1 備注： M 為接觸屏接觸輸入點 二、程序框圖 本次課程設計電梯編程可以分為主程序、電梯復位、減速及停止、檢修、子主程序、開關門、面板控制燈、測速八個模塊。 （ 1） 主程序 19 關閉合時， 圈通電跳轉到 行檢修模塊。 終置1 執(zhí)行測速模塊。 關閉合時， 圈通電跳轉到 行檢修模塊。 終置1 執(zhí)行測速模塊。 （ 2） 電梯復位 20 正常模式時若轎廂關門行程開關閉合時， 1，到達一樓時一樓位置開關打開 位。 （ 3） 減速及停止 21 在電梯經(jīng)過電磁傳感器時傳遞減速信號剎車減速，到達層位置開關時電機停止 （ 4） 檢修 22 23 當令轎廂上行時，曳引機上升，上升指示燈亮。 當令轎廂下行時，曳引機下降，下降指示燈亮。 轎廂門關閉或者打開時，分別亮轎廂開指示燈，轎廂門關指示燈。 當電梯到達一二三層數(shù)的時候，分別亮起對應層數(shù)指示燈。 （ 5） 子主程序 24 25 26 27 28 29 開始時，電梯復位于一層。 當有外呼電梯信號到來是，轎廂響應該呼梯 信號，達到該樓層時，轎廂停止運行 當有內呼電梯信號到來是，轎廂響應該呼梯信號，達到該樓層時，轎廂停止運行 在電梯轎廂運行過程中，即轎廂上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼信號均不響應，但如果反方向外呼梯信號前方再無其他內、外呼梯信號時，則電梯響應該外呼梯信號。例如，電梯轎廂在一樓，將要運行到三樓，在次過程中可以響應二層向上的外呼梯信號，但不響應二層向下的外呼梯信號。當?shù)竭_二層，如果三層沒有任何呼梯信號，則電梯可以響應二層向下外呼梯信號。否則，電梯將繼續(xù)運行至三樓，然后向下運行響應二層向下外呼 梯信號。 電梯具有最遠反向外呼梯功能。例如，電梯轎廂在一樓，而同時有二層向下呼梯，三層向下呼梯則電梯轎廂先去三樓響應三層向下外呼梯信號。 （ 6）開關門 30 31 電梯未平層或運行時，開門按鈕和關門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂停止運行后，按開門按鈕轎廂開門 轎廂到達任意層時，轎廂門開開啟三秒后轎廂門關。到達的關門限位時一秒32 后 位 （ 7）面板指示燈 （ 8）測速 33 34 利用編碼器把角速度的位移量轉化成脈沖信號傳輸給累加器經(jīng)過計算檢測出轎廂用作速度 。 七、程序調試 在調試之前首先對 一個環(huán)節(jié)很重要。外部接線一定要準確無誤。也可以用事先編寫好的試驗程序對外部接線做掃描通電檢查來查找接線故障。不過，為了安全考慮，最好將主電路斷開。當確認接線無誤后再連接主電路，將模擬調試好的程序送入用戶存儲器進行調試，直到各部分的功能35 都正常，并能協(xié)調一致地完成整體的控制功能為止。 程序的現(xiàn)場調試 完成上述的工作后，將 調試過程中將暴露出系統(tǒng)中可能存在的傳感器、執(zhí)行器和硬接線等方面的問題，以及 圖和梯形圖程序設計中的問題，應對出現(xiàn)的問題及時加以解決。如果調試達不到指標要求，則對相應硬件和軟件部分作適當調整，通常只需要修改程序就可能達到調整的目的。全部調試通過后，經(jīng)過一段時間的考驗，系統(tǒng)就可以投入實際的運行了。 該設計采用的是現(xiàn)場調試，現(xiàn)場調試視頻見遞交的附件 八、謝辭 本次 個性化教育的題目為電梯轎廂和井道系統(tǒng)分析與設計 ，個性化教育一共持續(xù)了五周，在本次個性化教育過程中，我不僅得到了各位同學的熱心幫助，更是受到老師的悉心指導。 在這五周中，同學們互相幫助，交流協(xié)商，齊心合力地進行分析與 設計，雖然每個人負責的部分有所差別，但并不是每個人各自為政，而是竭盡所能的為同組的同學出謀劃策，爭取早日完成個性化教育規(guī)定的任務，感謝各位同學，正是因為同學們的責任心，個性化教育任務才能順利完成。 雖然同學們各盡所能，但由于同學們知識有限，視野不夠廣闊，在個性化教育中，我們依舊還是遇到了各種各樣的問題，在面對這些問題時，我們經(jīng)常感到手足無措，對于這些問題該怎么解決，根本無從下手，幸虧有老師的悉心指導，在個性化教育過程中，老師給與我們許多支持和幫助，不僅為我們答疑解惑，而且?guī)臀覀兘鉀Q了各種技術上和實際中所遇到 的難題。由于老師的指導和幫助，我們不僅豐富了自己的機械專業(yè)知識，而且開闊了自己的視野。 最后在此，我對指導老師和同組同學致以真誠的感謝，正是由于你們的支持、指導及幫助，才能順利完成這次電梯運行及監(jiān)控的個性化教育。 36 九、參考文獻 1 謝江，婁晨輝，李蘭機械設計 M防工業(yè)出版社 2 金清肅 M華中科技大學出版社 3 電梯制造與安裝安全規(guī)范 5884 電梯制造與安裝安全規(guī)范 5885 梁建術，李欣業(yè)等 M北京 :中國鐵道出版社 6 高雪強 M7 電梯用鋼絲繩 8 胡仁喜 文版機械設計從入門到精通 9 韓雪濤 機械工業(yè)出版社 10 祖海英、閆月娟、孟碧霞、溫后珍 術基礎與實例教程 1 學生個性化教育實訓報告 題 目： 電梯轎廂和井道系統(tǒng)分析與設計 學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 指導教師： 日 期： 2 目錄 一、實訓任務書 . 3 二、任務分配 .未定義書簽。 三、緒論 . 4 四、總體設計方案 . 4 五、電梯的機械結構部分 . 5 引電動機的選擇 . 5 軸器的計算與選用 . 5 重塊 的選擇 . 6 的選用及強度校核 . 6 承的選用及壽命計算 . 9 引鋼絲繩的計算選用及強度校核 . 10 軌的選用 . 13 廂的結構設計 . 14 門和層門的結構設計 . 14 六、電梯控制系統(tǒng)的設計 . 15 制系統(tǒng)的設計 . 16 件的設置 . 17 梯流程圖 . 17 設計 . 17 七、程序調試 . 34 八、謝辭 . 35 九、參考文獻 . 36 3 一、實訓任務書 電梯轎廂和井道系統(tǒng)分析與設計任務書 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師 班級 學生姓名 學號 一、內容簡介 本設計以三層變頻曳引式垂直升降電梯為例，設計電梯轎廂部分和井道部分機械結構和控制系統(tǒng)，并通過實訓裝置進行調試練習。 二、任務要求： (1)電梯載重 50求 實現(xiàn)轎廂平層自動開關門，具有手動調試和自動運行功能；設計合理的人機界面和操作按鈕。 (2) 轎廂到指定樓層平層停止后，才能開門。開門后延時 10 秒后關門或者按關門按鈕后關門。具有開關門到位檢測功能，并能實現(xiàn)故障報警。 (3)電梯運行速度為低速度電梯； (4)控制系統(tǒng)采用西門子系列 (5)要求控制系統(tǒng)有仿真和調試。 三、 任務內容： （ 1）實訓設計說明書 1份； （ 2）機械結構三維模型圖（電子版），二維設計裝配圖 1張及主要零件圖； （ 3）控制系統(tǒng)原理圖 1張； （ 4）程序框圖及程序清單； （ 5）演示視頻。 四 、 時間安排（ 16周 認識電梯，現(xiàn)場測繪， 機械結構設計及強度的計算與校核，三維建模， 繪制機械結構裝配圖、主要零件圖； 悉控制元件、控制流程，繪制電梯控制系統(tǒng)原理圖； 寫 寫力控觸摸屏軟件； ：仿真、調試程序；編寫設計說明書。 置調試運行，答辯。 4 三、緒論 電梯是集機 電一體的復雜系統(tǒng)，不僅涉及機械傳動、電氣控制和土建等工程領域，還要考慮可靠性、舒適感和美學等問題。而對現(xiàn)代電梯而言，應具有高度的安全性。事實上，在電梯上已經(jīng)采用了多項安全保護措施。在設計電梯的時候，對機械零部件和電器元件都采取了很大的安全系數(shù)和保險系數(shù)。然而，只有電梯的制造，安裝調試、售后服務和維修保養(yǎng)都達到高質量，才能全面保證電梯的最終高質量。在國外，已“法規(guī)”實行電梯制造、安裝和維修一體化，實行由制造企業(yè)認可的、法規(guī)認證的專業(yè)安裝隊伍維修單位，承擔安裝調試、定期維修和輸查試驗，從而為電梯運行的可靠性和安 全性提供了保證。因此，可以說乘坐電梯更安全。美國一家保險公司對電梯的安全性做過認真的調查和科學計算，其結論是：乘電梯比走樓梯安全 5倍。據(jù)資料統(tǒng)計，在美國乘其他交通工具的人數(shù)每年約為 80 億人次，而乘電梯的人數(shù)每年卻有 540 億人次之多。日前，由可編程序控制器 (微機組成的電梯運行邏輯控制系統(tǒng)，正以很快的速度發(fā)展著。采用 護方便、開發(fā)周期短，這種電梯運行更加可靠，并具有很大的靈活性，可以完成更為復雜的控制任務，己成為電梯控制的發(fā)展力向。 四、總體設計方案 本次設計的主要任務是設計 出一個三層電梯模型，使之能達到設計要求。在本次設計中遵循的設計原則主要包括：系統(tǒng)在保證安全、可靠、穩(wěn)定、快速的前提下，盡量做到經(jīng)濟、合理、適用、減小設備成本。在此原則之上該設計主要分為電梯機械結構部分和電梯控制系統(tǒng)部分。 機械結構部分： 805001600廂的長寬高分別為880340470廂架采用 4040鋁型材。 通過軸承座固定在轎架上，通過交流電機的正反轉來使曳引鋼絲繩拉動轎廂沿導軌上下移動。 5 控制系統(tǒng)部分：由 渦流傳感器來檢測轎廂的實際位置并傳遞信號，用編碼器來控制交流電機的停轉，用繼電器來控制交流電機的正反轉的開始與停止，用繼電器來控制轎廂門的開和關 五、電梯的機械結構部分 引電動機的選擇 1、選用電動機類型 根據(jù)工作要求選用三相交流步進電動機，電壓為 380V。 2、選擇電動機的容量。 電動機所需功率： 根據(jù)工作機的類型，取電動機效率 根據(jù)機械設計課程設計第十章中表 10 2 機械傳動和摩擦 副的效率概略值，確定各部分效率為：聯(lián)軸器效率為，滾動軸承傳動效率（一對），代入得 假設電機軸所受的拉力約為 1000N，速度為 s 所需電動機功率為 3、確定電動機轉速 綜合考慮學?，F(xiàn)有情況， 因此選用型號為 5 功率為 定轉速為 1400r/見完全符合前面計算出的電動機的所需功率和所需的電動機轉速。 軸器的計算與選用 1、類型選擇 考錄到電機轉矩的變化及載荷的影響，為隔離減震選用膜片聯(lián)軸器 2、計算轉矩 6 工作轉矩 T=9549Pk/n=9549*400=作情況系數(shù) K=算轉矩 T=、型號選擇 由機械設計手冊查得型號 5片聯(lián)軸器，最大扭矩 用最大轉速為 10000r/頸在 144為一般聯(lián)軸器可不必進行強度計算，故選用。 重塊的選擇 這個要看電梯的速度，載重，和對重塊的數(shù)量，還有電梯的差 動平衡 系數(shù)。一般廠家是按標配給電梯 配了 配重塊 的。公式如下 對重塊的重量 =轎廂的自重 +電梯平衡系數(shù) *額定載重量 由實物圖可知配重塊大約為 20 的選用及強度校核 1、初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 40質處理，根據(jù)機械設計手冊查得 C=85，于是得 d=C 所以選軸的直徑為 15為軸與聯(lián)軸器相連接，所以聯(lián)軸器的孔徑為15 2、求軸上的載荷 首先根據(jù)電梯上軸的結構圖做出軸的計算簡圖（圖一） 產生的拉力，使軸在鉛錘面產生彎曲變形，載重為50廂自重約為 5產生的拉力 50N。 軸在水平面產生彎曲變形，由實物圖可知，配重是由四塊 34的密度 配重的重量 M=34*5*4*，因配重上開有槽，故取 M=207 以 00N。 M 為電動機輸出的轉矩，由公式 549Pk/n，由電機參數(shù)可知 n=1400r/入公式得 動效率 =截面法可知 根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖（圖一），其中（ b）為扭矩圖，（ c）為軸在鉛錘面的受力簡圖和彎矩圖，（ d）為軸在水平面的受力簡圖和彎矩圖。 3、判斷危險界面 由彎矩圖和扭矩圖可知，危險界面肯定為 C、 D 兩截面之一，在 C 截面，其合成彎矩 在 D 截面上，其合成彎矩 故危險截面為 8 現(xiàn)將計算出的截面 C、 H、 值列于下表 表一：截面 C、 D 處的 M 值匯總表 載荷 水平面 鉛錘面 支反力 44N、 06N 彎矩 M m m 彎矩 2 扭矩 T =、按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（如危險界面 C）的強度。根據(jù)公式及上表中的數(shù)據(jù)，由軸是雙向旋轉，按兩班制工作，得其扭轉剪應力為脈動循環(huán)變應力，取 =軸的計算應力為 中 W= /32， d=已選定軸的材料為 40制處理，由設計手冊查得 142此 表 13 6 插值法查出 X=Y= 13 6 徑向載荷系數(shù) X 和軸向載荷系數(shù) Y 軸承類型 相對軸向載荷 or e re re X Y X Y 深溝球軸承 0 3 7確定載荷系數(shù) 13 7 載荷系數(shù) 荷系數(shù) 例 無沖擊或輕微沖擊 機、汽輪機、通風機等 中等沖擊 輛、動力機械、起重機、造紙機、機床等 強大沖擊 粹機、軋鋼機、鉆探機、振動篩 P=350*00*0 ）（） =（） 3=25122（ h） 式中為壽命指數(shù)，對于球軸承 =3 由計算可知軸承實際壽命 25122（ h）大于 軸承預估壽命為 0000，因此選用深溝球軸承 6202 符合要求。 引鋼絲繩的計算選用及強度校核 1、曳引鋼絲繩的選擇 目前電梯曳引輪主要用 V 型和半圓 U 型下切口兩種槽型。 V 型槽雖然借斜面加大繩對繩槽壁的壓力，從而提高摩擦使曳引可靠，但對繩的作用苛刻，每過曳引輪繩子都會產生一定的 徑向積壓變形，鋼絲間及鋼絲繩與繩輪間產生相對摩擦，因此，這種槽型無論是 1： 1 單繞還是 2： 1 復繞多選用纖維芯電梯繩。 半圓槽型電梯，纖維繩芯和半（全）鋼芯電梯繩都適用。因為半（全）鋼芯電梯繩尺寸穩(wěn)定性好，受擠壓時鋼絲繩圓度保持的好，而且半圓型槽對鋼絲繩磨損小，因此在半圓型槽的高速及 2： 1 復繞電梯更多采用這種電梯繩。 電梯鋼絲繩的最小破斷拉力： 最小破斷拉力 用 示，應按以下計算 : m m 表示 示 由國標電梯用鋼絲繩 查得 d=6370， K=入上述公式得 根據(jù)電梯的最小破斷拉力，由 8903知選用直徑為 6 的鋼絲繩符合要求，其型號為 6*19S+小破斷拉力為 面形狀如下圖所示： 11 2、曳引條件計算： 電梯額定載重量： 50 電梯額定速度： /秒；提升高度： ; 根據(jù) 曳引應滿足下列條件： 2121 式中 ： 在載有 125%額定載荷的轎廂位于最低層站和空載轎廂位于最高層站的情況下曳引輪兩邊曳引繩中較大靜拉力和較小靜拉力之比。 加速度、減速度及特殊情況有關的系數(shù)； 最小允許值按如下選擇（ V 為額定速度） 0 v 成 0. 63 m /s 時，為 1. 10 0. 63 m /s v 鎮(zhèn) 1. 00 m /s 時，為 1. 15 1. 00 m /s v 鎮(zhèn) 1. 60 m /s 時，為 1. 20 1. 60 m /s v 鎮(zhèn) 2. 50 m /s 時，為 1. 25 因為 v=s，故 2 是由于 磨損導致曳引輪槽斷面變化的影響系數(shù)，對半圓槽或切口槽 1; e 自然對數(shù)的底 f 曳引繩在曳引輪槽中的當量摩擦系數(shù) 第一種情況：當載有 125% 額定載荷的轎廂位于最低層站時： 轎廂側的重量： 12 125繩門架廂1 式中 轎 廂 重：約重 5護欄和電氣件； 轎 架：約重 10電氣件； 轎 門；約重 2 鋼絲繩長度： 絲繩的直徑約為 6 則鋼絲繩總重為： W 繩 =03* （ 2=轎廂側的總重量： +10+2+時對重側的重量為： 纜補償繩對2 式中： 對5W 繩 、 W 補償 、 W 纜 在此裝置中約 15即 5+15=40一種情況下 第二種情況是空載轎廂在最頂層時：此時轎廂一側的總重 補償纜機房繩門轎架廂1 152105 2 6 . 6 K 計算式右側 : 中的 f 計算公式為 : 2/4 曳引繩與鑄鐵曳引輪繩槽之間的摩擦系數(shù) 據(jù) = 曳引輪上的帶切口的繩槽或半回繩槽的切口角，約取 =120。 13 則 2021f = 曳引繩在曳引輪上的包角， 在電梯上量取約為 160。 ，即 = 第一種情況： 基本可以滿足曳引條件誤差 第二種情況： 完全可以滿足曳引條件。 綜上所述，該電機的曳引鋼絲繩完全符合曳引條件 軌的選用 的導軌起支承和導向的作用即支承運動件和保證運動件在外力載荷及運動件本身的重量的作用下，向精度是指運動件沿導軌移動的直線性以及它與有關基面間的相互位置的準確性。 作時應輕便省力，速度均勻，低速時應無爬行現(xiàn)象。 軌的耐磨性是指導軌長期使用后能保持一定的使用精度。導軌在使用過程中要磨損，但應使磨損量小，且磨損后能自動補償或便于調整。 動件所受的外力是由導軌面承受，故導軌應有 足夠的接觸剛度。為此常用加大導軌面寬度，以降低導軌面比壓，設置輔助導軌，以承受外載。 保證導軌在工作溫度變化的條件下仍能正常工作。 14 保證導軌其它要求的前提下，應使導軌結構簡單，便于加工、測量、裝配和調整，降低成本。 綜合考慮，該電梯選用了圓形導軌，型號為 導軌制造方便，外圓采用磨削，導軌長度 1600導軌圓形的直徑 12 廂的結構設計 由實物結構可知，轎廂的長寬高設計分別為 883447 門和層門的 結構設計 1、轎門和層門的結構設計 電梯層門和轎廂門由門、導軌、滑塊，門框、卡槽、撥叉、軸承座、連桿、直流電機等部件組成。 層門和轎廂們?yōu)槁?lián)動控制，它們的開啟和關閉由一個直流電機控制，層門上有撥叉，轎廂門上有卡槽，當?shù)街付▽訑?shù)時，電機通過連桿傳動控制轎廂門的開啟與關閉，通過撥叉和卡槽的配合使層門和轎廂門動作同步，因此選擇一個直流電機即可控制每層轎廂門的開閉。結構如下圖所示 由此圖可知通過直流電動機帶動連桿從而撥開轎廂門。 15 由此圖可知，當轎廂門開啟與關閉時，卡槽和撥叉相互配合使轎廂門和層門同步開啟和關 閉。 2、直流電機的選用 直流電機的效率一般都要高于其他類型的電機，所以達到相同的輸出功率，直流電機的體積一般都比較小。對于安裝位置有限的情況下，微型直流電機相對比較合適。 直流電機有個特點是電機可以根據(jù)負載大小，自動降速，來達到極大的啟動扭矩，這一點交流電機比較困難。另外直流電機比較容易吸收負載大小的突變，電機轉速可以自動適應負載大小。這種電動機只有兩根引線，調節(jié)供電電壓或電流可調速，更換兩根引線的極性，電動機換向。 率 20壓 24V 110V 220V，速 1500r/000r/000r/裝方式 3法蘭安裝，機座外徑為 55 70 90 110 130 。 符合設計要求所以選擇 六、電梯控制系統(tǒng)的設計 本次設計的基本思想是采用 用其豐富的 I/用行程開關對電梯的位置進行檢測，采用發(fā)光二極管來實時顯示電梯所在樓層。采用行列式矩陣鍵盤矩陣作為外呼內選電路，由于是 3層樓，故選用 3 2 16 當電梯到達目的樓層時電機停止，此時即可進、出乘客， 乘客進入電梯之后可選擇去哪一層，然后電梯根據(jù)乘客的選擇判斷去哪一層，繼續(xù)運行。通過 降過程中只響應下降呼叫。電梯的正常運行通過 制系統(tǒng)的設計 1、 選用原則： 在本設計中一層有兩個輸出，一個輸入；二層有兩個輸入，兩個輸出；三層有兩個輸出一個輸入；轎廂有五個輸入，一個輸出；預計共有七個輸出，九個輸入。行程開關為每層三個，再考慮其它元器件所占用的接口，所以 其輸入輸出需要的接口至少 40個，其輸入信號至少有 24 個，輸出信號至少 16個。 現(xiàn) 采用西門子 有 16 個輸出， 24個輸入。它體積小，重量輕，使用壽命長，編程和維護方便，故障率低，通過擴展模塊的鏈接，可以增加輸入 /輸出點數(shù)。 因為該電梯共有 30輸入 27輸出， 口不夠用，所以需要擴展，因此擴展器選 2、繼電器的選用 選用一個歐姆龍繼電器，其型號為 選用四個時間繼電器其型號為 歐姆龍繼電器的作用為：控制轎廂的準停。當轎廂到達指定位置時，行程開關向繼電器發(fā)射一個信號，該信號經(jīng)繼電器傳遞給編碼器，使電機停轉，實現(xiàn)剎車功能。 時間繼電器的作用為：兩個時間繼電器控制轎廂的開關門時間，另外兩個時間繼電器控制交流電機的正反轉。 3、編碼器的選用 選用了 碼器。體積小，性能穩(wěn)定，滿足設計要求，其作用為把交流電機的角位移信號轉變?yōu)殡娦盘?，以便控制電梯的準?！?4、其他電器元件的選用 通常的數(shù)碼管是由發(fā)光二極管構成的，發(fā)光二極管的壓降是比較固定的，通17 常紅色為 右 ,工作電流通常 10右，限流電阻 R=（ 10電阻選擇為 5、硬件原理圖 如二號圖紙所示 件的設 置 梯流程圖 如一號圖紙所示。 設計 一、 I/O 口分配表 電梯控制信號輸入輸出分配表 輸入信號 輸出信號 名稱 地址編號 線號 名稱 地址編號 線號 正常模式 1擬量輸出 模擬量模塊 Q 檢修模式 1引電機下降 1樓上行按鈕 引電機上升 1樓下行按鈕 車 1樓上行按鈕 廂門電機關門 2樓下行按鈕 廂門電機開門 2樓按鈕 層上行按鈕 1樓按鈕 層下行按鈕 1樓按鈕 層上行按鈕 1廂開門 層下行 按鈕 1廂關門 樓按鈕燈 1警按鈕 樓按鈕燈 1廂開門限位行程開 2樓按鈕燈 1廂關門限位行程開 2門按鈕燈 1限位行程開關 2門按鈕燈 1限位行程開關 2報按鈕燈 /鈴 1樓上減速行程 開關 2修轎廂上行按鈕燈 1樓下減速行程開關 2修轎廂下行按鈕燈 1樓上減速行程開關 2修轎廂開門按鈕燈 18 二樓下減速行程開關 2修轎廂關門按鈕燈 1樓位置開關 2樓指示燈 2樓位置開關 2樓指示燈 2樓位置開關 2樓指示燈 2D 編碼器 2升指示燈 22門指示燈 22降指示燈 2修 報（燈鈴一體） 檢修 檢修 檢修 變頻器 1 1 備注： M 為接觸屏接觸輸入點 二、程序框圖 本次課程設計電梯編程可以分為主程序、電梯復位、減速及停止、檢修、子主程序、開關門、面板控制燈、測速八個模塊。 （ 1） 主程序 19 關閉合時， 圈通電跳轉到 行檢修模塊。 終置1 執(zhí)行測速模塊。 關閉合時， 圈通電跳轉到 行檢修模塊。 終置1 執(zhí)行測速模塊。 （ 2） 電梯復位 20 正常模式時若轎廂關門行程開關閉合時， 1，到達一樓時一樓位置開關打開 位。 （ 3） 減速及停止 21 在電梯經(jīng)過電磁傳感器時傳遞減速信號剎車減速，到達層位置開關時電機停止 （ 4） 檢修 22 23 當令轎廂上行時，曳引機上升，上升指示燈亮。 當令轎廂下行時，曳引機下降，下降指示燈亮。 轎廂門關閉或者打開時，分別亮轎廂開指示燈，轎廂門關指示燈。 當電梯到達一二三層數(shù)的時候，分別亮起對應層數(shù)指示燈。 （ 5） 子主程序 24 25 26 27 28 29 開始時，電梯復位于一層。 當有外呼電梯信號到來是，轎廂響應該呼梯 信號，達到該樓層時，轎廂停止運行 當有內呼電梯信號到來是，轎廂響應該呼梯信號，達到該樓層時，轎廂停止運行 在電梯轎廂運行過程中，即轎廂上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼信號均不響應，但如果反方向外呼梯信號前方再無其他內、外呼梯信號時，則電梯響應該外呼梯信號。例如，電梯轎廂在一樓，將要運行到三樓，在次過程中可以響應二層向上的外呼梯信號，但不響應二層向下的外呼梯信號。當?shù)竭_二層，如果三層沒有任何呼梯信號，則電梯可以響應二層向下外呼梯信號。否則，電梯將繼續(xù)運行至三樓，然后向下運行響應二層向下外呼 梯信號。 電梯具有最遠反向外呼梯功能。例如，電梯轎廂在一樓，而同時有二層向下呼梯，三層向下呼梯則電梯轎廂先去三樓響應三層向下外呼梯信號。 （ 6）開關門 30 31 電梯未平層或運行時，開門按鈕和關門按鈕均不起作用。平層且電梯轎廂停止運行后，按開門按鈕轎廂開門 轎廂到達任意層時，轎廂門開開啟三秒后轎廂門關。到達的關門限位時一秒32 后 位 （ 7）面板指示燈 （ 8）測速 33 34 利用編碼器把角速度的位移量轉化成脈沖信號傳輸給累加器經(jīng)過計算檢測出轎廂用作速度 。 七、程序調試 在調試之前首先對 一個環(huán)節(jié)很重要。外部接線一定要準確無誤。也可以用事先編寫好的試驗程序對外部接線做掃描通電檢查來查找接線故障。不過，為了安全考慮，最好將主電路斷開。當確認接線無誤后再連接主電路，將模擬調試好的程序送入用戶存儲器進行調試，直到各部分的功能35 都正常，并能協(xié)調一致地完成整體的控制功能為止。 程序的現(xiàn)場調試 完成上述的工作后，將 調試過程中將暴露出系統(tǒng)中可能存在的傳感器、執(zhí)行器和硬接線等方面的問題，以及 圖和梯形圖程序設計中的問題，應對出現(xiàn)的問題及時加以解決。如果調試達不到指標要求，則對相應硬件和軟件部分作適當調整，通常只需要修改程序就可能達到調整的目的。全部調試通過后，經(jīng)過一段時間的考驗，系統(tǒng)就可以投入實際的運行了。 該設計采用的是現(xiàn)場調試，現(xiàn)場調試視頻見遞交的附件 八、謝辭 本次 個性化教育的題目為電梯轎廂和井道系統(tǒng)分析與設計 ，個性化教育一共持續(xù)了五周，在本次個性化教育過程中，我不僅得到了各位同學的熱心幫助，更是受到老師的悉心指導。 在這五周中，同學們互相幫助，交流協(xié)商，齊心合力地進行分析與 設計，雖然每個人負責的部分有所差別，但并不是每個人各自為政，而是竭盡所能的為同組的同學出謀劃策，爭取早日完成個性化教育規(guī)定的任務，感謝各位同學，正是因為同學們的責任心，個性化教育任務才能順利完成。 雖然同學們各盡所能，但由于同學們知識有限，視野不夠廣闊，在個性化教育中，我們依舊還是遇到了各種各樣的問題，在面對這些問題時，我們經(jīng)常感到手足無措，對于這些問題該怎么解決，根本無從下手，幸虧有老師的悉心指導，在個性化教育過程中，老師給與我們許多支持和幫助，不僅為我們答疑解惑，而且?guī)臀覀兘鉀Q了各種技術上和實際中所遇到 的難題。由于老師的指導和幫助，我們不僅豐富了自己的機械專業(yè)知識，而且開闊了自己的視野。 最后在此，我對指導老師和同組同學致以真誠的感謝，正是由于你們的支持、指導及幫助，才能順利完成這次電梯運行及監(jiān)控的個性化教育。 36 九、參考文獻 1 謝江，婁晨輝，李蘭機械設計 M防工業(yè)出版社 2 金清肅 M華中科技大學出版社 3 電梯制造與安裝安全規(guī)范 5884 電梯制造與安裝安全規(guī)范 5885 梁建術，李欣業(yè)等 M北京 :中國鐵道出版社 6 高雪強 M7 電梯用鋼絲繩 8 胡仁喜 文版機械設計從入門到精通 9 韓雪濤 機械工業(yè)出版社 10 祖海英、閆月娟、孟碧霞、溫后珍 術基礎與實例教程