【正文】 松下 FP1 系列 PLC 手持編程工具 —— FP 編程器Ⅱ； FP1 外設(shè)專用通訊電纜； FP 編程器Ⅱ操作手冊； 松下 PLC 專用編程工具軟件 —— FPWIN GR 軟件光盤； 教學(xué)電梯使用說明書。 課題研究的主要內(nèi)容 電梯是根據(jù)最常見的升降式電梯結(jié) 構(gòu) ,采 用透明有機材料制成，其結(jié)構(gòu)與實際電梯完全相同，且?guī)缀蹙邆淞藢嶋H電梯的所有功能。事實上，早在公元前 1100 前后，我國的周 朝時期就出現(xiàn)了提水用的轆轤，這是一種由木制（或竹制）的支架，卷筒，曲柄和繩索組成的簡單卷揚機，它是利用輪軸原理制成的一種起重工具，通常安在井上汲水。隨著現(xiàn)代化城市的高速發(fā)展，每天都 有大量人流及物流需要輸送。 電梯是標(biāo)志現(xiàn)代物質(zhì)文明的垂直運輸工具是機 — 電一體化的復(fù)雜運輸設(shè)備。 作為升降設(shè)備，據(jù)說它起源于公元前 236 年的古希臘。隨著 水壓梯的發(fā)展，蒸汽梯也就被淘汰了。 圖 透明仿真教學(xué)電梯裝置 電梯的電氣控制系統(tǒng)采用日本松下的可編程控制器 (PLC)智能控制，交流變頻調(diào)速 (VVVF)驅(qū)動 ，其硬件結(jié)構(gòu)的組成及功能與實際電梯完全一樣。 主要技術(shù)參數(shù) 在模擬電梯 的機械機構(gòu) 設(shè)計中主要用到的技術(shù)參數(shù)如表格 所示 。轎廂與對重裝置的重力使曳引鋼絲繩壓緊在曳引輪槽內(nèi)產(chǎn)生摩擦力。 C1—— 與加速度、減速度及電梯特殊安裝情況有關(guān)的系數(shù)，一般稱為動力系數(shù)或加速系數(shù)。 ②曳引輪繩槽形狀與曳引輪材料當(dāng)量摩擦系數(shù)。 為使電梯滿載和空載情況下，其負(fù)載轉(zhuǎn)矩絕對值基本相等，國標(biāo)規(guī)定平衡系數(shù) K=0． 4～ 0． 5，即對重平衡 40％～ 50％額定載荷。如圖 所示 ： 圖 曳引輪繩槽 本科畢業(yè)設(shè)計 10 半圓槽 f 最小，用于復(fù)繞式曳引輪。 電梯曳引鋼絲繩的繞繩方式主要取決于曳引條件，額定載重量和額定速度等因素。 曳引機 電梯曳引機是電梯的動力設(shè)備，又稱電梯主機。 (2)起動電流較小 在電梯 用交流電動機的鼠籠式轉(zhuǎn)子的設(shè)計與制造上，雖然仍采用低電阻系數(shù)材料制作導(dǎo)條，但是轉(zhuǎn)子的短路環(huán)卻用高電阻系數(shù)材料制作，使轉(zhuǎn)子繞組電阻有所提高。 通過計算可得： P = 180 W 也可用另一種方法計算，即： 式中 P—— 電動機功率（ kw）； W—— 額定載荷及附屬重力之和（ N）； V—— 提升速度（ m/s）； ? —— 機械效率。由于直流電磁制動器制動平穩(wěn)，體積小，工作可靠，電梯多采用直流電磁制動器。 ⑤裝有手動盤車手輪的電梯曳引機，應(yīng)能用手松開制動器并需要一持續(xù)力去保持其松開狀態(tài)。安裝在曳引電動機轉(zhuǎn)軸和曳引輪轉(zhuǎn)軸之間。 如圖 本科畢業(yè)設(shè)計 16 12 圖 蝸桿與蝸輪嚙合 1— 蝸 輪 ； 2— 蝸 桿 ① 在減速器內(nèi)，凡蝸桿安裝在蝸輪上面的稱為蝸桿上置式。 聯(lián)軸器 設(shè)計 聯(lián)軸器是連接曳引電動機軸與減速器蝸桿軸的裝置，用以傳遞由一根軸延續(xù)到另一根軸上的扭矩，又是制動器裝置的制動輪。是電梯傳遞曳引動力的裝置，利用曳引鋼絲繩與曳引輪緣上繩槽的摩擦力傳遞動力，裝在減速器中的蝸輪軸上。 (2)曳引輪繩槽形狀 曳引驅(qū)動電梯運行的曳引力是依靠曳引繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力產(chǎn)生的，因此曳引輪繩槽的形狀直接關(guān)系到曳引力的大小和曳引繩的壽命。因此這種槽形的范圍受到限制，只在輕載、低速電梯上應(yīng)用。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 (含撓性 )。 1．強度 對曳引繩的強度要求，體現(xiàn)在靜載安全系數(shù)上。 (1)破斷拉力 —— 指整條鋼絲繩被拉斷時的最大拉力，是鋼絲繩中鋼絲的組合抗拉能力，決定于鋼絲繩的強度和繩中鋼絲的填充率。 3．曳引輪槽型和材質(zhì)，好的繩槽形狀使鋼絲繩在繩槽上有良好的接觸，使鋼絲產(chǎn)生最小的外部和內(nèi)部壓力，能延 長使用壽命。因此，必須給予注意。所以必須了解掌握電梯的工作原理，能及時發(fā)現(xiàn)隱患并正確合理地使用電梯。當(dāng)轎廂的打板撞動碰輪時，由鋼絲繩傳動將刀閘斷開。但此時僅僅是防止向危險方向運行，電梯仍能向安全方向運行。 限速器和安全鉗 正常運行的轎廂，一般發(fā)生墜落事故的可能性極少，但也不能完全排除這種可能性。當(dāng)轎廂運行速度達到限定值時 (一般為額定速度的 115％以上 )，能發(fā)出電信號并產(chǎn)生機械動作，以引起安全鉗工作的安全裝置。如圖 所示。常見的是把安全鉗安裝在轎廂架下梁的上面。 限速器 限速器 隨時監(jiān)控著交響的速度， 即電梯超過額定速度時，能及時發(fā)出信號，產(chǎn)生機械動作切斷供電電路，使曳引機制動。擺錘式限速器一般用于速度較低的電梯。最大的夾持力由鉗尾部的彈簧調(diào)定。“靜磁柵源”使用鋁合金壓封無源釹鐵硼磁柵組成磁柵編碼陣列；“靜磁柵尺”用內(nèi)藏嵌入式微處理器系統(tǒng)的特制高強度鋁合金管材封裝，使用開關(guān)型霍爾傳感器件組成霍爾編碼陣列，鋁合金管材外部使用防氧化鍍塑處理。尤其層門滑輪下的擋輪要經(jīng)常調(diào)整，以防中分門下部的縫隙過大。 緩沖裝置 電梯由于控制失靈、曳引力不足或制動失靈等發(fā)生轎廂或?qū)χ囟椎讜r，緩沖器將吸收轎廂或?qū)χ氐膭幽埽峁┳詈蟮谋Ｗo，以保證人員和電梯結(jié)構(gòu)的安全。但當(dāng)彈簧壓縮到極限位置后，彈簧要釋放緩沖過程中的彈性變形能使轎廂反彈上升，撞擊速度越高，反彈速度越大，并反復(fù)進行，直至彈力消失、能量耗盡，電梯才完全靜止。 停止開關(guān)和 檢修運行裝置 1．停止開關(guān)一般稱急停開關(guān)，按要求在轎頂，底坑和滑輪間必須裝設(shè)停止開關(guān)。轎廂裝有無孔門時，轎內(nèi)嚴(yán)禁裝設(shè)停止開關(guān)。轎廂內(nèi)的檢修開關(guān)應(yīng)用鑰匙動作，或設(shè)在有鎖的控制盒中。 除了前面已介紹 的限速器和安全鉗、緩沖器、終端限位保護裝置外，還有其它的安全保護裝置，如下： 1．層門門鎖的安全裝置 乘客進入電梯轎廂首先接觸到的就是電梯層門 (廳門 )，正常情況下，只要電梯的轎廂沒到位 (到達本站層 )，本層站的層門都是緊緊地關(guān)閉著，只有轎廂到位 (到達本層站 )后，層門隨著轎廂的門打開后才能跟隨著打開，因此層門門鎖的安全裝置的可靠性十分重要，直接關(guān)系到乘客進入電梯的安全性。為了防止電動機過載后被燒毀而設(shè)置了熱繼電器過載保護裝置。只有下方向接觸器處于失電狀態(tài)時，上方向接觸器才能吸合，而下方向接觸的吸合必須是上方向接觸器處于失電狀態(tài)。 急停開關(guān)應(yīng)有明顯的標(biāo)志，按鈕應(yīng)為紅色，旁邊標(biāo)以“通”、“斷”或“停止”字樣，扳動開關(guān)，向上為接通，向下為斷開，旁邊也應(yīng)用紅色標(biāo)明“停止”位置。通過這次對模擬電梯機械機構(gòu)的設(shè)計，使我學(xué)習(xí)到電動機的設(shè)計及 計算，以及進一步設(shè)計計算制動器，和 蝸 輪蝸桿減速器的設(shè)計，以及這些機構(gòu)在整個電梯的用處。 機械工業(yè)出版社 ， 2021 [3] 劉連昆，樊運華，馮國慶，電梯實用技術(shù)手冊 [J]。高等教育出版社出版。鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社 。 2021 [19] 王季鐵，曲家騏，執(zhí)行電動機 [M]。 2021 [24] 黃正慧，劉朝英，齊樹興 . 電梯系統(tǒng)工程設(shè)計 [M] 北京 ： 國防工業(yè)出版社 2021 [25] 鄒廣華，劉強 .電梯設(shè)備制造與檢測 [J]. 化學(xué)工業(yè)出版社 . 本科畢業(yè)設(shè)計 38 [26] 黃聰明，陳祥光，何恩智 .電梯 控制原理 [M].北京理工大學(xué)出版社 . [27] 黃振仁，魏新利．機械技術(shù)設(shè)計指南 [M]．化學(xué)工業(yè)出版社 .2021 [28] C 至此論文完成之際，謹(jǐn)向?qū)焺⒋合惚硎疚艺嬲\的感謝和崇高的敬意 ! 感謝這次畢業(yè)設(shè)計中，同組同學(xué) 李琨，谷雨等人對我的 熱情幫助和支持，在此表示誠摯的謝意。蘇 C 2021 [20] 徐第，孫俊英，安裝電工基本技術(shù) [J]。北京：中國勞動出版社。北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [10] 孟少凱，尚貴林，電梯技術(shù)與工程實務(wù) [M]。上海：上海交通大學(xué)出版社， 2021 [5] 史信芳，陳影，毛宗源，電梯技術(shù) [M]。在設(shè)計中我還了解到了電梯的限速器，安全鉗等安全裝置的選擇，保證電梯的安全運行。注意，主開關(guān)切斷電源不包括轎廂內(nèi)、轎頂、機房和井道的照明、通風(fēng)以及必須設(shè)置的電源插座等的供電電路 。 (2)機械聯(lián)鎖式裝置： 為 防止上下方向接觸器電氣聯(lián)鎖失靈，造成短路事故，在上下方向接觸器之間，設(shè)有機械互鎖裝置。兩只熱繼電器熱元件分別接在曳引電動機快速和慢速的主電路中，當(dāng)電動機過載超過一定時間，即電動機的電流大于額定電流，熱繼電器中的雙金屬片經(jīng)過一定時間后變形，從而斷開串接在安，全保護回路中的接點，保護電動機不因長期過載而燒毀。本課題針對轎箱開關(guān)門感應(yīng)裝置做了進一步改進，使用紅外線傳感器替代現(xiàn)有的繼電器開關(guān)，從而擺脫了以往靠繼電器和接觸開關(guān)等有觸點器件控制的龐雜線路系統(tǒng)，優(yōu)化了線路，大大地提高了系統(tǒng)運行的可靠性，同時也便于檢修 . 3．轎廂超載保護裝置 乘客從層門、轎門進入到轎廂后，轎廂里的乘客人數(shù) (或貨物 )所達到的載重量如果超過電梯的額定載重量，就可能造成電梯超載后所產(chǎn)生的不安全后果或超載失控，造成電梯超速降落的事故。有的電梯為防誤動作設(shè)三個按鈕，操縱時方向按鈕必須與中間的按鈕同時按下才有效。 檢修運行時應(yīng)取消正常運行的各種自動操作，如取消轎內(nèi)和層站的召喚，取消門的自動操作。停止開關(guān)要求是紅色的，并標(biāo)有“停止”和“運行”的位置，若是刀閘式或撥桿式開關(guān)，應(yīng)以把手或撥桿朝下為停止位置。 因此彈簧緩沖器的特點是緩沖后存在回彈現(xiàn)象，回彈次數(shù)和高度決定于轎箱的沖擊速度、載荷及彈簧剛度。前者主要以彈簧和聚氨酯材料等為緩沖元件，后者主要是油壓緩沖器。 電氣安全觸點必須符合安全規(guī)范要求，絕不能使用普通電氣開關(guān)。充分發(fā)掘嵌入式微 處理器的資源，將數(shù)據(jù)更新速度提高到毫秒數(shù)量級，以便能適應(yīng) 5m/S 以下運動速度的位移響應(yīng)。 本科畢業(yè)設(shè)計 28 圖 楔塊漸進式安全鉗結(jié)構(gòu)原理 1— 導(dǎo)軌； 2— 拉桿； 3— 楔塊； 4— 鉗座 ； 防人員剪切和墜落的保護和要求 在電梯事故中人員被運動的轎廂剪切或墜入井道的事故占的比例較大，而且這些事故后果都十分嚴(yán)重，所以防止人員剪切和墜落的保護十分重要。 本科畢業(yè)設(shè)計 27 圖 安全鉗結(jié)構(gòu)及安裝位置 1— 安全鉗楔塊； 2— 安全鉗座； 3— 轎廂架； 4— 防晃架； 5— 垂直拉桿； 6— 壓簧； 7— 防跳器； 8— 繩頭； 9— 限速器繩； 10— 主動杠桿； 11— 安全鉗急停開關(guān) ； 12— 壓簧 ； 13— 正反扣螺母； 14— 橫拉桿 ； 電氣安全開關(guān)應(yīng)符合安全觸點的要求，規(guī)定要求安全鉗釋放 后需經(jīng)稱職人員調(diào)整后電梯方能恢復(fù)使用，所以電氣安全開關(guān)一般應(yīng)是非自動復(fù)位的，安全開關(guān)應(yīng)在安全鉗動作以前萵時動作，所以必須認(rèn)真調(diào)整主動杠桿上的打板與開關(guān)的距離和相對位置，以保證安全開關(guān)準(zhǔn)確動作。 按動作原理可分為擺錘式和離心式兩種 ，離心式限速器較為常用。電梯正常運行時，轎廂運動通過驅(qū)動連桿帶動限速器繩和限速器運動，此時，安全鉗處于非動作狀態(tài)，其制停元件與導(dǎo)軌之間保持一定的間隙。當(dāng)電梯底坑的下方有人通行或能進入的過道或空間時，則對重也應(yīng)設(shè)有限速器安全鉗裝置。 安全鉗是由于限速器的 作用而引起動作，迫使轎廂或?qū)χ匮b置制停在導(dǎo)軌上，同時切斷電梯和動力電源的安全裝置。 只要發(fā)生以上五種原因之一種， 就可能發(fā)生轎廂 (或?qū)χ?)急速墜落的嚴(yán)重事本科畢業(yè)設(shè)計 24 故。當(dāng)限位開關(guān)動作后電梯仍不能停止運行，則觸動極 限開關(guān)切斷電路，使驅(qū)動主機迅速停止運轉(zhuǎn)。在轎廂打板與碰輪脫離后，再由人工將刀閘復(fù)位。 防止越程的保護裝置一般是由設(shè)在井道內(nèi)上下端站附近的強迫換速開關(guān)、限位開關(guān)和極限開關(guān)組成。 整個曳引機的設(shè)計外還有曳引鋼絲繩的材料選擇，規(guī)格，以及壽命分析。但應(yīng)注意的是，在外部鋼絲繩應(yīng)力降低的情況下，磨損將轉(zhuǎn)向鋼絲繩的內(nèi)部。但鋼絲繩一經(jīng)纏繞成TPnK ?靜本科畢業(yè)設(shè)計 21 繩后，由于彎曲變形，使其抗拉強度有所下降，因此兩者間關(guān)系有一定比例