曳引电梯门系统设计

分类：学术论文    更新时间：12-05    来源：网络

 本次毕业设计的课题是曳引乘客电梯的门系统的设计，首先进行市场调查，了解客户需求，然后查阅文献，掌握电梯设计的初步知识及最新进展。在此基础上先进行初步方案的拟定，然后在小组讨论的基础上，确定最终方案。最后由所学知识进行参数计算并画出相应的零件图和装配图。

 

本次毕业设计是在完成了三年的基础课和专业课的前提下，结合之前完成过的课程设计的基础上进行的一次综合的考察。目的是为了培养我们运用所学知识的能力，加强解决实际问题的能力。在此过程中，要结合设计的标准，手册等资料，在了解了电梯的基本构成之后，才能够去进行理论计算、结构思考、绘制图样、写相关说明性材料，培养我们关于机械设计相关的基本能力，以及之后成为合格的工程设计工作者的所必备的基本素质。

本次毕业设计课题为曳引电梯门系统设计。随着生产水平的提高和以及技术的发展，人们对生活质量要求越来越高，自动化产品逐渐占据人们的生活，电梯就是一个典型的例子，电梯的出现，就是为了大大的方便人们的生活水平。本次设计曳引电梯门系统的各个组成部分有：门扇、门导轨架和门滑轮、门地坎和门滑块以及自动开关门机构。本人对其各个部分进行了详细、严谨的分析、计算和绘图。在设计过程中，本人首先开始搜寻电梯的相关资料，通过这些资料慢慢了解电梯的机械结构域部分的相关知识，然后在自己对电梯有了一定的认识之后，结合众多的资料，开始了对电梯门系统的机械结构部分的设计，使用Autocad等相关软件绘制模型。再不断地分析完善，最后完结工程图和设计说明书。虽然经过多次检查修改，但是由于本人自身经验有限、所学不足，而且本次设计内容较多，任务繁重，所以在设计中难免会出现一些错误，还请各位老师批评指正。总之，我认为此次毕业设计让自己对从事机械行业的相关工作进行了一次前期试验性的训练，并且从中收获了许多知识，对今后的工作起到了重要作用。

 

1电梯的历史

在公元前236年，有一个叫阿基米德的人，他在经过不断地研究之后，发明了一种人力驱动的卷筒式的卷扬机，并且将它安装在妮罗宫殿里面，一共有三台，这三台卷扬机是首次有记载的运用机械运作的设备，可以说是电梯的鼻祖。其实，这种人力驱动的卷扬机，在我国古代早就已经投入使用了。比如我国北方农村常见的水井绞车，就是中国祖先在公元前使用的一种人力驱动的卷扬机。

1765年，英国人瓦特发明了蒸汽机，有了蒸汽机这种动力装置，人们也开始创造机械装置，并用蒸汽机作为动力，来帮助自己完成一些繁重的工作。

1852年，美国纽约杨可斯的机械工程师奥的斯再一次展会上向民众展示了他的发明，就是该发明证明了升降机的安全性能，这个展示标志着电梯的诞生，而且打消了人们对升降机安全性能的质疑。

1858年，在美国首次出现了利用蒸汽机作为动力的电梯，这一创造又推动了电梯的发展，然后在英国又出现了利用水压作为动力的水压梯。

1889年，美国的奥的斯电梯公司，首次将电梯的动力变成了直流电动机，这才出现了真正意义上的电梯，而且这个尝试也让电梯趋于实用性，更加具有方便性。

1900年，在电梯的驱动之中运用了交流式感应电机，因为这，电梯的传动机构又一步得到了简化，随着交流单速电动机发展到交流双速机乃至多速电动机，传动机构的简化也提高了电梯的舒适性，并且提高了电梯的运行速度。

1903年，奥的斯公司淘汰了用卷筒驱动的方式的电梯，成功制造出了用曳引驱动方式作为驱动方式的电梯，这一举动让电梯的传动系统得到了改善，而且提高了其通用性。

在电梯的动力问题得到了解决之后，人们便转向了电气控制以及速度调节方面的研究上，并且取得了巨大的进展。1924年，奥的斯公司安装了第一台信号控制系统，让电梯的操作大大简化。1928年集选控制电梯被开发出来，并且成功安装使用；1946年又在电梯上加入了群控的方式，在电梯的控制方面有得到了进一步的发展。

1976年，日本的富士达公司研发了运行速度可以达到10m/s的电梯，这是一台利用直流无齿轮曳引方式驱动的电梯；1977年，日本三菱电机公司在电梯控制方面取得了突破，成功开发了一种无齿轮的曳引电梯，控制方式也是之前没有出现过的可控硅控制技术。

为了节省空间，人们开始将目光投入到电梯的机房设计中。1996年芬兰通力电梯公司经过不懈的努力，终于研制成功了一台无机房电梯，取名叫MonoSpace，这个电梯通过永磁同步电动机来进行驱动，在井道顶部侧面固定驱动电机，轿厢也是利用曳引钢丝绳来驱动。

1997年迅达电梯公司向世人展示了他们公司的最新设计，Mobile无机房电梯，这个电梯使用的技术更加先进，电梯不需要曳引绳和承载井道，直接让自驱动轿厢垂直运行于在自支撑的铝制导轨上，同年通力电梯公司在芬兰建造了当今世界上行程最深的井道，其行程为350米，电梯在这个井道中的实际提升高度为330米，理论上可测试17m/s速度的电梯。

1982年法国、德国、日本三国经过合作，共同研制了一台直线电机电梯，经过七年的调试与安装，直线电机电梯在1989年安装在日本。这种电梯在结构上大胆创新，将曳引电梯的对重和直线电动机几乎融为一体，而且还安装了盘式制动器，在电力拖动方面，也采用了利用微机来进行变频变压调速的系统。

电梯在我国的发展也已经有了很长的一段时间。虽然在古代我国就有了电梯的雏形，但是真正电梯在我国得到发展是比较晚的，我国的电梯发展主要可以总结为三个阶段：

                   

1952年起，我国开始建立电梯厂，首先就是在上海、天津和沈阳建立的，这三家电梯厂配合着设立相关的科研单位，我国开始独立自主制造的道路，不断提高技术，开始生产各类电梯产品。

1956年底，公私合营的上海电梯厂试制成功了具有自动平层和自动开门功能的交流双速信号控制电梯。

1959年，在公私合营上海电梯厂与上海交通大学共同努力下，我国第一批自行设计制造的自动扶梯研制成功，虽只有四台，仍是一大突破。这批电梯之后在北京火车站安装使用。

1980年，我国建立了机械行业的首家合资企业，取名叫中国迅达电梯有限公司。该公司由中国建筑机械总公司、瑞士迅达有限公司、香港怡和迅达（远东）有限公司三家企业合资共同成立，上海电梯厂和北京电梯厂也包括在该企业中。

1989年，我国成立了国家电梯质量监督检验中心，国家质检中心采用最先进方法对电梯的型式进行试验，在合格后会签发证书，成立质检中心的目的就是为了保障在国内使用的电梯的安全性能，减少电梯安全事故的发生。

目前在我国现有的电梯整机生产企业就有将近500家，可以说世界上知名的电梯厂家都在我国建立了合资或独资企业；当然我国也有很多自主建立的电梯品牌，比如苏州东南电梯、浙江的巨人电梯、上海的华立电梯，都是我国已经比较成功的电梯企业；在电梯配件行业方面，德国威特等公司建立的合资企业也在我国成立，来提供电梯配件。当然我国的上海新时达、上海贝斯特等企业也紧跟他们的步伐，发展迅速。

  1.2 市场调查

在毕业设计开始前，进行了市场调查的工作，经过对苏州各处的调查，发现电梯已经深入到每个人的生活中，方便了人们的生活。首先在住宅区，现在苏州几乎都是高楼，电梯已经是每栋楼必备的，每栋楼都会有两部电梯供人们使用，这种电梯一般都是规格较小的中分式门电梯。在大型的写字楼中，电梯也是必不可少的，在这里与居民楼的电梯是类似的，只是规格会比居民楼的电梯大一些，这样的话电梯最大能够容纳的人数就会更多，尽量避免出现上班高峰期时人们等待时间过长的现象。

图1 苏州某居民楼电梯

在一般商场中，配备的都是自动扶梯，在这里，人们都是带着游览的心情来的，自动扶梯视野开阔，速度不算太快，允许的最大载重量也比较大，更加适合在商场中使用。考虑到观光性质的要求，现在也出现了玻璃材质的电梯，在这种电梯里，可以看到远处的风景，更加具有观光性。现在很多商场也装配了玻璃电梯，主要是为了让乘客能够看到商品的分布，使商品更加具有吸引力，也让乘客更加容易的找到自己想要的商品所在地。现在地铁上也采用了自动开关门的机构，跟电梯十分相似，都是由主动门拖动从动门来进行开关的，地铁上也是为了方便乘客进出，采用了中分式的开门方式。

 

3本次设计的内容

本次设计主要对曳引电梯自动门部分进行传动设计，让其满足日常使用要求首先会先了解门系统中包含的主要部件，其次会对传动部分进行设计计算。在自动开门机构中，有着带传动的形式，也有连杆传动形式，主要对带轮的直径大小进行计算分析，让机构之间的传动比与效率满足使用要求。也会对轴进行分析设计校核，保证安全性。

一开始，电梯都是鼓轮式的，WWw.eEELw.com鼓轮式电梯的主机类似于现在使用的卷扬机，钢丝绳的一端掉挂着轿厢，通过固定滑轮，钢丝绳的另一端则固定在绳鼓上，通过鼓轮的转动来带动钢丝绳的释放和缠绕，从而实现轿厢的升降。这种电梯的优点是在使用时钢丝绳不会出现打滑现象，但是由于鼓轮不可能做的太长，这样钢丝绳的长度就会受到限制，钢丝绳的长度又影响了电梯的行程高度，因此这种电梯不能够拥有很长的行程。另外一方面，在鼓轮式电梯使用上，安全也得不到很好的保障，当由于上下行程控制元件的损坏而导致失灵时，电梯就会超越顶层极限位置并且会冲向楼板，这时本应该让轿厢停止运行，但由于钢丝绳继续被绳鼓卷绕，轿厢就会撞击顶板，引起重大的事故。由于这些缺点，鼓轮式电梯受到了很大的限制。

在1903年出现了曳引式电梯，很好的解决了这些问题。曳引式电梯首次在美国出现，这种电梯用曳引轮取代了鼓轮，钢丝绳一端与轿厢链接，另一端与对重连接，悬挂在曳引轮上面，在曳引轮转动时利用钢丝绳与绳轮之间由于摩擦的产生摩擦力带动轿厢和对重同时运行。曳引电梯的特点是在曳引轮转动时，轿厢和对重作相反运动，一升一降，长度不受限制，而且钢丝绳不需要缠绕，所以钢丝绳的根数也不受限制，因此在电梯的高度和载重量方面都有很大的提高。另一点，曳引式电梯是靠曳引轮和钢丝绳之间产生的摩擦力来传动的，当电梯出现失控的情况，不受控制要冲向楼板时，只要对重被底部的缓冲器阻挡，钢丝绳与曳引轮绳槽间就会发生打滑，失去了摩擦力的带动，轿厢就会停止冲顶，这样可以很好地避免撞击楼板的重大事故的发生。正是因为曳引式电梯有这些优点，所以能够得到飞速的发展，一直被沿用至今。

 

4 小结

在经过几个世纪的发展，现在电梯已经变得十分的普及，在苏州，几乎各处都能够见到电梯，电梯已经成为了人们生活中必不可少的一个工具。电梯的发展，离不开不断为电梯进步提出伟大想法的各个工程师，当然，我国经济的发展也起着关键作用。虽然现在电梯技术已经很成熟，但是，人们还在不断地探索，继续研究着更加便利，更加先进的技术，相信在未来电梯会变得更加的人性化。