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2008届本科毕业设计论文题 目： 模拟四层四站电梯三维设计 系 别： 机电及自动化工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械0603 姓 名： 柯建端 学 号： 0106115311 指导教师： 周景亮 福建工程学院学士学位论文模拟四层四站电梯三维设计摘要随着科学技术和社会经济的发展，高层建筑已成为现代城市的标志。电梯作为垂直运输工具，承担着大量的人流和物流的输送，其作用在建筑物中至关重要。 中高层写字楼、办公楼、饭店和住宅楼，服务性和生产部门如医院、商场、仓库、生产车间等，拥有大量的乘客电梯、载货电梯等各类电梯及自动扶梯。随着经济和技术的发展，电梯的使用领域越来越广，电梯已成为现代物质文明的一个标志。 电梯是高层建筑物中垂直运输交通的专用设备,电梯能否正常运行,除了电梯的制造与安装要符合国家有关标准要求外,电梯在运行期间的日常维修与保养好坏也是至关重要。电梯起到了至关重要的作用，如何去维护电梯的安全，就要从电梯的运行原理下手，先了解原理才能去维修和维护，加强电梯设备的预防维修及长期保养,减少故障和停梯时间,使电梯经常处于良好的技术状态,是一项经常性的、十分重要的工作。电梯安装合格后,能否正常安全运行,主要由两个因素决定:一是电梯维修工作的技术要求及责任心;二是预防维修与保养的计划安排。1 电梯维修工作的技术要求及责任电梯的安全运行,既取决于正确的、经常性的维护保养又决定于维护人员的素质。一个素质良好的维护人关键词：安全 原理Simulation of four four-dimensional design of the lift stationSummaryHigh-rise buildings in the vertical elevator is a special transport equipment, normal operation of the lift can, in addition to the manufacture and installation of elevators to comply with the relevant national standards, the elevator is running the day to day repairs and maintenance during the good or bad is also crucial. Played a crucial role in the lift, how to protect the safety of the lift, we must start with principles from the operation of the lift, to go to understand the principles of repair and maintenance of lift equipment to strengthen the preventive maintenance and long-term maintenance to reduce failures and stop time for an elevator to lift always in good technical condition, is a regular, very important work. After passing the elevator installation, normal safe operation, mainly by two factors: First, the technical requirements of the lift maintenance and responsibility; Second, preventive maintenance and maintenance scheduling. An elevator maintenance work and responsibilities of the technical requirements of the safe operation of the lift, not only depends on the correct, regular maintenance also decided to maintain the quality of personnel. Maintaining a good quality of peopleKeywords：Safety Principles绪论一、课题研究的意义：我国经济水平的不断提高，加紧了城市化的速度，城市的人群密度越来越大，不能增加土地面积，楼房只能向上发展，城市的节奏和生活水平的提高，每一个市民对自己的生活品质要求越来越高，人们已经没有了从1层爬到20层的经历了，固然电梯起到非常重要的作用，此次电梯的测绘目的是在于更好的了解电梯的结构和安全控制的理论及原理，未在电梯大部分结构进行力学方面计算，一方面是毕业设计的时间有限，限制了这方面的可能，另一方面是由于本电梯是试验电梯，和医用电梯、货运电梯、乘客电梯在负载上有很大的差别。二、课题研究的难点:最终CAD图纸的数量较多，样板的一致性要好，需要设置proe工程图的模板，让输出的图纸达到一致，为设置模板花费了很多心思，如何达到最方便、快捷，这个是研究的重点，更是难点电梯的主要功能及规格电梯的运行工作状况 电梯在垂直运行的过程中，有起点站也有终点站。对于三层以上的电梯，中间还设有停靠站，一层为起点站，顶层为终点站。 各层站的层外设有召唤箱，箱上设有供乘客召唤用的按钮，一层设有向上的召唤箱，顶层只设有向下的召唤箱，其余的均设有向上和向下的召唤箱，解决乘客乘坐的各种可能。而电梯内部（轿厢内）设有操纵箱，操纵箱上设有手柄开关或层站对应的按钮，供乘客控制电梯到达指定的楼层（本实验电梯的操纵箱设在门外）在电梯的一层的厅外召唤箱上，除设置一只召唤按钮，还设有一只钥匙开关，便于控制开启和关闭电梯。电梯的自动化程度比较高，一般电梯的乘客只需要通过操纵箱上的按钮向plc控制系统下达一个指定的信号，电梯便能自动关门、定向、气动、加速、降速、开门等所有的操作。电梯在执行任务的过程中，从一个层站出发到另一个层站式，假设中间层站发出现顺向的指令信号时，本实验电梯能自动停靠，所以本实验电梯的自动化程度是很高的。三、电梯的主要参数1） 额定载重量制造和设计电梯时规定的额定载重量2） 轿厢的尺寸（mm）宽1000*宽1000*高40003） 轿厢的形式 封闭式双折中分门4） 开门宽度（mm） 300mm5） 曳引方式 采用半绕1:1吊索法，其中没有导向轮，原因是为了缩小实验电梯的尺寸，减少电梯的占地空间6） 停层站数4层4站式四、电梯的基本结构电梯的基本结构剖视图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9-开关碰铁10-紧急终端开关；11-导靴 12-轿架13-轿门14-安全钳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-制动器五、电梯的组成电梯的组成七、电梯的安全 1、机械式控制如下图所示是一种离心式有压绳装置的限速器。在超速时，首先由甩块上的一个螺栓打动安全开关。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。压块的压紧力由弹簧5调定。限速器1电气开关；2甩块；3触杆；4绳轮；5弹簧；6压杆；7压块：8制动轮；9底板限速器和安全钳正常运行的轿厢，一般发生坠落事故的可能性极少，但也不能完全排除这种可能性。一般常见的有以下几种可能的原因：1曳引钢丝绳因各种原因全部折断；2蜗轮蜗杆的轮齿、轴、键、销折断；3曳引摩擦绳槽严重磨损，造成当量摩擦系数急剧下降，而平衡失调，轿厢又超载，则钢丝绳和曳引轮打滑；4轿厢超载严重，平衡失调，制动器失灵；5因某些特殊原因，例如平衡对重偏轻、轿厢自重偏轻，造成钢丝绳对曳引轮压力严重减少，致使轿厢侧或对重侧平衡失调，使钢丝绳在曳引轮上打滑。只要发生以上五种原因之一种，就可能发生轿厢(或对重)急速坠落的严重事故。因此按照国家有关规定，无论是乘客电梯、载货电梯、医用电梯等，都应装置限速器和安全钳系统。在电梯的安全保护系统中，提供的综合的安全保障是限速器、安全钳和缓冲器。当电梯在运行中无论何种原因使轿厢发生超速、甚至坠落的危险状况而所有其他安全保护装置均未起作用的情况下，则靠限速器、安全钳(轿厢在运行途中起作用)和缓冲器的作用使轿厢停住而不致使乘客和设备受到伤害。所以限速器和安全钳是防止电梯超速和失控的保护装置。限速器是速度反应和操作安全钳的装置。当轿厢运行速度达到限定值时(一般为额定速度的115以上)，能发出电信号并产生机械动作，以引起安全钳工作的安全装置。所以限速器在电梯超速并在超速达到临界值时起检测及操纵作用。安全钳是由于限速器的作用而引起动作，迫使轿厢或对重装置制停在导轨上，同时切断电梯和动力电源的安全装置。安全钳则是在限速操纵下强制使轿厢停住的执行机构。限速器通常安装在电梯机房顶部，它的平面位置一般在轿厢的左后角或右前角处，如上图所示。限速器绳的张紧轮安装在井道底坑。限速器绳绕经限速器轮和张紧轮形成一全封闭的环路，其两端通过绳头连接架安装在轿厢架上操纵安全钳的杠杆系统。张紧轮的配重使限速器绳保持张紧，并在限速器轮槽和限速器绳之间形成摩擦力。轿厢上、下运行同步地带动限速器绳运动从而带动限速器轮转动。2）、电气式控制电气式终端极限开关1、6终端极限开关；2上限位开关；3上强迫减速开关；4下强迫减速开关；5下限位开关；7导轨；8井道顶部；9井道底部 防越程保护开关1导轮；2钢丝绳；3终端极限开关；4张紧配重；5导轨；6轿厢；7极限开关上碰轮；8上限位开关；9上强迫减速开关；10上开关打板；11下开关打板；12下强迫减速开关；13下限位开关；14极限开关下碰轮强迫换速开关是防止越程的第一道关，一般设在端站正常换速开关之后。当开关撞动时，轿厢立即强制转为低速运行。在速度比较高的电梯中，可设几个强迫换速开关，分别用于短行程和长行程的强迫换速。限位开关是防越程的第二道关，当轿厢在端站没有停层而触动限位开关时，立即切断方向控制电路使电梯停止运行。但此时仅仅是防止向危险方向运行，电梯仍能向安全方向运行。极限开关是防越程的第三道保护。当限位开关动作后电梯仍不能停止运行，则触动极限开关切断电路，使驱动主机迅速停止运转。对交流调压调速电梯和变频调速电梯极限开关动作后，应能使驱动主机迅速停止运转，对单速或双速电梯应切断主电路或主接触器线圈电路，极限开关动作应能防止电梯在两个方向的运行，而且不经过称职的人员调整，电梯不能自动恢复运行。极限开关安装的位置应尽量接近端站，但必须确保与限位开关不联动，而且必须在对重(或轿厢)接触缓冲之前动作，并在缓冲器被压缩期间保持极限开关的保护作用。限位开关和极限开关必须符合电气安全触点要求，不能使用普通的行程开关和磁开关、干簧管开关等传感装置。防越程保护开关都是由安装在轿厢上的打板(撞杆)触动的，打板必须保证有足够的长度，在轿厢整个越程的范围内都能压住开关，而且开关的控制电路要保证开关被压住(断开)时，电路始终不能接通。 防越程保护装置只能防止在运行中控制故障造成的越程，若是由于曳引绳打滑制动器失效或制动力不足造成轿厢越程，上述保护装置是无能为力的。八、电梯的机械装置电梯的机械系统是电梯的两大系统之一，主要包括曳引机，轿厢与门机，对重与导轨，机械安全保护装置等。1、电梯曳引机 电梯曳引机是机械系统中的主要能源装置，为电梯轿厢和对重的上、下运行直接提供能量。它一般由曳引电动机、制动器、减速箱、曳引绳和底座等组成，由图1-1所示图1-1 曳引系统结构示意图曳引机的分类：按驱动电动机的分类 电梯曳引机按驱动电动机的类型分，主要有交流电动机驱动的曳引机和直流电动机驱动的曳引机两类。（1） 交流电动机驱动的曳引机。该类曳引机有交流电动机驱动，还可以按调速方法的不同细分为变极式和调压调频式等多种形式。（2） 直流电动机驱动的曳引机。该类曳引机有直流电动机驱动。2按有无减速箱分类（1） 有减速箱的曳引机。电梯曳引机的减速箱一般通过涡轮蜗杆实现减速。（2） 无减速箱的曳引机。无减速箱曳引机的曳引轮轴通过联轴器与曳引电动机输出轴直接相连。2、曳引电动机 曳引电动机是将电能转换成机械能的电气设备，他是驱动电梯上下运行的动力源，电梯用曳引电动机分为直流和交流两种，直流电动机的控制比较方便，运行速度比较平稳，传动效率高，因此在电梯上得到较好的运用。主要用在6m/s以上的超高速电梯上，但直流电机结构复杂，需交、直流变换装置，因此价格较贵，随着电力技术的发展，此问题已基本得到较好的解决。 交流电动机分为异步电动机和同步电动机两种类型。由于电梯的运行过程复杂，有频率的起动、制动、正转、反转，而且负载变化大，经常工作在重复短时状态，电动状态，再生制动状态下，因此必须使用专门的电动机。电梯用电动机必须具有以下性能：（1） 电动机的额定容量为短时重复工作制，应能承受大负载的启动冲击和正反转要求；（2） 电动机要具有大的启动力矩，应满足满载启动加速时所需的动力矩，应无过大的启动电流；（3） 具有发电制动特性，能满足对速度控制的要求，保证电梯的安全运行；（4） 运转平稳，工作可靠；（5） 有较好的机械性能，不因载荷变化而影响速度的控制及速度变化的平稳性。3、制动器制动器对主动转轴起制动作用。能使工作中的电机停止运行。它安苯在电动机与减速器之间，即在电动机轴与蜗轮轴相连的制动轮处(如是无齿轮曳引机制动器安装在电动机与曳引轮之间)。(1)电梯上应用的制动器及基本要求电梯采用的是机一电摩擦型常闭式制动器，如图28所示。所谓常闭式制动器，指机械不工作时制动器制动，机械运转时松闸。电梯制动时，依靠机械力的作用，使制动带与制动轮摩擦而产生制动力矩；电梯运行时，依靠电磁力使制动器松闸，因此又称电磁制动器。根据制动器产生电磁力的线圈工作电流，分为交流电磁制动器和直流电磁制动器。由于直流电磁制动器制动平稳，体积小，工作可靠，电梯多采用直流电磁制动器。因此这种制动器的全称是常闭式直流电磁制动器。电磁制动器1制动弹簧调节螺母；2制动瓦块定位弹簧螺栓；3制动瓦块定位螺栓；4倒顺螺母；5制动电磁铁；6电磁铁芯；7定位螺栓；8制动臂；9制动瓦块；10制动衬料；11制动轮；12制动弹簧螺杆；13手动松闸凸轮(缘)；14制动弹簧制动器是保证电梯安全运行的基本装置，对电梯制动器的要求是：能产生足够的制动力矩，而且制动力矩大小应与曳引机转向无关；制动时对曳引电动机的轴和减速箱的蜗杆轴不应产生附加载荷；当制动器松闸或制动时，要求平稳，而且能满足频繁起、制动的工作要求；制动器应有足够的刚性和强度；制动带有较高的耐磨性和耐热性；结构简单、紧凑、易于调整；应有人工松闸装置；噪声小。制动器功能基本要求：当电梯动力电源失电或控制电路电源失电时，制动器能立即进行制动。当轿厢载有125额定载荷并以额定速度运行时，制动器应能使曳引机停止运转。电梯正常运行时，制动器应在持续通电情况下保持松开状态；断开制动器的释放电路后，电梯应无附加延迟地被有效制动。切断制动器的电流，至少应用两个独立的电气装置来实现。电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行。装有手动盘车手轮的电梯曳引机，应能用手松开制动器并需要一持续力去保持其松开状态。(2)制动器的构造及其工作原理制动器的工作原理：当电梯处于静止状态时，曳引电动机、电磁制动器的线圈中均无电流通过，这时因电磁铁芯间没有吸引力、制动瓦块在制动弹簧压力作用下，将制动轮抱紧，保证电机不旋转；当曳引电动机通电旋转的瞬间，制动电磁铁中的线圈同时通上电流，电磁铁芯迅速磁化吸合，带动制动臂使其制动弹簧受作用力，制动瓦块张开，与制动轮完全脱离，电梯得以运行；当电梯轿厢到达所需停站时，曳引电动机失电、制动电磁铁中的线圈也同时失电，电磁铁芯中的磁力迅速消失，铁芯在制动弹簧的作用下通过制动臂复位，使制动瓦块再次将制动轮抱住，电梯停止工作。4、减速器减速器被用于有齿轮曳引机上。安装在曳引电动机转轴和曳引轮转轴之间。减速器(箱)的种类及其特点蜗杆减速器如图213所示。蜗杆蜗轮减速器(立面剖视图)1蜗杆；2蜗轮；3滚动轴承；4输入轴；5输出轴蜗杆减速器是由带主动轴的蜗杆与安装在壳体轴承上带从动轴的蜗轮组成，其速比可在18120范围内，蜗轮的齿数不少于30，其效率不如齿轮减速器，但其结构紧凑，外型尺寸不大。蜗杆减速器特点：传动比大，噪音小、传动平稳，而且当由蜗轮传动蜗杆时，反效率低，有一定的自锁能力；可以增加电梯制动力矩，增加电梯停车时的安全性。上面提到的蜗杆、蜗轮的传动比也称为减速比。减速器工作时，蜗杆轴的转速与蜗轮轴的转速的比，称为减速器的减速比i减。由于蜗杆轴每转动一圈，蜗轮轴只转过蜗杆螺线数个齿，所以蜗杆减速器的减速比i减是由蜗轮的齿数Z轮与蜗杆的螺线数Z杆之比决定的：i减Z轮Z杆图214 蜗杆与蜗轮啮合1杠杆；2蜗轮测绘初期的一些准备工作 安装的Pro/E版本的三维测绘软件的电脑一台（查看方式：双击“帮助”菜单，选择”关于Pro/Engineer”的下拉菜单），目的在于与本组的另一位同学相同，便于以后的总转配的安装。配备好20cm长的刻度尺两把，5M长的米尺一把（电梯总高4.5M），毕业设计（论文）周记录本一本便于记录各零件的尺寸及每周计划。连接网络，在网络上寻找设计过程中的数据和设计理念、下载标准件（/part/category-680.html），AutoCAD和Pro/E的工程图模板。SX-702模型电梯一台。十一、测绘的步骤1构建实验电梯的三维结构（Pro/Engineer软件）2将三维图纸装配3将装配图和零件图转换成AutoCAD二维图纸4二维图纸尺寸的简单标注，技术方面要求低，未标注5完成任务十二、任务的分配1、内容及要求：1）分析电梯的工作原理，了解电梯各主要部件结构。2）应用三维设计软件设计电梯主要部件和总体结构。（曳引、导向、井道、安全）3）设计模拟电梯的结构工程图。2、主要技术指标：1） ProE三维建模。2）AutoCAD装配图和主要零件图3.、绘图过程采用的技术1）proeA4模板的构建2）proe基准准特征：平面、基准轴的构建、参照的选取3）proe绘制草图 绘制直线、矩形、圆、圆弧、点、 绘制草图：倒角、倒圆、镜像、旋转与缩放、修剪与分割Proe运用的工程特征：孔特征、筋特征、倒圆角特征Proe 运用的高级特征：扫描、混合、螺旋扫描、修饰特征的螺纹修饰4） 绘制工程图 A4模板创建 在proe的安装文件夹下（D:PROEproewildfiretemplates）中找到a4_drawing.drw.3打开并 修改，a1修改三视图的默认值（第一视角），a2设置视图显示为 隐藏线为默认值a3打开 “文件“”属性“”绘图选项“找到D:PROEproewildfiretext中的cns_tw.dtl文件，将绘图标准设置为国家标准5）绘制工程图6）在工程图的窗口下，点击“文件“”保存副本“ 类型选择DWG，“确定“DWG的版本选择2004（与电脑安装的版本一致或更低版本）7）CAD模板的创建 直接从网上下载A4模板 可以省去设置文字高度、字高与字宽的比例等等问题8）将图形直接复制到模板中 应注意的问题：模板和原图形的图纸大小应一致，方能快速便捷的操作绘制Pro/E零件图 以下以绘制曳引机（右图）为例绘制零件图曳引机是外购件，当做一个零件来话，所有的零部件当做是一个整体打开Pro/E,新建选择“零件”，输入名称“yeyinji”“使用缺省模板”选项框不选，接着使用“拉伸”“倒角”“旋转”“阵列”“镜像”，“创建基准面”“创建基准轴”绘制下图的曳引机绘制装配图由于曳引机与底座有螺栓连接，固把曳引机与底座作为一个小的装配图根据螺栓孔的大小及螺栓孔的长度选择螺栓和螺母（标准件）1）点击proe的工具栏中的“分析”“测量”-“距离”或“直径”得到相应的数据；2）在/part/category-680.html下载相应的螺栓和螺母；3）将下载的文件解压，并将解压后文件放入proe工作目录；4）装配，插入相应位置；5）若还有其他尺寸，重复以上步骤，分析-测量-下载-存到“工作目录” -装配插入3、绘制的三维图形如下总装图总装图上面部分对重感应器及支架蓄能缓冲器井道外形图 井道支架配重限速器索轮下限速轮及支架限速器及支座电动机及支座（电动机为外购件）框架装配图电梯框架井道的连接件框架中的前视图部分井道连接件井道以井道连接附件为基准插入缓冲器底座缓冲器整件限速器、配重及限速器下轮对重支架对重及框架装配图八个感应器及支架两个感应器及支架（与上安装顺序相反）维修窗户框架限速器及底座曳引机（电动机、减速器、电磁制动器）M8的螺母及螺栓标准件M8的螺母及螺栓标准件M14的螺栓及螺母标准件M10*20螺栓标准件M10螺母标准件M8螺栓标准件M8*16螺栓标准件M8螺母标准件以上标准件来自网址/part/category-680.html或其中螺母均采用以上网站下载以下格式的三维标准件，在此介绍给大家装配图中装小装配图的目的和意义下图是在装配图中装有小装配图其中“+”上方的为总装配图其中“+”右方的代表小装配图，“+”代表这个小装配图“DT-DIZUO.ASM”的树枝结构，下有准配图或零件图采用树枝结构的“显示”方式目的在于Pro/E的“显示”侧边栏，不会过于复杂，装配图是由“小装配图”或“零件图”装配