毕业设计电梯控制电路系统设计Word文档格式.docx
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目 录
第1章设计总体方案
1.1设计的思路
1.曳引机的额定载重量
额定载重量是指曳引比为1,平衡系数(对重系数)为0.4时,曳引轮曳引的轿厢所承受的重量,对于客梯重量为1250kg,人数为16位。
2.额定速度
额定速度是批曳引比为1时曳引轮的圆周速度。
(单位:
m/s)即轿厢速度。
3.曳引机减速器的中心距:
160mm
4.交流电动机
a)功率(单位:
kw):
22
b)中心高(单位:
mm):
200
c)极数:
单速为4极
注:
1)曳引机减速器其它几何参数,应符合标准GB100085-88或JB2318-79或GB9147-88的规定。
2)电动机其它技术要求,应符合GB12974-91。
5.曳引机的总体设计
曳引机主要由电动机、联轴器、减速器、曳引轮、机架、飞轮(手扳轮)、编码器等部分组成。
目前曳引机的组合形式主要有下列三种:
电动机→联轴器→制动机构→减速器→曳引轮
电动机→联轴器→减速器→制动机构→曳引轮
制动机构→电动机→联轴器→减速器→曳引轮
综合分析后,本人选择第1)种方案来设计。
6.关于制动机构位置的讨论
制动机构放置在联轴器处,不但可以利用制动联轴器缩小尺寸,降低成本,而且可获得良好的受力状态,最后达到提高寿命、紧凑结构、美观大方的效果。
但放在联轴器处对维修来说稍有不便。
在结构设计中尽量避免蜗杆双端出轴。
曳引机需要机架,以便在机房内安装。
另外过轮需安置在机架上,与曳引机组成一体。
机架设计要注意:
曳引机的重心必须位于机架之内,最好接近机架平面中央;
机架要有足够的刚度;
机架不得与曳引轮,钢丝绳干涉。
至于曳引轮的布置,必须安装在输出(低速)轴上;
放置应征得用户认可,由输出轴左伸右伸决定。
对于齿轮副曳引机,一般和电动机一起放在减速器的同侧。
7.电动机的选用
除小型杂物电梯外,其它电梯都要经过起动→稳定→停运三个工作阶段,其速度要经过低速(加速)→正常匀速→低速(减速)三个阶段,其调速方法通常有直流调速、变极调速、调压调带、调频调带、直线调速等形式。
客梯多用调压或调频调速电动机。
随着技术的发展,采用调频调速电动机要优于调压调速电动机,所以这里我选用调频调速电动机。
电动机转速和它的极数有关。
转速高,极数少,体积小,成本低,故应选择4极电动机,n1=1500r/min
1)传动比i12
经综合考虑选用i12=36
2)曳引轮
曳引轮大小直接影响轿厢速度,由公式得
T2=F2r2=3277376.64,于是F2=T2/r2=3277376.64/297.6=11012.69
D/d2=F2/Q,于是D=F2*d2/Q=11012.69*297.6/(1250+2900)=789.73
取D=800,绳径:
d=16
3)曳引比的应用
经验所得:
客梯i/12=1(当v≥1m/s时)
1.2设计方案的确定
目前已有的结构分:
整体式——蜗杆、蜗轮轴向装入箱体内:
箱体在蜗轮轴线的水平面内分成上下两个箱体
整体式曳引机中心距一般小于(或等于)160mm,a小于125mm的曳引机应一律采用整体式,不应采用分箱式。
分箱式曳引机减速器被蜗轮轴的水平轴平面分开。
把箱体剖分成箱盖、箱座。
其优点是加工工艺好,装配和维修方便。
不利条件是具有分箱面,需用多个螺栓联接。
结构不够紧凑,外观不好设计。
所以多在大中心距曳引机设计中采用。
a>
160mm时多用分箱式.应特别指出,立式曳引机都应是整体式,而齿轮副曳引机都应采用分箱式。
综合考虑后,我决定选用分箱式。
1.3箱体结构设计的讨论
曳引机设计中一般应采用卧式;
我选用的是分体式。
采用加强肋和散热肋;
箱体要有结构的对称性,要有较大的盛油量及良好的铸造工艺;
结构尽量简化,紧凑、实用、美观、大方;
箱体各部尺寸要尽量成比例。
1.4箱体尺寸的确定
箱体尺寸是由主传动机构及电动机(凸缘式为例)尺寸确定。
箱体内壁尺寸完全由蜗杆副的几何尺寸确定。
蜗杆轴长由蜗轮外圆直径大致决定。
蜗轮轴长蜗杆轴外圆直径大致决定。
这就基本确定了箱体内壁尺寸。
下置件(蜗杆或蜗轮)距箱底的尺寸一般取30~50mm。
当蜗杆下置时,为了保证电动机中心的高度或凸缘尺寸,可以增大这个尺寸。
一般不用增加底板厚度的办法,也不用阶梯式机架的结构。
也有的把箱体和机架铸成一体。
这种结构可增大盛油量,但结构复杂铸造工艺差,成本高,不尽合理。
关于壁厚,有的设计采用了较大尺寸,如底座尺寸δ=30mm,也有的δ=25mm。
其理由是为了增大箱体刚度。
这种增大刚度的方法显然不尽合理。
因为增大刚度要找到产生刚度大小的原因,分清静刚度还是动刚度。
另外增大壁厚,要明显增大重量和体积,加大成本。
对于分箱式,蜗杆上置时底座壁厚δ=0.04a+5>
8mm,于是
a=160mmδ1=12mm
a=200mmδ1=13mm
a=250mmδ1=15mm
a=315mmδ1=18mm
a=400mmδ1=19mm
a=500mmδ1=25mm
箱盖δ/1=0.85δ1>
8mm
蜗杆下置时底座壁厚δ2=0.85δ1,箱盖δ/2=0.9δ2
箱体分箱面处底座凸缘厚度B1=1.5δ1,上盖凸缘厚度B2=B1=1.5δ。
地脚螺钉直径df(必要时应校核计算)≈0.036a+12(取标准值)
轴承盖螺钉直径df1=(0.4~0.5)df
箱体的外观尺寸由结构形式、安装尺寸及附件所需而成形。
1.箱体肋的设置
设置肋有两个目的,一是增加箱体刚度、强度,二是增大散热面积。
在设置肋时最好将两个目的合二为一。
蜗杆副曳引机产生的热量圈套,油温升较高,在不明显增大空间尺寸的情况下,增加肋是增大散热面积,降低油温升的良好措施之一,同时对提高箱体刚度十分有效。
我对肋的设置有如下看法:
其一,曳引机的电动机风扇,不冷却减速器箱体,减速器高速轴上不设有风扇,所以肋的设置不需要考虑风向。
亦即只考虑增强刚度和散热效果就可以了,故选用设置竖直肋,不设置横向肋。
又因曳引机不是连续工作,小时负荷率较小,所以油温升不是主要主要矛盾,肋的尺寸不必过大。
其二,为了增大刚度,要在支承处设置处大尺寸的肋。
在轴承支承的内箱壁处设置竖直肋,可明显增强箱体抗扭矩、抗弯矩的能力,从而提高箱体的刚度。
其三,设置肋要以受拉、受压代替受弯;
肋板不易过高、过薄以免折断,不要过小、过密以防铸造工艺不佳;
要美观大方,和箱体协调,可把肋设计成三角形、长方形、梯形等结构形式。
为了适应铸造工艺要考虑起模斜度。
其四,底座受力大,是盛油处,在底座箱壁上要多设肋,其结果不但可加强刚度和强度,而且可增加散热效果。
其五,整体式曳引机,功率小、散热量小,一般可不设肋。
整体式两侧的大压盖外壁可不设肋,而内壁一定要设置较强的竖肋,这对整体刚度将起到重要作用。
分箱式大压盖也同样处理。
肋的设置见图
2.箱体设计应合理处理的几个问题
在箱体设计时应充分考虑油标(或油针)、通气孔、注油孔、观察孔、油塞、吊钩(或吊环)等。
不但要按标准选用其尺寸,而且要恰当地设置其位置。
a)注油孔和观察孔一个是注入润滑油,一个是观察蜗杆副齿面的啮合部位和啮合面积,一旦出现啮合问题便于修复。
当蜗杆下置时,两者可合一放置在箱盖的顶部。
一般为方形,尺寸由设计者确定或按JB130—70选用。
对于上置蜗杆,注滑动孔和下置蜗杆情况相同,而观察孔应放在箱体的位置。
另外,分箱式或小中心距曳引机可不设置观察孔。
b)通气孔曳引机在工作过程中油池内要产生大量蒸气。
气体若排不出来,箱内将产生巨大压力,后果不堪设想。
所以一定要设置通气孔,把气体排出。
通气孔要具备通气好、尘埃不易进入箱内的性能,可放在注油孔盖上,或和油针合为一体。
形式和尺寸可根椐JB130—70选用。
c)油标或油尺润滑油的注油高度十分重要。
工作中要经常注意油面高度,达不到规定高度时要马上加油,这一切都需要用油标或滑动尺度量。
目前用圆形油标较多,可按GB1160-79的规定选用。
若采用油尺(油针),则要将其放在运动件不干涉的地方。
d)油塞和放油孔相配合的六角螺塞,可严防漏滑动和渗油。
其尺寸见JB/IQ4450—86。
放油孔设计尺寸要大一点,以便放滑动并用M12X1.25~M30X2。
油塞由二个零件组成:
螺塞、皮封油垫。
放油孔要低于箱座底面。
e)吊沟、吊环为起重用的挂钩可参考有关标准。
3.轴承位置
曳引机有两根轴,每个轴两端都装有轴承,箱体是其机架(支承)。
每个轴承都有国的作用点,为了增强刚度,该作用点最好位于箱体壁厚中点附近。
这样设置的结果使受力合理,避免了轴承处过于凸出箱外或箱内,造成结构设计方面的不合理。
1.5箱体设计的对称性
箱体设计成对称结构,美观大方,另外用户对输出轴轴伸方向要求不同,为调头安装方便,也需要设计成对称结构。
由于蜗轮轴上装有曳引轮,两个轴承受力相差很大,这种情况允许选用不同型号即尺寸不同的轴承。
在这种情况下也应按大尺寸轴承将箱体设计成对称结构。
1.曳引机轴的结构设计
2.轴的计算步骤
按传动轴处理确定轴的最小直径用计算准则τ≤[τ]T,设计出一个直径为d的光轴作为被设计轴的最小直径。
τT=T/Wt=(9.55*106P/n)/0.2d3≤[τ]T
d≥=A=25.95
曳引机一般用45号钢,[τ]T=30~40Mpa,A=118~106。
当弯矩相对转矩很小时,[τ]T取大值,A取小值。
当考虑到键槽对强度影响时,直径方向开一个键槽轴的直径应扩大3%,两个键槽扩大7%。
轴的结构设计初步计算出光轴后,要考虑轴承(计算选定)内孔走私、跨距、轴上零件、安装工艺等,将光轴设计成阶梯轴。
在轴的结构设计中要特别重视下列几个问题;
在设计阶梯轴时,要充分考虑加工工艺,要设有退刀槽越程槽;
各处下径最好取标准值;
在几何尺寸的过渡部分不要留有直角,而要用圆弧过度,台阶过度处用椭圆弧联接最好,总之要采取有效有效措施,减少应力集中;
台阶、轴肩、轴环尺寸应采用推荐值;
轴承处的轴户大小要考虑到轴承拆卸;
各轴上零件的周周向用键固定,轴向用轴户和挡板固定
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