升降機(jī)的電氣傳動(dòng)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

1、升降機(jī)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要 升降機(jī)是現(xiàn)代建筑和工程中不可缺少的設(shè)備之一。這次論文設(shè)計(jì)對(duì)升降機(jī)的功能、結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、安全性能詳細(xì)的進(jìn)行了分析研究。在比較了幾種施工升降機(jī)的特點(diǎn)后，采用鋼絲繩卷揚(yáng)式，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，我們比較熟悉。超載保護(hù)裝置、安全防墜器、是升降機(jī)的安全保護(hù)裝置，當(dāng)升降機(jī)遭遇突發(fā)情況時(shí)可以防止發(fā)生吊籠墜落事故，保證人身安全。在保護(hù)安全裝置中安全防墜器的作用非常重要，因此，對(duì)裝置進(jìn)行一些改進(jìn)來適應(yīng)這個(gè)行業(yè)的發(fā)展是十分必要的。本次設(shè)計(jì)對(duì)升降機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了深入地研究。本課題所設(shè)計(jì)的升降機(jī)是通過研究出的一臺(tái)起重量大、提高高度、綜合應(yīng)用性能好的升降機(jī)，其提高形式采用鋼絲繩式，安全防墜

2、器采用靈敏度高、可靠性高、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單一些、能夠減少吊籠墜落事故的發(fā)生。如今，升降機(jī)已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的機(jī)械工具，隨著科學(xué)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)升降機(jī)在運(yùn)行時(shí)的高速性、準(zhǔn)確性、平穩(wěn)性、高效性等性能有了更高的要求。升降機(jī)控制系統(tǒng)一般有三種方式：微機(jī)控制系統(tǒng)、繼電器控制系統(tǒng)和plc控制系統(tǒng)。關(guān)鍵字：plc控制系統(tǒng)；升降機(jī)；工程與建筑；自動(dòng)控制abstractelevator is one of the indispensable equipment in modern architecture and engineering.this topic to lift the functio

3、n, structure, driving device, safety performance was analyzed in detail.after comparing the characteristics of several kinds of construction lifter, using wire rope winding type, its structure is simple, we are familiar with.for device, overload protection device, safety is elevator safety protectio

4、n device, when the elevator encounter emergency can prevent the hoisting cage fall accidents, ensure the personal safety. in the protection of safety device safety for the role of is very important, as a result, some improvement was carried out on the device to adapt to the development of the indust

5、ry is very necessary.the design of elevator and the safety device for the thorough research, to design the high sensitivity, high reliability for the safety of the device, and the safety for the professional analysis.this topic the elevator is designed through the research of a large lifting weight,

6、 improve the lift height, integrated application of good performance, improve the form of the wire rope, for safety device with high sensitivity, high reliability, some relatively simple structure, to reduce the hoisting cage fall accidents.elevator control system in general there are three ways: mi

7、crocomputer control system, relay control system and plc control system.electromechanical integration, and its programming are simple, application is very simple also, debug cycle short, the advantages of convenient maintenance and is currently used in the elevator control system more control mode,

8、are now widely used to the traditional relay control system.keywords: plccontrolsystem;elevator;engineeringandconstruction;the automatic control目錄摘要iabstractii1 緒論11.1升降機(jī)的介紹11.2升降機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r21.3本課題研究的意義32 升降機(jī)結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)32.1升降機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42.1.1升降機(jī)的基本結(jié)構(gòu)42.1.2升降機(jī)的分類62.2升降機(jī)吊籠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)72.2.1升降機(jī)吊籠與傳動(dòng)裝置連接形式的分析72.2.2吊籠結(jié)構(gòu)模態(tài)分析

9、82.2.3吊籠結(jié)構(gòu)受力計(jì)算92.2.4吊籠墜落的原因分析102.3 plc控制系統(tǒng)112.3.1 plc的結(jié)構(gòu)112.3.2 plc控制原理122.3.3升降機(jī)控制系統(tǒng)133 變頻器的選擇及應(yīng)用143.1變頻器的工作原理153.2變頻器的型號(hào)163.2.1 amb-g11變頻器173.2.2變頻改造后的升降機(jī)183.3變頻器的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)193.3.1變頻調(diào)速系統(tǒng)功能193.3.2變頻調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)214 升降機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)234.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)234.2升降機(jī)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求244.3起升結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)244.3.1電動(dòng)機(jī)的選擇244.3.2制動(dòng)電阻264.3.3驅(qū)動(dòng)功率274.

10、4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)284.4.1傳動(dòng)方案：284.4.2執(zhí)行機(jī)構(gòu);284.5電氣傳動(dòng)動(dòng)態(tài)模型294.5.1傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型294.5.2傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析31結(jié)論32致謝33參考文獻(xiàn)34附錄 a 變頻器應(yīng)用參數(shù)351 緒論1.1 升降機(jī)的介紹 升降機(jī)是機(jī)、電、液一體化的機(jī)械，應(yīng)用于高層建筑的施工中，大大簡(jiǎn)化了施工的程序。隨著現(xiàn)代工程需要的飛速發(fā)展和施工技術(shù)的日益進(jìn)步，施工升降機(jī)越來越不可缺少。施工電梯也稱作為施工升降機(jī)，但施工升降機(jī)包含的更廣闊，施工平臺(tái)都屬于施工升降機(jī)的范疇。我國(guó)生產(chǎn)的施工升降機(jī)越來越成熟，已經(jīng)逐步走向國(guó)際化。施工升降機(jī)主要應(yīng)用在我國(guó)的各類建筑工地工程中，這是因?yàn)檫@樣的建筑工程

11、對(duì)于使用龍門架、井字架來完成是有一定難度的。 近年來，隨著建筑高度的不斷增加，施工升降機(jī)的需求量也在不斷增加。升降機(jī)除了應(yīng)用于建筑工程中還能應(yīng)用在橋梁的建設(shè)中，此外，它還可以應(yīng)用在大型化工廠冷卻塔、發(fā)電廠的煙囪、廣播電視塔以及煤礦等多種施工場(chǎng)合下，施工升降機(jī)已成為建筑行業(yè)中一種必不可少的機(jī)械設(shè)備。一般的施工升降機(jī)是由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、橋廂、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、底盤、圍欄、電氣傳動(dòng)系統(tǒng)等幾部分構(gòu)成，是在工地中經(jīng)常使用的載人載貨機(jī)械，由于其獨(dú)特的箱體結(jié)構(gòu)和較高的安全性能，施工升降機(jī)在工地上一般是配合塔吊使用，通常載重量在1-3噸，運(yùn)行速度為1-60m/min。 圖1.1 施工升降機(jī)1.2 升降機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 近幾年

12、來, 隨著中國(guó)的迅速發(fā)展,國(guó)產(chǎn)施工升降機(jī)具備了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)理論 。無論是技術(shù)性能還是產(chǎn)品的質(zhì)量都處于先進(jìn)領(lǐng)導(dǎo)者的位置，尤其是結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析、機(jī)械振動(dòng)與模態(tài)分析、優(yōu)化的辦法、輔助設(shè)計(jì)等。 根據(jù)升降機(jī)運(yùn)行的控制智能化角度，要求升降機(jī)有較好的質(zhì)量,控制的程序中采用先進(jìn)的調(diào)整規(guī)則。我們用這些理論基礎(chǔ)來開發(fā)升降機(jī)的性能, 為施工升降機(jī)的發(fā)展帶來了巨大變化. 利用這些理論人們可以全面掌握每個(gè)高度位置上標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的任何部位的應(yīng)力狀態(tài)、可以知道施工升降機(jī)懸臂部份的動(dòng)態(tài)特性 ,并且當(dāng)?shù)趸\提升速度加大后給升降機(jī)帶來的影響。升降機(jī)結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，承載量大，升降平穩(wěn)，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單方便，是最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的理想輸送設(shè)備。根據(jù)升降機(jī)的

13、安裝環(huán)境和使用要求，選擇不同的可選配置，可取得更好的使用效果。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)的發(fā)展，升降機(jī)作為建筑中的較為重要應(yīng)用工具，其技術(shù)發(fā)展及智能化先進(jìn)的程度是我國(guó)科技者們較為關(guān)心的。瑞典alimak 公司已經(jīng)不是當(dāng)年能壟斷升降機(jī)市場(chǎng)的大贏家了。 國(guó)產(chǎn)施工升降機(jī)近幾年的迅速發(fā)展已經(jīng)占領(lǐng)了中國(guó)市場(chǎng), 瑞典alimak 公司的產(chǎn)品已經(jīng)無法在進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。在亞洲地區(qū)中國(guó)的施工升降機(jī)已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng), 并且具有占領(lǐng)這些市場(chǎng)的趨勢(shì) . “中國(guó)是一個(gè)升降機(jī)大國(guó)，但要成為一個(gè)升降機(jī)強(qiáng)國(guó)還有很長(zhǎng)的路要走。無論從品牌、產(chǎn)品、技術(shù)、人才、管理等各個(gè)方面，國(guó)產(chǎn)升降機(jī)都還有很大的提升空間。在建筑工程的領(lǐng)域里, 國(guó)產(chǎn)施工升

14、降機(jī)雖然沒有像其它科技設(shè)備那么高的增長(zhǎng)率, 但是升降機(jī)今后還是有著巨大的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng). 我們要正確的認(rèn)識(shí)目前國(guó)產(chǎn)施工升降機(jī)所存在的不足, 通過基礎(chǔ)的理論和科技全面掌握施工升降機(jī)的各種性能,并在理論的基礎(chǔ)上調(diào)整我們的產(chǎn)品, 豐富科技力量, 增強(qiáng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 通過幾年的發(fā)展,在世界著名的超高層建筑物的建設(shè)中都有我國(guó)施工升降機(jī)的身影, 在世界著名標(biāo)志性的建筑的建設(shè)中也有我國(guó)施工升降機(jī) 。這樣國(guó)產(chǎn)施工升降機(jī)將會(huì)在不久的將來占領(lǐng)更大的國(guó)際市場(chǎng).1.3 本課題研究的意義 施工升降機(jī)主要用于城市高層和超高層的各類建筑中，這主要因?yàn)檫@樣的建筑高度對(duì)于使用井字架、龍門架來完成作業(yè)是十分困難的。近年來，隨著建筑高度

15、的不斷增加，架設(shè)高度大的施工升降機(jī)的需求量也在不斷增加。建筑施工升降機(jī)除了應(yīng)用在高層建筑中還可以應(yīng)用在大橋的建設(shè)中，此外，它還可以應(yīng)用在大型化工廠冷卻塔、發(fā)電廠的煙囪、廣播電視塔以及煤礦等多種施工場(chǎng)合下，施工升降機(jī)已成為建筑行業(yè)中一種必不可少的機(jī)械設(shè)備。 本課題的最終目的是研究高性能、高效率、低成本的升降機(jī)，以及分析升降機(jī)運(yùn)行的工作原理。2 升降機(jī)結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)2.1 升降機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1.1 升降機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 施工升降機(jī)包括很多設(shè)備，其中升降機(jī)起升結(jié)構(gòu)是主要的器械。施工升降機(jī)主要是由鋼結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)和安全控制系統(tǒng)等部件組成。主要構(gòu)件有立柱、吊籠、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、對(duì)重、天梁、導(dǎo)軌及底盤等

16、。1立柱： 立柱一般分為單立柱和雙立柱，選用鋼管，將其焊成格構(gòu)式標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，其斷面可組成三角形、方形，通過計(jì)算來確定立柱的尺寸。井字架的架體用來制作桿件。我們將將較低(20m以下)的井字架架體，采用扣件式鋼管腳手架的搭設(shè)方法，但它不適宜裝設(shè)安全裝置，受用率較低。2吊籠： 吊籠是升降機(jī)的核心裝置，作為焊接鋼結(jié)構(gòu)體，周圍都是有鋼絲網(wǎng)防護(hù)，前后安裝單、雙開吊籠門，頂上安裝的是護(hù)身拉桿。吊籠式升降機(jī)用來承載貨物的空間。由吊籠體吊籠架等裝置構(gòu)成。吊籠架是吊籠承載結(jié)構(gòu)，由吊籠架傳遞到鋼絲繩上。吊籠架一般由上梁、立柱、底梁和拉條組成。圖2.1 吊籠3標(biāo)準(zhǔn)節(jié) 是由無縫鋼管和角鋼等焊接而成的，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上安裝齒條，通過

17、附墻架和建筑物固定，作為吊籠上下運(yùn)轉(zhuǎn)的導(dǎo)軌。 4對(duì)重 是根據(jù)平衡吊籠的本身的重量，進(jìn)而提升電動(dòng)機(jī)功率的利用率和吊籠的承重，而適當(dāng)?shù)母纳平Y(jié)構(gòu)受力情況。 5天梁 天梁在吊籠頂部的橫梁上的裝置，它是用來承受吊籠本身重量和吊籠里人和貨物重量；是比較重要的受力構(gòu)件之一，其斷面是經(jīng)過仔細(xì)計(jì)算才確定的。當(dāng)載荷為11kn時(shí)，天梁可以選擇2根14號(hào)槽鋼，相對(duì)焊制而成。它在上端安裝一個(gè)滑輪和一個(gè)固定鋼絲繩尾端的銷軸。6導(dǎo)軌 導(dǎo)軌的選擇，大多數(shù)情況下會(huì)用工字鋼和鋼管。導(dǎo)軌通常是單滑比雙滑道，與架體焊接在一起。井字架的導(dǎo)軌通常為架體的四角設(shè)置，加強(qiáng)了穩(wěn)定性。7底盤 我們一般在架體的底端安裝底盤，用來連接架體與基部。2

18、.1.2 升降機(jī)的分類 根據(jù)不同的情況與作用，我們要選擇不同的升降機(jī)，而升降機(jī)的類型是多種多樣的。目前主要有以下幾種分類方式：1.按傳動(dòng)方式： 分為齒輪齒條式、鋼絲繩牽引式與混合式。 2.按工作籠數(shù)量：分為單籠、雙籠施工升降機(jī)。 3.按用途：分為人用升降機(jī)、貨用升降機(jī)、施工升降機(jī)等。在現(xiàn)實(shí)生活中還存在一些用于特殊場(chǎng)合的升降機(jī)，比如礦井專用升降機(jī)、電站專用升降機(jī)、防爆專用升降機(jī)、消防員專用升降機(jī)等。 4.按導(dǎo)軌架安裝方式：分為傾斜式和垂直式施工升降機(jī)。 5. 按驅(qū)動(dòng)方式分類：按照升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)來分，可以分為交流型升降機(jī)、直流型升降機(jī)、液壓型升降機(jī)、齒輪齒條型升降機(jī)、螺桿式升降機(jī)。 6.按速度有無變

19、化：分為變頻調(diào)速和單一速度，施工升降機(jī)在不同的場(chǎng)合升降機(jī)的速度有不一樣的要求，因?yàn)樯禉C(jī)沒有速度上具體的分類，所以我們總結(jié)出了習(xí)慣性的分類。在運(yùn)行速度低于100iils的情況下屬于低速梯：運(yùn)行速度在100200n范圍之間，屬于中速梯；速度相對(duì)大于200lils時(shí)，就是高速梯；在一些特殊情況還有超高速梯，速度超過500iils的升降機(jī)。隨著技術(shù)的不斷提高，升降機(jī)的速度不斷地在變化，所以這些參數(shù)也是隨著提高的。7.按操縱控制方式分類：升降機(jī)操縱控制的方式分為以下幾種，如按鈕操控、手柄操控、信號(hào)操控等。在不同的情景有不同的需求，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，可以選擇適合相對(duì)應(yīng)的控制操縱方式。最近幾年，隨著對(duì)全

20、自動(dòng)控制的集選控制升降機(jī)越來越多的的應(yīng)用，全自動(dòng)控制的集選控制升降機(jī)高于信號(hào)控制，相當(dāng)于信號(hào)控制的無司機(jī)控制。除此之外，還有群控升降機(jī)、并聯(lián)控制升降機(jī)，它是用一臺(tái)控制系統(tǒng)，同時(shí)操控兩臺(tái)甚至更多的升降機(jī)。2.2 升降機(jī)吊籠結(jié)構(gòu)分析 升降機(jī)的吊籠是通過一些標(biāo)準(zhǔn)節(jié)用螺旋連接成許多支點(diǎn)的空間架，其作用是用來傳動(dòng)和承受負(fù)載。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的橫截面一般有矩形、正方形和三角形。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的長(zhǎng)度大多數(shù)都在1.1m-1.6m之間，塔身是由弦桿、腹桿多選用等邊角鋼構(gòu)成。根據(jù)塔身的結(jié)構(gòu)升降機(jī)一般分為單柱型和雙柱型，而我們所研究的升降機(jī)采用單柱雙吊籠，兩個(gè)吊籠都有獨(dú)特的驅(qū)動(dòng)裝置，同時(shí)上、下運(yùn)行，不僅提高了運(yùn)送能力，而且提高了效率

21、。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的截面型式為正方形，運(yùn)用了它的較好的承載能力。吊籠是用角鋼焊接成的矩形空間架，吊籠與升降機(jī)最近一側(cè)安裝了支撐滾輪，吊籠用鋼絲繩利用天輪架跟起升機(jī)構(gòu)連接。吊籠的自重過大會(huì)對(duì)升降機(jī)的性能產(chǎn)生影響，所以應(yīng)該盡量的減小自重。圖2.2 吊籠結(jié)構(gòu) 1下縱梁 2下圍板 3方管 4門立柱 5上圍板 6角板 7上縱梁 8角鋼 9立柱2.2.1 升降機(jī)吊籠與傳動(dòng)裝置連接形式的分析 升降機(jī)傳動(dòng)裝置與吊籠屬于牽引與被牽引的關(guān)系，通過行走和導(dǎo)向裝置的數(shù)量來看，雖然它們的運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性，但是二者的連接方式又消除了這種獨(dú)立性。在設(shè)計(jì)運(yùn)行設(shè)備時(shí)，這兩個(gè)裝置的尺寸、規(guī)格、精度應(yīng)在同一水平線上。在運(yùn)行時(shí)，兩者的運(yùn)作應(yīng)保持

22、一致，在實(shí)際操作的時(shí)候，如果兩者不能夠保持一致，就會(huì)導(dǎo)致過壓緊輪底座連接鋼板變形等事故的發(fā)生。面對(duì)廣大需求者來說，必須對(duì)目前升降機(jī)吊籠與傳動(dòng)板的連接設(shè)施進(jìn)行改進(jìn)，把目前的這種連方式改變?yōu)槿f向的單牽引形式，增加一些定位滾輪和緩沖、安全裝置。 傳動(dòng)裝置是升降機(jī)的最重要的部分，它的機(jī)械性能影響升降機(jī)的安全性和便捷性，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與吊籠的聯(lián)接方式對(duì)升降機(jī)來說非常重要。升降機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和吊籠作為相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)設(shè)備，二者的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌存在一定的關(guān)系，傳動(dòng)板即承載垂直荷載有承載它本身的偏載力矩，吊籠的橫向偏載是由滾輪承載的，兩者調(diào)整互不影響，同時(shí)也完美的詮釋了對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用。 升降機(jī)的正常工作運(yùn)行，像起升及其

23、停止，下降及其停止，這些運(yùn)動(dòng)的控制都是由傳動(dòng)裝置來完成的，牽引軸負(fù)責(zé)承載拉力；在一些特別的情況下，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)節(jié)及傳動(dòng)裝置運(yùn)行時(shí)的操作誤差會(huì)對(duì)齒輪齒條嚙合產(chǎn)生一定的影響。經(jīng)過對(duì)吊籠傳動(dòng)形式的分析可以表明在傳動(dòng)板與吊籠或者傳動(dòng)架的連接時(shí)我們首先選用彈性聯(lián)接方式。2.2.2 吊籠結(jié)構(gòu)模態(tài)分析 對(duì)吊籠結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，主要是根據(jù)對(duì)它動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)。吊籠的構(gòu)造屬于連續(xù)彈性體的系統(tǒng)，為了使結(jié)果能夠更加的精確化，應(yīng)該對(duì)模型加以改進(jìn)。對(duì)吊籠結(jié)構(gòu)模型劃分網(wǎng)格實(shí)際上是將連續(xù)系統(tǒng)“凝縮”成有限個(gè)離散的參數(shù)，形成了離散系統(tǒng)。網(wǎng)格規(guī)劃完成后，需要滾輪組合裝配連接的立柱面施加約束，左右立柱頂端面對(duì) x 軸、y 軸、z

24、 軸方向的位移進(jìn)行約束。設(shè)定起始和終止的頻率，分別設(shè)為 0hz 和 10000hz，為了便捷操作，同時(shí)進(jìn)行模態(tài)擴(kuò)展設(shè)置。 圖2.3 吊籠結(jié)構(gòu)pro模型 根據(jù)以上可以得出結(jié)論，吊籠結(jié)構(gòu)整體的剛度和質(zhì)量分布較為均勻，沒有明顯的薄弱部位和過剩部位，不存在引發(fā)整體較大振動(dòng)的頻率，得出相對(duì)比較合理的動(dòng)態(tài)參數(shù)。通過對(duì)吊籠結(jié)構(gòu)頻率在 23.5hz。在85mm65mm4mm 的折彎鋼板處焊接一塊傾斜加強(qiáng)筋則有利于降低吊籠結(jié)構(gòu)震蕩疲勞導(dǎo)致的破壞，提升它的壽命和操作人員的便捷性。2.2.3 吊籠結(jié)構(gòu)受力計(jì)算 吊籠主要受力部件是底下的四根槽鋼，經(jīng)過計(jì)算如下： (2.1)式中底面單根槽鋼所受彎矩()；起重載荷()；吊

25、籠的寬度()。 (2.2)式中w截面系數(shù)()；許用應(yīng)力()。因?yàn)椤?(2.3)主要受力構(gòu)件選10號(hào)槽鋼。吊籠本身的重量： (2.4)其中 -吊籠本身重量（kg）； -10號(hào)槽鋼的總重量（kg）； -角鋼505的總重量（kg）； -角鋼705的總重量（kg）； -頂板的重量（kg）；安全防墜器自重： (2.5)其中吊籠總重量（kg）2.2.4 吊籠墜落的原因分析 由于安全保護(hù)措施不夠完善，吊籠冒頂事故經(jīng)常發(fā)生。施工升降機(jī)都有超載保護(hù)裝置，保護(hù)裝置應(yīng)用在吊籠內(nèi)載荷和吊籠頂部載荷均有效。若制動(dòng)器磨擦片嚴(yán)重磨損或有油污，制動(dòng)力矩不足，所能承受的載重量就會(huì)減少。重量限制器，這是本來沒有規(guī)定的，新的規(guī)定需

26、要設(shè)定保護(hù)裝置達(dá)到額定載重量的90%一定要發(fā)出警報(bào)，在額定載重量的120%前要暫停吊籠運(yùn)行，當(dāng)然也存在有的升降機(jī)根本沒有這個(gè)裝置。 一定要按規(guī)定進(jìn)行操作，吊籠超載運(yùn)行。需要在升降機(jī)每次運(yùn)行操作時(shí)，仔細(xì)的檢查電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)裝置，檢查后能正常運(yùn)行，才能正式使用，一旦發(fā)現(xiàn)制動(dòng)裝置不正常時(shí)，這個(gè)時(shí)候就應(yīng)該進(jìn)行調(diào)整和修復(fù)后才能運(yùn)行。如果工作人員在沒有受過特定培訓(xùn)無證上崗，如果超載運(yùn)行，容易導(dǎo)致事故的發(fā)生。要嚴(yán)格按照升降機(jī)額定負(fù)載控制人員的數(shù)量和貨物的重量，假如升降機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于超載運(yùn)行的狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致吊籠和其他裝置變形，導(dǎo)致升降機(jī)的安全運(yùn)行存在嚴(yán)重的安全問題。 裝置長(zhǎng)時(shí)期使用，維修保養(yǎng)不認(rèn)真，安全裝置失靈。這

27、種工作情況導(dǎo)致齒輪與齒條的嚙合精度大大降低，磨損程度大大增加，磨損到達(dá)一定程度時(shí)處于強(qiáng)度臨界狀態(tài)，這種情況下必須更換齒條才能保證安全性?，F(xiàn)在的設(shè)備租賃行業(yè)有著重經(jīng)濟(jì)效益和輕維護(hù)保養(yǎng)的裝置管理錯(cuò)誤觀念，不是裝置能運(yùn)轉(zhuǎn)，就違背裝置運(yùn)行規(guī)律，不進(jìn)行裝置定期的維護(hù)和保養(yǎng)。裝置如果不正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其它的安全設(shè)備就會(huì)失靈，在突發(fā)情況時(shí)不能發(fā)揮安全保護(hù)作用，同時(shí)也是導(dǎo)致施工升降機(jī)吊籠墜落事故發(fā)生的主要原因之一。升降機(jī)安裝完成，通過檢測(cè)合格后并獲得使用許可證后，才可以正常使用，盡管這時(shí)候升降機(jī)處于合格狀態(tài)，各種安全開關(guān)及其他部件等都有一定幾率出現(xiàn)異常情況，作為工作人員，一定要時(shí)刻關(guān)注升降機(jī)的安全情況，升降機(jī)的安全

28、開關(guān)都是根據(jù)安全需求設(shè)計(jì)的。因?yàn)樯舷尬婚_關(guān)、上極限開關(guān)是防止吊籠冒項(xiàng)而設(shè)置的，所以這兩個(gè)開關(guān)失靈失效，就一定導(dǎo)致吊籠冒頂進(jìn)而發(fā)生墜落事故。吊籠失去上升動(dòng)力后將不會(huì)繼續(xù)上行，這時(shí)吊籠的整體并沒有超過標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，一定要避免這種事故的發(fā)生。 我們還需要吊籠超載保護(hù)裝置，來保證吊籠的安全性能。設(shè)備投入使用前必須取得特種設(shè)備檢測(cè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)出具的特種設(shè)備檢驗(yàn)合格報(bào)告，而且在每次檢驗(yàn)有效期到滿前一個(gè)月提出檢查要求，讓裝備能按期的進(jìn)行檢測(cè)，保證施工的安全。施工升降機(jī)應(yīng)定期對(duì)操作和維修人員進(jìn)行崗位培訓(xùn)，一方面提高他們的安全技術(shù)水平，樹立他們安全生產(chǎn)的責(zé)任心，并且加強(qiáng)對(duì)裝置的維修保養(yǎng)，提出嚴(yán)格、科學(xué)、有效的維修保養(yǎng)計(jì)劃

29、，為了及時(shí)的消除裝置不安全引起的事故隱患，確保機(jī)械安全防護(hù)裝置完好，性能可靠。并應(yīng)定期體檢，無高血壓、心臟病等空中工作禁忌癥。施工時(shí)期，司機(jī)應(yīng)認(rèn)真專心，嚴(yán)禁做別的事。所以，減少人員傷亡和裝置財(cái)產(chǎn)損失，需要工作人員定時(shí)的檢查升降機(jī)的裝置是非常重要的。2.3 plc控制系統(tǒng)2.3.1 plc的結(jié)構(gòu)plc(proguammable logic colltroller)是計(jì)算機(jī)類型的一種電子裝置，是對(duì)數(shù)字模擬的輸入量和輸出量，控制各種裝置的生產(chǎn)流程。plc還能提供各種類別的接口，方便于和外設(shè)連接，改善并增強(qiáng)功能。它對(duì)于計(jì)算機(jī)來說，其編程語言比較簡(jiǎn)單，并且可以實(shí)現(xiàn)直接編程?？删幊炭刂破骱陀?jì)算機(jī)的硬件一般

30、都包括以下幾個(gè)部分：（1） 電源（2） 中央處理單元（3） 存儲(chǔ)器（4） 輸入輸出接口（5） 編程器 圖2.4 plc硬件結(jié)構(gòu)圖2.3.2 plc控制原理plc具有可靠性高、適應(yīng)能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)易、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、與其他裝置配置連接方便等優(yōu)勢(shì)。升降機(jī)的plc控制系統(tǒng)包括信號(hào)控制和拖動(dòng)控制。圖2.5是升降機(jī)plc控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，包括機(jī)械系統(tǒng)、指層器、門機(jī)、調(diào)速裝置和拖動(dòng)系統(tǒng)。plc的工作方式一般通過掃描循環(huán)來運(yùn)行的。如果在執(zhí)行過程中遇到跳轉(zhuǎn)指令，則跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)單元，不然處理器將從第一條指令開始順序的執(zhí)行程序，一直到最后一條，掃描后自動(dòng)返回到初始指令，開始重新循環(huán)的掃描，直到完成順

31、序掃描的同時(shí)，再處理輸入信號(hào)的采樣的任務(wù)。 圖2.5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 圖2.6 plc工作流程圖2.3.3 升降機(jī)控制系統(tǒng)升降機(jī)的控制系統(tǒng)主要由可編程控制核心、模擬量輸出、井道和安全裝置。控制系統(tǒng)一般都是由信號(hào)控制和速度控制組成，控制系統(tǒng)的核心是plc，應(yīng)用在解決輸入信號(hào)的處理和輸出控制、設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)、顯示功能由觸摸屏來完成，只有安全性能得到保證施工升降機(jī)才能正常運(yùn)行，不然會(huì)發(fā)生一系列的故障。因此，升降機(jī)控制系統(tǒng)用plc作為核心控制，觸摸屏作為顯示模塊，通過串口執(zhí)行機(jī)構(gòu)，來控制施工升降機(jī)的運(yùn)行。圖2.7 升降機(jī)控制設(shè)計(jì)3 變頻器的選擇及應(yīng)用3.1 變頻器的工作原理變頻器vfd（variable

32、-frequency drive），變頻器通過變頻技術(shù)和微電子技術(shù)的原理，是通過改變電動(dòng)機(jī)工作電源的幅度頻率大小的方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力傳動(dòng)裝置。變頻器是運(yùn)用了半導(dǎo)體設(shè)備的通斷作用將工頻電源轉(zhuǎn)變成別的頻率的電力控制設(shè)備，對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、提高運(yùn)作精度、變頻調(diào)速和過流過壓過載的提供了有力的安全保證?，F(xiàn)如今，變頻器在東南亞地區(qū)受一些日本廠家影響而被稱為vvvf（variable voltage variable frequency inverter）。 變頻器主電路通常有兩種：一種是電流型，另一種是電壓型。（1）電壓型： 它是將電壓源的直流轉(zhuǎn)換成交流的變頻器，它的直流回路的濾波是電容；（

33、2） 電流型： 它是將電流源的直流轉(zhuǎn)換為交流的變頻器，它的直流回路的濾波是電感。 變頻器因?yàn)楦邏捍蠊β示w管技術(shù)和電子控制技術(shù)，而被廣泛的應(yīng)用。目前，為升降機(jī)裝置設(shè)計(jì)的專用變頻器已出現(xiàn)，運(yùn)用起來很靈活，功能也很強(qiáng)，當(dāng)然價(jià)格也非常高，所以在大多數(shù)控制設(shè)計(jì)中我們還是采用一般的變頻器。我們經(jīng)過合理設(shè)計(jì)，也能開發(fā)出專用控制器具有的控制功能。圖3.1變頻器帶動(dòng)的電動(dòng)機(jī)3.2 變頻器的型號(hào)表3.1 amb g11變頻器的參數(shù)公司代號(hào)系列代號(hào)最大適用功率輸入電源附加說明ambg11系列1r5：1.5kw2r2：2.2kw3r7：3.7kw ：400：400kwt3：三相 380v特制機(jī)型圖3.2 amb-g

34、11系列主回路端子功能：端子功能r主回路電源輸入端子stu變頻器輸出端子vwp制動(dòng)單元接線端子ne接地端3.2.1 amb-g11變頻器 amb- g11系列變頻器是深圳安邦信電子有限公司推出的新一代高性能矢量變頻器，它代表了最新變頻器的發(fā)展趨勢(shì)。與其他一般的變頻器相比，它有非常好的性能，它并不是靠多個(gè)系列產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)功能，它是在我們變頻器需求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，通過單系列產(chǎn)品的多模塊組合，創(chuàng)造最為合適廣大需求的產(chǎn)品。是我國(guó)目前稀有的幾家真正擁有磁通矢量技術(shù)的變頻器。圖3.3接線圖該變頻器運(yùn)用良好的無速度矢量控制策略讓它具有較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，通過先進(jìn)的電流限制技術(shù)和硬件優(yōu)化設(shè)計(jì)，要保證在負(fù)載

35、發(fā)生波動(dòng)的情形下，變頻器不跳閘。并具有以下特點(diǎn)：（1）可靠性 建立可靠性設(shè)計(jì)方案：比如冗余設(shè)計(jì)和降額設(shè)計(jì)，全部的設(shè)備都必須采用軍工等級(jí)，要有專業(yè)化的制作機(jī)構(gòu)，進(jìn)而加強(qiáng)整機(jī)的可靠性。（2）軟啟動(dòng) 跟工頻起動(dòng)方式比起來，運(yùn)用變頻器控制可以減小機(jī)械部分振蕩和沖擊，為我們節(jié)省了維護(hù)的用度，穩(wěn)定的運(yùn)行。（3）高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 采用高性能磁通矢量控制模式，低頻段提供穩(wěn)定高輸出轉(zhuǎn)矩。（4）安全性 g11具有零伺服功能，即使電動(dòng)機(jī)在零速時(shí)，也可以全力矩輸出，就算制動(dòng)器松動(dòng)或失靈時(shí)，也不會(huì)出現(xiàn)重物下滑，保證系統(tǒng)的安全系數(shù)。3.2.2變頻改造后的升降機(jī)1. 普通升降機(jī)指標(biāo) （1）提升速度：36m/min（2）額定安裝載

36、重量：1000kg （3）電機(jī)功率：15kw（4）防護(hù)等級(jí)：ip55（5）供電熔斷器電流：86a (6) 起動(dòng)電流：300a左右 (7) 剎車電流：350a左右2. 改造后的指標(biāo) （1）提升速度:62m/min （2）額定安裝載重量：1000kg （3）電機(jī)功率：15kw （4）防護(hù)等級(jí)：ip55 （5）供電熔斷器電流：86a （6）起動(dòng)電流：25a左右 （7）剎車電流：35a左右系統(tǒng)采用了安邦信變頻調(diào)速技術(shù)，將施工升降機(jī)的運(yùn)行速度從36m/min提升至62m/min，完美的提高了升降機(jī)的工作效率；起動(dòng)電流由300a降到了25a，保證起動(dòng)沒有沖擊，即保證施工升降機(jī)加速及減速過程平穩(wěn)的進(jìn)行，又提

37、高了施工升降機(jī)的安全性能。3.3 變頻器的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)3.3.1 變頻調(diào)速系統(tǒng)功能隨著變頻器性價(jià)比的提升以及變頻調(diào)速較高的優(yōu)勢(shì)，交流變頻調(diào)速已經(jīng)應(yīng)用在了許多領(lǐng)域，升降機(jī)調(diào)速系統(tǒng)也選用了交流變頻調(diào)速。最初,根據(jù)轉(zhuǎn)換器尺寸提升電機(jī)額定電流速度。g11,例如, 在這里必須使用當(dāng)前的“高過載”。 使用g11作為一個(gè)例子,下面的選擇： (3.1)因此,動(dòng)力裝置選擇2.至于加速程序而言超載行為必須支持的占空比，這是典型的應(yīng)用。在這個(gè)例子中，在g11的案例，這是“過載”，通常使用1.5倍的過載。如果有任何疑問,應(yīng)該首先計(jì)算起重設(shè)備工作周期和轉(zhuǎn)換器準(zhǔn)尺寸。 (3.2)變頻器是根據(jù)改變交流電動(dòng)機(jī)電源的頻率和

38、幅值的大小，進(jìn)而改變它的運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)的周期，這樣才能更好的控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。變頻器的作用，是使調(diào)速控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單化，用變頻器和交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)替代了一些本來只能用直流電動(dòng)機(jī)完成的工作，設(shè)備體積也得到了合理化的減小，減小了維修頻率，提升了傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展空間。變頻器是用來優(yōu)化電動(dòng)機(jī)運(yùn)作的，同時(shí)也可以達(dá)到增效節(jié)能的作用。另一方面，為了滿足控制上的要求，所以在很多系統(tǒng)中，通常來說用一般的變頻器來代替專用變頻器，通過合理的設(shè)置、配置和編程，也能達(dá)到比較好的控制效果。在一般的控制系統(tǒng)中，我們即要達(dá)到一些工業(yè)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能的要求，還有一個(gè)特別重要的性能指標(biāo)就是它的舒適度。保證升降機(jī)理想化的給定速度曲線運(yùn)行對(duì)拖動(dòng)

39、調(diào)速控制系統(tǒng)來說很必要，這會(huì)影響到升降機(jī)運(yùn)作的舒適感；另外，升降機(jī)的耗能量在整座建筑的耗能量比例很大，目前人們的節(jié)能意識(shí)普遍增高，減少升降機(jī)在建筑內(nèi)的耗電量，一直是人們非常關(guān)注的問題。如何合理的運(yùn)用已有的自然資源，也是現(xiàn)在研究的主要方向。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)運(yùn)行技術(shù)的發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常快速。電動(dòng)機(jī)交流變頻技術(shù)用來改善工藝流程來提升產(chǎn)品質(zhì)量和優(yōu)化環(huán)境、促動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種方法。變頻調(diào)速因?yàn)榱己玫恼{(diào)速性能和起制動(dòng)高效率、平穩(wěn)性好、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域等許多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展的調(diào)速方式。 （1）變頻調(diào)速升降機(jī)運(yùn)用的是異步電動(dòng)機(jī)，跟別的一樣容量的直

40、流電動(dòng)機(jī)相比具有占空間小、體積小、維護(hù)相對(duì)方便、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)。 （2）變頻調(diào)速電源通過spwm技術(shù)和svpwm技術(shù)，保證了升降機(jī)的質(zhì)量和性能;其因?yàn)榭刂凭容^高、調(diào)速范圍寬廣、動(dòng)態(tài)性能好，已經(jīng)逐漸的取代了直流電機(jī)調(diào)速。 （3）變頻調(diào)速升降機(jī)運(yùn)用的是spwm技術(shù)和svpwm技術(shù)，來提高電源的質(zhì)量，盡量減少諧波，提升了運(yùn)行的效率，增添了節(jié)能的效果.圖3.4 變頻器的應(yīng)用3.3.2 變頻調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) 運(yùn)用目前最先進(jìn)的交流變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)升降機(jī)電力拖動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)改造，為了升降機(jī)能夠穩(wěn)定的操作，提高工作效率，減少起制動(dòng)沖擊，降低電氣維護(hù)，減少電能消耗，提高功率因數(shù)等都可以取得良好的效果

41、。同時(shí)還包括過電壓、過電流、欠電壓、缺相保護(hù)、變頻器超溫、超速、超載、制動(dòng)單元過熱、i/o故障保護(hù)、電動(dòng)機(jī)故障保護(hù)等等，變頻調(diào)速方法具有如下明顯特點(diǎn)：（1）效率高，它的運(yùn)行速度基本可以達(dá)到6575m/min，是普通升降機(jī)運(yùn)行速度（35m/min）的兩倍。（2）無極調(diào)速技術(shù)很好的解決了裝置的傳動(dòng)振蕩，增加了軸承、齒輪、滾輪、齒條的耐久耐用性。因?yàn)樽冾l系統(tǒng)的限流功能，即降低了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊電流，又緩解了用電裝置之間的相互抵觸，加強(qiáng)了電纜載流的能力。其實(shí)供電電纜是不需要加大的，它與常速升降機(jī)相比，反而可以減小。不僅節(jié)省了本錢，又提高了收放電纜的便捷性。（3）變頻調(diào)速系統(tǒng)的安全保護(hù)系統(tǒng)。比如過

42、壓、過轉(zhuǎn)矩、過電流保護(hù)等問題，要完善電控系統(tǒng)就要保證它的可靠性和安全性。因?yàn)橄到y(tǒng)是零速起動(dòng)，起動(dòng)器沒有轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦，所以使用壽命基本可以近似成無窮大，至少延長(zhǎng)十好幾倍。（4）選平層控制系統(tǒng)的高性能，一般升降機(jī)的選平層都是司機(jī)靠目測(cè)手動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)的，效率較低，總是要上、下點(diǎn)動(dòng)好多次次才正確停層。導(dǎo)致效率太低而且增加了拖動(dòng)與控制系統(tǒng)的疲憊度，減少了壽命。而通過變頻選平層可以使操作系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，可以代替故障率高的繼電器系統(tǒng)。（5）具有良好的經(jīng)濟(jì)性，升降機(jī)速度提高了，功率也變大，與傳統(tǒng)產(chǎn)品比較起來，能耗卻下降了55%，由于在下降時(shí)，電機(jī)不用供電。按一天12小時(shí)工作量計(jì)算：每天可節(jié)電75kw，合人民幣60元。

43、按每年工作300天計(jì)，靠節(jié)電一項(xiàng)就可以產(chǎn)生效益15800元。（6）維修用度下降，一樣型號(hào)的非調(diào)速升降機(jī)，每年大約要換五次齒輪和制動(dòng)盤和很多個(gè)接觸器，就這項(xiàng)用度至少得花22000余元。并且要耽誤很多工作時(shí)間。用這項(xiàng)技術(shù)，齒輪可少換50%，齒條壽命至少延長(zhǎng)一倍，制動(dòng)器可以使用十年，可節(jié)約維修費(fèi)大約15000元。4 升降機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)(1)主控系統(tǒng) 系統(tǒng)的主控系統(tǒng)使用了西門子s7-200系列的可編程控制器,經(jīng)過plc的模數(shù)轉(zhuǎn)換口能夠準(zhǔn)確地檢查出電源的電壓值，同時(shí)也能很好的控制電機(jī)的多段速，控制起來特別簡(jiǎn)單，編程學(xué)習(xí)起來也簡(jiǎn)易方便。(2)變頻調(diào)速系統(tǒng) 調(diào)速系統(tǒng)采用amb-g11變頻

44、器，只需要在控制單元設(shè)置參數(shù)時(shí)對(duì)變頻器給出相應(yīng)的控制命令就可以使升降機(jī)按照設(shè)定的頻率運(yùn)行，滿足起升階段穩(wěn)定快速運(yùn)行的要求。變頻調(diào)速裝置本身具有很多自我保護(hù)功能，所以能夠很好的使升降機(jī)穩(wěn)定工作，不會(huì)受外界的干擾影響生產(chǎn)。圖4.1 電氣連線圖4.2 升降機(jī)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求升降機(jī)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)是升降機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)其操作的穩(wěn)定性有重要的影響。對(duì)升降機(jī)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)提出了如下的基本要求：（1）整機(jī)實(shí)際工作頻率的有效調(diào)節(jié) (2) 保證實(shí)際工作速度的恒定 (3) 各分部速比良好的動(dòng)態(tài)調(diào)整 (4) 維持分部間已定速比關(guān)系的恒定不變 (5) 穩(wěn)定的起升速度4.3 起升結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 起升

45、機(jī)構(gòu)在建筑工程中是非常重要的設(shè)備。它可以單獨(dú)使用，也可以成為其它起重機(jī)械設(shè)備上的主要運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，所以被廣泛的應(yīng)用。它是以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，經(jīng)過特有的傳動(dòng)形式，帶動(dòng)卷筒通過運(yùn)轉(zhuǎn)收放鋼絲繩來傳動(dòng)牽引力，進(jìn)而將吊籠提升到某一高度或者到達(dá)指定地點(diǎn)的重要機(jī)械設(shè)備。4.3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇負(fù)載質(zhì)量包括負(fù)載懸掛裝置 平衡物 提升速度 提升高度 繩滾筒直徑 轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 里夫 起始時(shí)間 系統(tǒng)的效率 每日工作時(shí)間 每小時(shí)吊裝運(yùn)動(dòng) 垂直升降驅(qū)動(dòng)應(yīng)該有一個(gè)螺旋齒輪減速電動(dòng)機(jī)控制里夫圖4.2垂直升降運(yùn)動(dòng)需要穩(wěn)定的輸出功率 = (4.1) (4.2) 選擇發(fā)動(dòng)機(jī)：17.5kw，5-pole 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)： 要求輸出的速度 (

46、4.3)所需要的齒輪比 (4.4)計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 =1150kgm (4.5)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)換 (4.6) (4.7) (4.8)轉(zhuǎn)動(dòng)的慣量的剎車不考慮，因?yàn)榧铀俚倪^程對(duì)電動(dòng)機(jī)尺寸幾乎沒有什么影響。計(jì)算所需要的額定輸出轉(zhuǎn)矩的鼓輪 (4.9)軸轉(zhuǎn)速與額定起重機(jī)速度 (4.10) 4.3.2 制動(dòng)電阻 用變頻器帶動(dòng)的電動(dòng)機(jī)以及其他負(fù)載在暫停的時(shí)候，一般都是運(yùn)用能耗制動(dòng)的形式，其實(shí)就是把暫停后電機(jī)的動(dòng)能和線圈里的磁能用一個(gè)其他的耗能元件消耗掉,用這種方式實(shí)現(xiàn)快速停車。當(dāng)供電斷開后，這時(shí)變頻器的逆變電路會(huì)反向?qū)?，把所有剩余電能反饋到變頻器的直流母線上來，直流母線上的電壓會(huì)提高，提高到某一定值的時(shí)候，變頻器

47、的制動(dòng)電阻會(huì)運(yùn)行，讓這部分電能通過電阻發(fā)熱的方式全部消耗掉，使保持直流母線上的電壓變成一個(gè)正常值。當(dāng)制動(dòng)通過斬波器和制動(dòng)電阻器或執(zhí)行電力恢復(fù)時(shí),超載行為。它不能被認(rèn)為在超載行為將是相同的操作和再生操作。最大可能降低時(shí)間的近似計(jì)算 (4.11)計(jì)算周期升降運(yùn)動(dòng)的數(shù)值每小時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算穩(wěn)定的制動(dòng)功率 計(jì)算制動(dòng)功率峰值 = (4.12)4.3.3 驅(qū)動(dòng)功率1驅(qū)動(dòng)功率 電動(dòng)機(jī)額定提升功率可表達(dá)為：式中的 額定功率 功率系數(shù)； 額定載荷： 吊籠自重； 額定速度。拽引式由于對(duì)重自重的作用，額定提升功率表達(dá)為： (4.13)顯然，在相同的提升能力下，拽引式的額定功率可以設(shè)計(jì)的小一些。圖4.3電動(dòng)機(jī)控制原理圖

48、4.4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.4.1 傳動(dòng)方案： 傳動(dòng)按傳動(dòng)方式可分為：機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)由于重量比較輕，體積小，結(jié)構(gòu)緊密，驅(qū)動(dòng)力量高等優(yōu)勢(shì)。但是根據(jù)目前國(guó)內(nèi)升降機(jī)市場(chǎng)的情況，液壓的馬達(dá)雖然比以前的質(zhì)量好很多，由于它的價(jià)格比較高，所以我們還是選擇傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)有電機(jī)、皮帶和減速箱構(gòu)成。 這次的方案使用電動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng)傳遞給齒輪后，在通過減速后用渦輪將水平的運(yùn)動(dòng)方式變化為垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，最后用絲杠升降機(jī)來工作。電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)之間一般都有帶輪、鏈輪、齒輪等，過載時(shí)對(duì)電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，皮帶過載時(shí)打滑為了起到保護(hù)作用，所以用皮帶傳動(dòng)。將水平的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化垂直的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，錐齒輪的要求軸的強(qiáng)度

49、是非常高的，另外渦輪能實(shí)現(xiàn)比較大的傳動(dòng)比。所以我們這次選用渦輪。4.4.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu); 在執(zhí)行機(jī)構(gòu)中有齒輪的形式施工工地上，工作環(huán)境不是很好，齒輪和齒條互相研磨，齒磨尖了仍然在使用，只是一個(gè)很嚴(yán)重的問題。據(jù)我們所知，齒形應(yīng)該如同一個(gè)懸臂梁，當(dāng)磨損到一定尺寸時(shí)，必須更換齒輪。在高層的運(yùn)輸中齒條要足夠長(zhǎng)，考慮到這對(duì)生產(chǎn)時(shí)會(huì)帶來不方便。再加上在裝配時(shí)的不方便。所以用齒輪齒條的形式。絲杠升降機(jī)不僅沒有上述缺點(diǎn)而結(jié)構(gòu)還緊湊安裝、裝修等比較方便。所以我們選擇了絲杠機(jī)構(gòu)。 將機(jī)構(gòu)全部裝配好，我們可以繼續(xù)研究運(yùn)動(dòng)仿真以及運(yùn)動(dòng)分析。 4.5 電氣傳動(dòng)動(dòng)態(tài)模型4.5.1 傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型 建立準(zhǔn)確升降機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

50、動(dòng)力學(xué)模型，這是在研究動(dòng)態(tài)性能的主要步驟，不同的驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)系統(tǒng)都有各自特點(diǎn)，因?yàn)閭鲃?dòng)比也不同，所以系統(tǒng)存在差別。一般的升降機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)主要有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)鏈、聯(lián)軸器、導(dǎo)向輪、鋼絲繩等組成。圖4.4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（1） 對(duì)一些中低速升降機(jī)來說，我們通常采用補(bǔ)償鏈來對(duì)質(zhì)量的平衡調(diào)節(jié)，沒有張緊系統(tǒng)，對(duì)高速升降機(jī)來說需要采用補(bǔ)償繩和張緊系統(tǒng)。（2） 在研究該鏈輪驅(qū)動(dòng)升降機(jī)的模型中，不僅鏈傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)轎廂的升降，而且傳動(dòng)鏈條也起到了補(bǔ)償鏈的作用。（3） 電動(dòng)機(jī)及其減速器與鋼絲繩以及繩頭彈簧相比，彈性要小得多。（4） 升降機(jī)在運(yùn)動(dòng)的過程中，鋼絲繩長(zhǎng)度、轎廂載重等都可以變化的，所以在討論升降機(jī)時(shí)變模型是具有一定難度的。（5） 升降機(jī)牽引鋼絲繩在運(yùn)行的時(shí)候隨時(shí)可以變化，所以鋼絲繩具有變質(zhì)量和變剛度兩個(gè)特點(diǎn)，升降機(jī)系統(tǒng)根據(jù)額外的補(bǔ)償進(jìn)行滑輪外側(cè)的鋼絲繩重力平衡。另外，鋼絲繩的質(zhì)量相比要小，我們根據(jù)鋼絲繩的變剛度特點(diǎn)，而忽略鋼絲繩質(zhì)量的變化。長(zhǎng)度為y的鋼絲繩的等效剛度為： k= (4.14)其中l(wèi)輪系傳動(dòng)比；n鋼絲繩的根數(shù)；e鋼絲繩的楊氏模量；z鋼絲繩的橫截面積；4.5.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析 在