PLC控制三層酒店電梯畢業(yè)設(shè)計論文

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1、目錄 第一章 緒論 1 1.1 課題的背景及研究意義 1 第二章：電梯的的設(shè)計算 4 2.1 安全系數(shù)計算 4 2.2 裝載工況 5 2.3 緊急制動工況 6 2.4 轎廂在各種位置計算 6 2.5 轎廂導軌驗算 7 2.6 正常使用，裝載 10 2.7 頂層高度和地坑深度計算 12 2.8 曳引機功率計算 14 2.9 轎頂繩頭板的受力 14 2.10 梁的計算 15 2.11 軸 17 第三章 軟件控制部分：硬件方面的設(shè)計 22 3.1 外部接線圖控制電路圖 22 3.2 I/O借口 23 3.3 程序控制 24 結(jié)束語

2、33 致謝 34 參考文獻 35 1 此次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容有兩個，一個是設(shè)計出一個能夠控制四層樓電梯運動的程序，根據(jù)平時所知道的，四層樓電梯分為在1層，2層，3層，4層四個樓層停靠時的其他樓層呼叫的種種情況。這其中也包括了兩層同時呼叫以及三層同時呼叫。另一個主要任務(wù)是設(shè)計出電梯的幾個主要部件的零件圖以及裝配圖。其中我主要通過可編程控制器(PLC)來實現(xiàn)四層樓電梯的啟停以及那些呼叫的情況。而在電梯的機械部分設(shè)計上，我主要將重點放在了電梯的開門機，曳引機以及控制柜上。當然，轎廂，對重這些部件的尺寸也涉及在內(nèi)。我運用所學知識獨立完成了四層樓電梯的機械以及電方面的設(shè)計。 關(guān)鍵詞：

3、電梯，可編程控制器(PLC)，開門機，曳引機 Abstract There are two primary coverages in this graduation project， one is to design a procedure which can control this four building elevator。 According to which usually knew， four building elevator divides into at one， two， three， four these four floors when other floors

4、call all sorts of situations。 This has also included two simultaneous calls as well as three simultaneous calls。 Another primary mission is to design the several major components’ detail drawings as well as assembly drawings on the elevator。 And I mainly realized the four building elevator’s startin

5、g and stoping and those call situations through the programmable controller (PLC)。 But on the design of the elevator’s mechanical part， I put the emphasis on elevator’s door opener， tactor and cntrol cubicle。 Of course， sdan theater box， weight these parts’ sizes also in it。 I used knowledge which I

6、 have studied to complete the design on mchinery as well as electricity aspect of the four building elevator by my ownself。 Keywords： elevator， programmable controller (PLC)， door opener， tacto 第一章 緒論 1.1課題的背景及研究意義 電梯是高層賓館、商店、住宅、多層廠房和倉庫等高層建筑不可缺少的垂直方向 交通工具。隨若社會的發(fā)展，建筑物規(guī)模越來越大，樓層越來越多，對電梯的調(diào) 速精度、調(diào)速

7、范圍等靜態(tài)和動態(tài)特性提出了更高的要求。 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(lǐng)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(yīng)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(shè)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(diào)試、售后服務(wù)和維修保養(yǎng)都達到高質(zhì)量，才能全面保證電梯的最 終高質(zhì)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 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(diào)試、定期維修和 輸查試驗，從而為電梯運行的可靠性和

8、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(diào)查和科學計算，其結(jié) 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(wù)，己成為電梯控制的發(fā) 展力向。 可編程序控制器，是微機技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順 序控制器和微機控制

9、器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核 心用作數(shù)字控制的專用計算算機。1969年針對工業(yè)自動控制的特點和需要而開發(fā) 的第一臺PLC問世以來，迄今己30多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的繼承和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來滿足符種工業(yè)領(lǐng)域的實時控制要求，同時也照顧到現(xiàn)場電氣操作維護人員的{技能和習慣，摒棄了微機常用的訓算機編程語言的表達方式，獨風格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形緣編程語言和模塊化的軟什結(jié)構(gòu)，使用戶程序的編制清晰直觀、力便易學，調(diào)試和查錯都很容易。用戶所買到所需PLC后，只需按說明書或提示，做少量的安裝接線和

10、用戶程序的編制工作，就可靈活而方便地將PLC麻利于生產(chǎn)實踐。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不需要具有專門的計算機編程語言知識。這樣就破除了“電腦”的神秘感，推動了計算機技術(shù)的普遍應(yīng)用?？删幊绦蚩刂破鱌LC在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制，是最值得重視的先進控制技術(shù)。 PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支村(PLC、CAD／CAM、ROBOT)之一， 以其可靠性、邏輯功能強、體積小、可在線修改控制程序、具有遠程通信聯(lián)網(wǎng)功 能，易與計算機接口、能對模擬量進行控制、具備高速計數(shù)與位控等高性能模塊 等優(yōu)異性能，同益取代由大量中間繼電器、時問繼電器、計數(shù)數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)的繼電一接觸控制系統(tǒng)，在機械、

11、化工石油、冶金、輕工，電子、紡織、食 品、交通等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。PLC的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個國家工業(yè)先 進水平的重要標志之一。 總之，電梯的控制是比較復雜的，可編程控制器的使用為電梯的控制提供了 廣闊的空間。PLC是專門為工業(yè)過程控制而設(shè)計的控制設(shè)備，隨著PLC應(yīng)用技術(shù) 的不斷發(fā)展，將使得它的體積：大大減小，功能不斷完善，過程的控制更平穩(wěn)、可靠，抗干擾性能增強、機械與電氣部有機地結(jié)合在一個設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子 和計算機的功能綜合在一起。因此，它已經(jīng)成為電梯運行中的關(guān)鍵技術(shù)。 李方園在<>認為，PLC是以微處理器為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制管理技

12、術(shù)。是將計算機應(yīng)用于工業(yè)管理環(huán)境下的嶄新產(chǎn)品。他把邏輯運算，數(shù)序控制，定時，計數(shù)算數(shù)運算等功能，以一系列指令的形式存在存儲器中。然后根據(jù)存儲器的程序，通過數(shù)字或模擬量輸入輸出對程序進行控制。利用PLC進行電梯的設(shè)計，可以方便的進行修改，控制模式的轉(zhuǎn)換，同時也提高了系統(tǒng)的可靠性，靈活性，通用性等。 題目介紹：隨著社會的不斷發(fā)展，樓房越來越高，而電梯成為了高層樓房的必須設(shè)備。電梯從手柄開關(guān)操縱電梯、按鈕控制電梯發(fā)展到了現(xiàn)在的群控電梯，為高層運輸做出了不可磨滅的貢獻。 PLC在電梯控制上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在它的邏輯開關(guān)控制功能。由于PLC具有邏輯運算，計數(shù)和定時以及數(shù)據(jù)輸入輸出的功能。在電梯控制過程

13、中，各種邏輯開關(guān)控制與PLC很好的結(jié)合，很好的實現(xiàn)了對電梯的控制。 本文主要討論研究利用三菱公司的可編程控制器對五層電梯的控制，形成電梯控制系統(tǒng)。 1. 電梯門圖（1），電梯層門和轎廂門一般由門、導軌架、滑輪、滑塊，門框、地坎等部件組成。門一般由薄鋼板制成，為了使門具有一定的機械強度和剛性，在門的背面配有加強筋。為減小門運動中產(chǎn)生的噪聲，門板背面涂貼防振材料。門導軌有扁鋼和C型折邊導軌兩種;門通過滑輪與導軌相聯(lián)，門的下部裝有滑塊，插入地坎的滑槽中;門的下部導向用的地坎由鑄鐵、鋁或銅型材制作，貨梯一般用鑄鐵地坎、客梯可采用鋁或銅地坎。 2. 轎廂圖（1）， 3. 轎廂一般由轎廂架，轎底，

14、轎壁，轎頂?shù)戎饕獦?gòu)件組成。 4. 轎廂運行軌道（1），轎廂導靴安裝在轎廂上梁和轎底安全鉗座下面，對重導靴安裝在對重架上部和底部，一般每組四個。 5. 電動機示意圖 6. 緩沖裝置圖（1），緩沖器是電梯極限位置的安全裝置，當電梯超越底層或者頂層時，由緩沖器消耗或吸收電梯的能量，從而使轎廂減速安全停止。 7. 總體布置示意圖 PLC控制電梯上下運行 1. 程序梯形圖 2. 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 3. 電器控制總回路原理圖 1.2設(shè)計方案介紹。 PLC控制電梯是由電梯和控制系統(tǒng)兩部分組成， 1.3現(xiàn)場條件的主要參數(shù)： 額定載荷1000kg 鋼絲繩數(shù)量5根 鋼絲繩直徑

15、 13mm 曳引機直徑 640mm 導向輪直徑 520mm 提升高度 7.9m 第二章：電梯的的設(shè)計算 電梯是機電一體化產(chǎn)品。其機械部分好比是人的軀體，電氣部分相當于人的神經(jīng)，控制部分相當于人的大腦。各部分通過控制部分調(diào)度，密切協(xié)同，使電梯可靠運行。盡管電梯的品種繁多，但目前使用的電梯絕大多數(shù)為電力拖動、鋼絲繩拽引式結(jié)構(gòu)，其機械部分由拽引系統(tǒng)，轎廂和門系統(tǒng)，平衡系統(tǒng)，導向系統(tǒng)以及機械安全保護裝置組成;而電氣控制部分山電力拖動系統(tǒng)，運行邏輯功能控制系統(tǒng)和電氣安全保護等系統(tǒng)組成。 1控制柜2曳引機3鋼絲繩4限速器5限速器鋼絲繩6限速器裝緊裝置 7轎廂8安全剪9轎廂門

16、安全觸板10導軌11廳門 12減速器 2.1安全系數(shù)計算 根據(jù)GB7588-2003附件N，安全系數(shù)計算如下（GB7588-2003 安全系不能小于13） Sf=10*（26834-log（695.85*10*6*Nequiv/（dt/dr）*8.567）/log（77.09*（dt/dr）*（-2.894）））=13.705 取安全系數(shù)：13.705 其中: Sf 理論安全系數(shù) Nequiv 滑輪等效數(shù)量 Dt 曳引機直徑 Dr 鋼絲繩直徑 Nequiv = Nequiv（t）+ Nequiv（p) = 7.69 +

17、 2.2946 = .9846 Nequiv(p) =kp(Nps+4Npr) =2.2946 *1 = 2.2946 Nps = 1 簡單彎折滑輪數(shù)量 Npr = 0 反向彎折滑輪數(shù)量 Kp = 2.2946 單根鋼絲繩受力計算如下： Tmax=（（P+Q）/rn+qH）*9.8 = 2103.4(N) 其中：Tmax 轎廂以額定載荷停在底層時，在曳引機高度出鋼絲繩所承受鋼絲繩的最大張力 P 100轎廂自重（kg） Q 1000 電梯額定載荷（kg） R 2曳引機比

18、 N 5 曳引鋼絲繩根數(shù) Q 0.586曳引鋼絲繩每米的質(zhì)量 （kg) H 7.9提升高度 理論最小破斷載荷： Pbreak = 28826.68N 實際最小破斷載荷：[Pbreak] = 74300N 判定：符合要求 載重量為 1000kg曳引鋼絲繩為條件的設(shè)計計算 原始數(shù)據(jù) P 1100轎廂自重（kg） Q 1000 電梯額定載荷（kg） R 2曳引機比 N 5 曳引鋼絲繩根數(shù) Q 0.586曳引鋼絲繩每米的質(zhì)量 （kg) H 7.

19、9提升高度 A 鋼絲繩在曳引機上的包角154 r 兩鋼絲繩的倍率 ns 5鋼絲繩的數(shù)量 Qmsr 0.586每米鋼絲繩的質(zhì)量 Nc 零補償鏈的數(shù)量 Qmcr 零補償鏈每米質(zhì)量 Mcomp 零補償鏈裝緊裝置的質(zhì)量 Nt 1 隨行電纜的數(shù)量 Qmtrav 2 隨行電纜每米的質(zhì)量 2.2裝載工況 轎廂裝有125%額定載荷在底層時 y = -3.95m Mcrcar 0kg 轎廂側(cè)補償鏈的質(zhì)量 M

20、trav 0kg 隨行電纜的質(zhì)量 Msrcar 23.146kg 轎廂側(cè)鋼絲繩的質(zhì)量 Mcwt 1575 對重質(zhì)量 Msrcwt 0kg 對重側(cè)鋼絲繩的質(zhì)量 Mcrcwt 0kg 對重側(cè)補償鏈的質(zhì)量 根據(jù)GB7588—2003附錄M有關(guān)T1及T2的計算公式 可得 T1 = 11742 N T2 = 7717.5 N T1/T2 = 1.5215 E*fa = 1.6905 判定： 符合要求

21、2.3緊急制動工況 轎廂裝有125%額定載荷在底層時 y = -3.95m Mcrcar 0kg 轎廂側(cè)補償鏈的質(zhì)量 Mtrav 0kg 隨行電纜的質(zhì)量 Msrcar 23.146kg 轎廂側(cè)鋼絲繩的質(zhì)量 Mcwt 1575 對重質(zhì)量 Msrcwt 0kg 對重側(cè)鋼絲繩的質(zhì)量 Mcrcwt 0kg 對重側(cè)補償鏈的質(zhì)量 根據(jù)GB7588—2003附錄M有關(guān)T1及T2的計算公式 可得 T1 =10901 N

22、 T2 =7441.9 N E*fa = T1/T2 = 1.6617 判定： 符合要求 2.4轎廂在各種位置計算 空置轎廂在頂層時 轎廂裝有125%額定載荷在底層時 y = 3.95m Mcrcar 0kg 轎廂側(cè)補償鏈的質(zhì)量 Mtrav 0kg 隨行電纜的質(zhì)量 Msrcar 23.146kg 轎廂側(cè)鋼絲繩的質(zhì)量 Mcwt 1575 對重質(zhì)量 Msrcwt 0kg 對重側(cè)鋼絲繩的質(zhì)量 Mc

23、rcwt 0kg 對重側(cè)補償鏈的質(zhì)量 根據(jù)GB7588—2003附錄M有關(guān)T1及T2的計算公式 可得 T1 = 5272.2 N T2 = 8236 N T2/T1 = 1.5622 E*fa = T1/T2 = 1.6117 判定： 符合要求 轎廂滯留工況 轎廂裝有125%額定載荷在底層時 y = 3.95m Mcrcar 0kg 轎廂側(cè)補償鏈的質(zhì)量 Mtrav 0kg 隨行電纜的質(zhì)量

24、 Msrcar 23.146kg 轎廂側(cè)鋼絲繩的質(zhì)量 Mcwt 1575 對重質(zhì)量 Msrcwt 0kg 對重側(cè)鋼絲繩的質(zhì)量 Mcrcwt 0kg 對重側(cè)補償鏈的質(zhì)量 根據(jù)GB7588—2003附錄M有關(guān)T1及T2的計算公式 可得 T1 = 5467.4 N T2 = 226.84 N T1/T2 = 24.012 E*fa = T1/T2 = 2.8577 判定： 符合要求 2.5轎廂導軌驗算 導軌

25、型號 T90/B Wx = 20900mm*3 x軸的截面模量 Wy = 11900mm*3 y軸的截面模量 A = 1720mm*2 導軌截面面積 Ix = 1022000* 4 x軸的截面慣性距 Iy = 5200000* 4 y軸的截面慣性距 Ix = 25mam x軸的回轉(zhuǎn)半徑 Iy =

26、 17.6mm y軸回轉(zhuǎn)半徑 E = 210000Mpa 彈性模量 W = 2.2 w 數(shù)值 查表得 nperm = 165Mpa 正常使用時許用應(yīng)力 sperm = 205Mpa 安全鈕動作時許用應(yīng)力 Mperm = 5mm 最大允許變形量 C = 10mm 導軌連接部分寬度 L = 2000mm

27、 導軌支架間距 N = 2 導軌數(shù)量 Rm = 30Mpa 導軌抗拉強度 A5 >= 12% 導軌延伸率 K1 = 2 安全鈕動作時沖擊系數(shù) K2 = 1.2 正常運動時沖擊系數(shù) K3 = 1.1 附加系數(shù) 空轎廂質(zhì)量P 1100kg 額定載荷Q 1000kg 附加裝置作用于導軌M

28、20kg 作用于地坎的力Fs 0.4g Q = 3920N 小于2500kg 不用叉車裝載 作用于地坎的力Fs 0.6g Q = 3920N 小于5800kg 不用叉車裝載 作用于地坎的力Fs 0.85g Q = 3920N 大于2500kg 用叉車裝載 轎廂尺寸： 轎廂外深： Dx = 2000mm 轎廂外寬度 Dy = 1500mm 轎廂中心至導軌距離Xc = 1000mm 轎廂中心至導軌距離 Yc = 750mm 轎廂重心對轎廂中心的距離Xc1= 4

29、0mm 轎廂重心對轎廂中心的距離Yc1= 18.75mm 轎廂懸掛點至導軌的距離 Xs= 0.00mm 轎廂懸掛點至導軌的距離 Ys= 0.00mm 轎廂量心至導軌的距離 Xp= 40mm 轎廂量心至導軌的距離 Yp= 40mm 裝載力至導軌的距離 X1= 900mm 裝載力至導軌的距離 Y1= 250mm 上下導軌間距 h = 3602.00mm 第一種情況：相對于x軸 Xq ＝Dx/8= 250 mm Yq= 0 mm 第二種情況：相對于y軸

30、） Yq = Dy/8 = 187.5 mm Xq= 0 mm 彎曲應(yīng)力 1.1由導向力引起的y軸上的彎曲應(yīng)力為： Fx = K1g(QXq+PXp)/nh = 799.89 N My = 3Fxl/16 = 299958 3565 Nmm Σy = My/Wy = 25.21Mpa 由導向力引起的X軸上的彎曲應(yīng)力為： Fy = 2k1g(Qyq+Pyp)/nh = 2142.6 N Mx = 3Fyl/16 = 803459.8834

31、Nmm Σx = Mx/Wx = 38.44 Mpa 壓彎應(yīng)力為： Fk = k1g(P+Q)/n = 20580N σk = (Fk+k3M)ω/A= 26.35 Mpa 復合應(yīng)力： σm = σx+σy = 63.65 Mpa 判定：符合要求 σ = σm+(Fk+k3M)/A = 75.63 Mpa 判定：符合要求 σ = σk+0.9σm = 83.64Mpa 判定：符合要求 正常使用，運行 彎曲應(yīng)力 由導向力引起的Y軸上的彎曲應(yīng)力為：

32、 Fx = K2g(QXq+PXp)/nh = 479.93 N M = 3F l/16 = 179975.01N σy = My/Wy = 15.12 Mpa 由導向力引起的X軸上的彎曲應(yīng)力為： Fy = 2K2g(QYq+PYp)/nh = 679.50 N Mx = 3Fyl/16 = 254811.56 Nmm 679.50 Σx = Mx/Wx = 12.19 Mpa 壓彎應(yīng)力

33、 在“正常使用，運行”工況下，不發(fā)生壓彎情況。 復合應(yīng)力 σm = σx+σy = 27.32 Mpa 判定：符合要求 σ = σm+K3M/A =27.33Mpa 判定： 符合要求 2.6正常使用，裝載 彎曲應(yīng)力 由導向力引起的Y軸上的彎曲應(yīng)力為： Fx = (gPXp+FsX1)/2h 794.45 = N（Fs根據(jù)情況不同選擇H212、H213、H214） My = 3Fxl/16 = 297917.82 Nmm Σy = My/Wy

34、 = 25.04 Mpa 由導向力引起的X軸上的彎曲應(yīng)力為： Fy = (gPYp+FsY1)/464 22 N（Fs、根據(jù)情況不同選擇H212 H213 H214）、 Mx = 3Fyl/16 = 174082.97 Nmm σx= Mx/Wx = 8.33Mpa 在“正常使用，裝載”工況，不發(fā)生壓彎情況。 正常使用 導靴在Y方向作用在導軌上的力： Fx = K2gG×BTFx/(2h)=68.10 N My = 3FxL/16=25535.85

35、 Nmm Σy = My/Wy= 3.62Mpa 導靴在X方向作用在導軌上的力： Fy = K2gG×DBGy/h= 232.61N M = 3F L/16=87230.45 N Mx = 3FyL/87230 45 Nmm Σx = Mx/Wx= 9.39Mpa 彎曲應(yīng)力 在正常使用工況下，不發(fā)生彎曲情況。 復合應(yīng)力 Σm = σx+σy= 13.01 Mpa

36、Σ = σm+K3M/A=13.01 Mpa 判定： 符合要求 導靴在Y方向作用在導軌上的力： Fx = K1gG×BTFx/(2h)=113.49 N My = 3FxL/16=42559.74 Nmm Σ = My/Wy=6.03 Mpa 導靴在X方向作用在導軌上的力： Fy = K1gG×DBGy/h=387.69 N Mx = 3FyL/16=145384.08 Nm

37、m σx = Mx/Wx=15.65 Mpa 彎曲應(yīng)力 Fk = k1g(P+ψQ)/n=1525 N σk = (Fk+k3M)ω/A= 14 04 M 復合應(yīng)力 σm = σx+σy=21.68 Mpa 判定：符合要求 σ = σm+K3M/A=21.68 Mpa 判定：符合要求 σc= σk+σm =35.72 Mpa 判定：符合要求 2.7頂層高度和地坑深度計算

38、原始數(shù)據(jù) 電梯載重： 1000.00 kg 電梯速度： 1.00m/s 轎底至最高部件的距離： H1=3304.00mm 轎底至上梁的距離： H2=3044.00mm 轎底至轎頂水平面的距離： H3= 2428.00mm 轎底至緩沖板下面的距離： H4= 258.00mm 轎底至護腳板下沿的距離： H5=850.00mm 轎廂緩沖間隙：

39、 Hc=300.00mm 轎廂緩沖器高度： Hb= 1442.00mm 轎廂緩沖器行程 ： Hs= 80 00 mm 對重緩沖間隙： Hw=300.00mm 對重緩沖器高度： Hwb=650 mm 對重緩沖器行程： Hws=80.00mm 轎廂導靴高度： Hu=300.00mm 對重導靴高度： Hwu=200.00m

40、m 對重架高度： Hcw=3500.00mm 假設(shè)地坑深度： Hp=2000.00mm 假設(shè)頂層高度： Hh= 4800.00mm 頂層高度驗算 1GB7588-2003第5.7.1.1對重完全壓在緩沖器上時，應(yīng)滿足下面4個條件： a)轎廂導軌的制導行程： Hi = Hh-Hw-Hws-Hu-H2= 1076.00 mm 標準要求的制導行程為： 0.1+0.035V^2= 135.00 mm 判定： 符合要求 b)井道

41、頂最低部件與轎廂頂水平面之間的自由垂直距離： Hk = Hh-H3-Hw-Hws= 1992.00mm 標準要求的最小自由垂直距離為： 1.0＋0.035V^2=1035.00mm 判定：符合要求 C)井道頂?shù)淖畹筒考c轎廂頂上設(shè)備的最高部件的自由垂直距離： HL = Hh-H1-Hw-Hws= 1116.00 mm 標準要求的最小自由垂直距離為： 0.3+0.035V^2=335mm 判定：符合要求 同時，井道的最低部件與導靴或滾輪、曳引繩附件和垂直滑動門的橫梁的最高部件的自由垂直距離：HL=Hh-

42、H1-Hw-Hws= 1116.00mm 標準要求的最小自由垂直距離為0.1+0.035V^2=135mm 判定：符合要求 d)轎頂上有足夠的空間，能容納一個不小于0.50m×0.60m×0.80m的長方體，任一面朝下即可： 判定：符合要求 2GB7588-2003第5.7.1.2條，當轎廂完全壓在緩沖器上時，對重導軌的制導行程： Hm=Hh-Hc-Hs-Hwu--Hcw=720.00mm 標準要求的距離為： 0.1+0.035V^2=135.00mm 判定：符合要求 地坑深度驗算 根據(jù)GB7588-2003第5.7.3.3條，當轎廂 完全壓在緩沖器上時，應(yīng)同時滿足下面

43、 三個條件： a)地坑應(yīng)有足夠的空間，能容納一個 0.50m×0.60m×1.0m的長方體 判定：符合要求 b)地坑底與轎廂最低部件之間的自由垂直距離： He = Hp-Hc-Hs-H4= 1362.00mm 標準要求的距離為： 500.00 判定：符合要求 C)地坑底與護腳板下沿之間的自由垂直距離： Hf = Hp-Hc-Hs-H5= 770.00mm 標準要求的距離為：

44、 100mm 判定： 符合要求 2.8曳引機功率計算 曳引機電動機按靜功率計算即 選用型號： YJ240C 生產(chǎn)廠家寧波欣達電梯配件廠 N = QV(1-ψ)/(102η) = 8.1473 Kw 式中： Q………………………………………………電梯額定載重量（kg） V………………………………………………電梯運行速度（m/s） η………………………………………………電梯運行總效率 ψ………………………………………………電梯的平衡系數(shù) Η = η1η2η3

45、 = 0.6318 η1………………………………………………曳引機效率0.7 η2………………………………………………滑輪組效率0.95 η3………………………………………………導軌及其他阻力0.95 實際曳引機功率N = 11 Kw 判定： 符合要求 2.9轎頂繩頭板的受力 受力計算 轎頂繩頭板所受的總拉力： a)考慮到慣性力的作用： F = （P+1.1Q)(1+amax/g)g/r = 11880.00 N 式中： P………………………………………………轎廂自重（kg） Q…………………

46、……………………………額定載荷的110％（kg） amax…………………………………………運行中最大加速度（m/s^2) Amax = 1 m/s^2 r………………………………………………曳引比 b)考慮曳引檢查時用150％額定載荷做靜載試驗： F = （P+1.5Q)g/r =12740.00 N 根據(jù)以上計算結(jié)果取兩者中較大值 F = 12740.00N 曳引機主軸所受的最大拉力： Fmax = 2F = 25480.00N 6.2.4應(yīng)力計算 Mmax = FL1

47、/4= 2592590.00Nmm σ = Mmax/Wx= 22.16 Mpa N = σs/σ= 10.61 判定： 符合要求 2.10梁的計算 下梁計算 計算說明 下梁與地坑緩沖器相撞時應(yīng)力為最大， 按非正常載荷狀況校核安全系數(shù)。 假設(shè)下梁與兩端的剛性連接簡化為鉸接結(jié)構(gòu)。 下梁的有關(guān)技術(shù)參數(shù) 材料： 冷板折彎件Q235-A 斷面的慣性矩： Ix = 5640000.00 mm^4 抗彎界面模量： Wx = 80500.00 mm^3 梁的長

48、度： L = 1628.00 mm 緩沖點端點距離： L1 = 814.00 mm 緩沖點間距 L2 = 0. 00mm 材料的屈服強度： σs = 235.00 Mpa 應(yīng)力計算 Mmax =FL1/4 =5185180.00Nmm σ =Mmax/Wx= 64.41Mpa N = σs/ σ = 3.65 判定： 符合要求 直梁計算 計算時作如下假設(shè)： 1)框架的四個角受均等的力矩M0/4，且作

49、用在直梁的上下交點處。 2)直梁受彎曲的自由長度為直梁端點連接板上最高和最低連接點之間的距離。 直梁受不平衡力的作用，其上有彎矩和拉力作用。 3)每根直梁承受相等的剪切載荷。 直梁的有關(guān)技術(shù)參數(shù) 材料： 斷面的慣性矩：Ix = 5640000.0mm^4 抗彎界面模量：Wx = 80500.0 mm^3 材料截面積： A = 1851.60 mm^2 梁的長度： L = 3290.0mm 導靴中心距 H = 3602.00 mm 材料的屈服強

50、度：σs = 235.00 Mpa 轎廂凈寬度 b = 1410.00mm 應(yīng)力計算 M0 = Qb/8 = 176250.00 Nmm 彎矩 σ1 = M0L/4HWx = 0.50 Mpa 抗彎應(yīng)力 σ2 = (P+Q)g/2A 5.56 MPa 抗拉應(yīng)力 σ= σ1+σ2= 6.06MP 復合應(yīng)力 N = σs/σ = 38.80 判定：符合要求 2.

51、11軸 首先我要說明的是這里的減速器是用在曳引機上的,目的是將電動機軸輸出的較高轉(zhuǎn)速降低到曳引輪所需的較低轉(zhuǎn)速,同時得到較大的曳引轉(zhuǎn)矩,以此來適應(yīng)電梯的運行要求.在這里,我主要將設(shè)計方向放在了軸的繪制與校核上了.這根軸是套在曳引輪之上的.如圖7,在這張圖上,我只是簡單的標注了幾個長度以及直徑的尺寸,為了便于計算.在這次設(shè)計中,我選用的每級齒輪傳動的效率為0.97,根據(jù)上面選擇的曳引電動機的功率為13KW,轉(zhuǎn)速為967r/min,由此計算出輸出軸上的功率P=13*9.67=12.23KW.而在齒輪機構(gòu)的選用上,我選用的高速級齒輪為z1為20,z2為75,模數(shù)為3.5 .而低速級齒輪我所選

52、用的為z1為23,z2為90,模數(shù)為4 .β為8.06’34”,αn為20..由此計算出輸出軸上的轉(zhuǎn)速n=967*20/75*23/95=62.43r/min,由上兩個結(jié)果可算出轉(zhuǎn)矩T=9550000*12.23/62.43=1870839N.mm. 大齒輪的分度圓直徑為d=4*95=380mm 根據(jù)上述所算出的結(jié)果可得:Ft=2*T/d=9748N Fr=Ft*tgαn/cosβ=3584N Fa=Ft*tgβ=1389N 首先我根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖(作出了軸的計算

53、簡圖所示,在確定軸承的支點位置時,我從手冊中查取了a值,對于角接觸球軸承,由手冊中查得a=16mm,因此作為簡支梁的軸的支承跨距L2+L3=204mm+80mm=284mm. 圖中的力的關(guān)系,有以下關(guān)系式: FNH1+FNH2=Ft FNV1+FNV2=Fr F’NV1=Fa 因為對于D點: FNH1*0.290= Ft*0.083; FNV1*0.290= FaD/2+ Fr*0.083 對于B點: FNH2*0.290= Ft*0.207; FNV2*0.290+FaD/2= Fr*0.207 所以 FNH1=Ft*0

54、.083/.290=9748*0.083/.290=2790N FNH2=Ft*0.207/0.290=9748*0.207/0.290=6958N Ma=FaD/2=1389*0.068/2=47.23N FNV1=(FaD/2+Fr*0.083)/.290=(47.23+3584*0.083)/.290=1188.63N FNV2=(Fr*0.207-Ma)/0.290=(3584*0.207-47.23)/0.290=2395.37N 根據(jù)計算可得: 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F FNH1=2790N,

55、 FNH2=6958N FNV1=1188.63N, FNV2=2395.37N 彎矩M MH=577514N MV1=246046.4N,MV2=195827.71N 總彎矩 M1=(5775142+246046.42)1/2=627742.98N·mm M2=(5775142+195827.72)1/2=609812.19N·mm 扭矩T T=1870839N·mm 其次是按彎扭合成應(yīng)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的強度.根據(jù)參考文獻[]可知,軸的彎扭合成強度條件為:

56、 式中：-----軸的計算應(yīng)力 M1-----軸所受的彎矩 W-----軸的抗彎截面系數(shù)， ---折合系數(shù)，當扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，取0.6 ---對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力 由于選定軸的材料為45鋼,采用調(diào)質(zhì)處理,所以由參考文獻[]中的表15-1可查得=60Mpa. 所以 =(627742.982+(0.6*1870839)2)1/2/W =40.90Mpa<60Mpa 符合要求,所以安全. 接下去

57、我是進行了軸的剛度校核計算 1). 軸的彎曲剛度校核計算 常見的軸大多可視為簡支梁,若是光軸,可直接利用公式計算.若是階梯軸,可用當量直徑法作近似計算.根據(jù)參考文獻[]可得: 式中：li——階梯軸第段的長度； di——階梯軸第段的直徑； L——階梯軸的計算長度； Z——階梯軸計算長度內(nèi)的軸段數(shù)； 根據(jù)圖7所示: l1=60 d1=60 l2=70 d2=68 l3=16

58、 d3=76 l4=80 d4=68 l5=28 d5=56 l6=60 d6=48 l7=80 d7=40 式中L=394 代入計算當量dv=51.16 根據(jù)參考文獻[]可知軸的彎曲剛度條件為: 撓度： y≤[y] 偏轉(zhuǎn)角：

59、 撓度、偏轉(zhuǎn)角的計算公式： y=PL3/48EI θ=PL2/16EI 式中：E——材料的彈性模量對鋼材E=210Gpa； I——軸截面的極慣性矩，對于圓軸，； L——階梯軸的長度； P——階梯軸所受的力, P=3584N 許用撓度根據(jù)參考文獻[]15-5,由于低速軸是安裝蝸輪的軸,所以[y]= （0.02～0.05）ma, 由于是安裝蝸輪處軸的截面，所以允許偏轉(zhuǎn)角=0.001～0.002. 我在設(shè)計中

60、取[y]=0.03*6.3(蝸輪的端面模數(shù))=0.189mm y=3584*3943*64/48*210000*684*=0.020<[y] =3584*3942*64/16*210000*684*=0.00016<[] 所以彎曲剛度是合格的. 2). 軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算 由參考文獻[]可知: 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角φ來表示，圓軸扭轉(zhuǎn)角φ[單位為]的計算公式為： 階梯軸： 式中：G——軸的材料的剪切彈性摸量，單位為Mpa,對于鋼材，G=； L——階梯軸所受扭矩作用的長度 Z——階梯軸受扭矩作用

61、的軸段數(shù)。 ——分別代表階梯軸第I段上所受的扭矩、長度和極慣性矩。 ——軸截面的極慣性矩，對于圓軸: 由上述代入可計算出φ=0.63 這里要說明的是:首先低速軸只是一般的傳動軸.其次是式中的[φ]為每米長的允許扭轉(zhuǎn)角,與軸的使用場合有關(guān),而對于像低速軸這樣的一般傳動軸來說,其[φ]的允許范圍是0.5—1之間,而對于一些精密的傳動軸來說, [φ]的允許范圍則為0.25—0.5之間,而對于一些精度要求不高的軸來說,其[φ]甚至可以取到1. 對電梯整體的計算到此結(jié)束 第三章 軟件控制部分：硬件方面的設(shè)計 3.1外部接線圖控制電路圖 為控制電路,由N1,N2接入,接P

62、LC與控制電路正反轉(zhuǎn)端.其中X0為超重的行程開關(guān),X11,X12,X13,X14為1樓至4樓的行程開關(guān).X4,X5,X6,X7則分別為1樓到4樓的按鈕.X10為啟動數(shù)碼管的按鈕.輸出端方面,Y13,Y14,Y15,Y16為1樓至4樓的指示燈.Y11為電梯的上升,Y12為電梯的下降.PLC在接一個變頻器,變頻器主要來控制電梯上升與下降時的加速與減速的控制 1). 主要是轎內(nèi)的樓層選擇數(shù)字鍵1到4,各層門廳按鈕,除一層只設(shè)置上升按鈕,四層只設(shè)置下降按鈕,其他幾層設(shè)置上升和下降兩個按鈕. 2). 為確保電梯的正常停止,在各層設(shè)置位置監(jiān)測元件,當電梯運行到每層時,對應(yīng)的監(jiān)測元件

63、給出信號到PLC 3). 對電機進行控制的輸出,包括正向控制,反向控制,快速控制和慢速控制4個輸出.其中正反向控制輸出點驅(qū)動繼電器完成對電機方向的控制,快慢速輸出所驅(qū)動的繼電器是實現(xiàn)對加減速電阻的控制,而具體的電機速度變化的實現(xiàn)方式依據(jù)實際情況不同而不同.而在我的設(shè)計中,只是加入了快速和慢速的功能 3.2I/O借口 這次設(shè)計我采用的是FX2N-48MT型的PLC,如工作示意圖與I/O接口圖所示的,1層到4層的轉(zhuǎn)換是由限位開關(guān)來完成的.同時控制四層的按鈕為X4,X5,X6,X7四個按鈕.在輸出端,首先是四層樓的四個指示燈,隨后是KM1和KM2兩個接觸器分別代表了電梯的上升和下降.N

64、端與L端兩端是由變壓器接出的220V的電. 電梯控制示意圖 3.3程序控制 這次設(shè)計最為重要的就是如何控制四層電梯面對各種情況下的動作.首先明確的是電梯分上升和下降兩個情況.下面是我對于編程的分析. 程序段1 本段程序為1層到4層數(shù)碼管顯示的命令,程序的意思是將數(shù)字1,2,3,4分別輸入數(shù)碼管,當哪層得到命令時,則對應(yīng)該層的數(shù)碼管顯示.最后一句的目的就是啟動數(shù)碼管. 1. 較為簡單的單層呼叫.(詳見程序段2) 1). 停在1層時,2層,3層,4層分別呼叫,電梯下降,因為是1層,所以電梯只是下降. 2). 停在4層時,1層,2層,3層分別呼叫

65、,由于是在4層,所以電梯只是上升. 3). 停在2層時,當1層呼叫時,電梯下降,而當3層和4層分別呼叫時,電梯就上升. 4). 停在3層時,4層呼叫,電梯上升,而當1層,2層分別呼叫時,電梯則下降.] 程序段2 2. 接下來是2層同時呼叫的情況. 1). 停在1層時,當2層和3層同時呼叫時,則看2層和3層哪一層率先呼叫,如果2層先呼叫,則先上升到2層,再上升到3層.若3層先呼叫,則先上升到3層,隨后再下降到2層.當2層和4層以及3層和4層同時呼叫時,情況和上面2層和3層同時呼叫時的情況相同. 2). 當電梯停在4層時, 當2層和3層同時呼叫時,則也是先看哪層率先呼叫,2層先

66、則先下降到2層再上升3層,若3層先呼叫則先下降到3層再下降到2層.停在4層時的情況也是這樣. 3). 停在2層時,也是看哪一層率先呼叫,率先呼叫的層先運動. 4). 停在3層時,同樣也是看哪一層先呼叫,先呼叫的層先運動. 程序段3 如程序段3所示,我列出的是電梯在四層時的兩層同時呼叫的情況,電梯停在其余層時的情況和停在四層的情況是一樣的.(電梯停在1層時不可能).比如說1層與2層同時呼叫時,則按上面所說的看哪層率先呼叫,假設(shè)第2層先呼叫,則程序段3中最后1段里的M7接通,(雖然上面的M6也接通,但是由于是2層先呼叫,所以當?shù)?層時,只有最后1段里的接通,接通的同時,時間繼電器T2也得電,延時之后,程序段3中最上面1段里的T2接通了,這時本來由于斷開而斷開的線路又由T2這路接通了,電梯則開始下降到1層再停止.這里要說明的是Y11是下降的線圈. 程序段4 再如程序段4所示的,這是當電梯停在1層時,2層同時呼叫時的情況.比如當電梯停在1層時,2層與3層同時呼叫,按上面說的看哪一層率先呼叫,假設(shè)2層率先呼叫,則先上升到2層,當上升到2層之后,程序段5中的X12