电梯轿厢和井道系统分析与设计【带UG三维】【10张CAD图纸+毕业论文】
36页 8500字数+论文说明书【详情如下】
个性化设计电梯装配图.dwg
卡槽.dwg
卡盘.dwg
固定件.dwg
流程框图.dwg
滑块.dwg
电梯轿厢UG三维图.rar
电梯轿厢和井道系统分析与设计说明书.doc
电气原理图.dwg
轴.dwg
连接件.dwg
连杆.dwg
目录
一、实训任务书 3
二、任务分配 4
三、绪论 5
四、总体设计方案 5
五、电梯的机械结构部分 6
5.1、曳引电动机的选择 6
5.2、联轴器的计算与选用 6
5.3、配重块的选择 7
5.4、轴的选用及强度校核 7
5.5、轴承的选用及寿命计算 10
5.6、曳引钢丝绳的计算选用及强度校核 11
5.7、导轨的选用 14
5.8、轿厢的结构设计 15
5.9、轿门和层门的结构设计 15
六、电梯控制系统的设计 16
6.1、控制系统的设计 17
6.2、软件的设置 18
6.21、电梯流程图 18
6.22、PLC的设计 18
七、程序调试 35
八、谢辞 36
九、参考文献 37
一、实训任务书
《电梯轿厢和井道系统分析与设计》任务书
专业 机械设计制造及其自动化 指导教师
班级 学生姓名 学号
一、内容简介
本设计以三层变频曳引式垂直升降电梯为例，设计电梯轿厢部分和井道部分机械结构和控制系统，并通过实训装置进行调试练习。
二、任务要求：
(1)电梯载重50Kg，要求实现轿厢平层自动开关门，具有手动调试和自动运行功能；设计合理的人机界面和操作按钮。
(2) 轿厢到指定楼层平层停止后，才能开门。开门后延时10秒后关门或者按关门按钮后关门。具有开关门到位检测功能，并能实现故障报警
(3)电梯运行速度为低速度电梯；
(4)控制系统采用西门子系列PLC；
(5)要求控制系统有仿真和调试。
三、任务内容：
（1）实训设计说明书1份；
（2）机械结构三维模型图（电子版），二维设计装配图1张及主要零件图；
（3）控制系统原理图1张；
（4）程序框图及程序清单；
（5）演示视频。
四、时间安排（16周-20周）
2016.12.12-2016.12.17 ：认识电梯，现场测绘，机械结构设计及强度的计算与校核，三维建模，绘制机械结构装配图、主要零件图；
2016.12.18-2016.12.24：熟悉控制元件、控制流程，绘制电梯控制系统原理图；
2016.12.25-2016.12.31：编写PLC控制程序，编写力控触摸屏软件；
2017.1.3-2017.1.6 ：仿真、调试程序；编写设计说明书。
2017.1.7-2016.1.13：装置调试运行，答辩。
三、绪论
电梯是集机电一体的复杂系统，不仅涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，还要考虑可靠性、舒适感和美学等问题。而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。事实上，在电梯上已经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而，只有电梯的制造，安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量，才能全面保证电梯的最终高质量。在国外，已“法规”实行电梯制造、安装和维修一体化，实行由制造企业认可的、法规认证的专业安装队伍维修单位，承担安装调试、定期维修和输查试验，从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证。因此，可以说乘坐电梯更安全。美国一家保险公司对电梯的安全性做过认真的调查和科学计算，其结论是：乘电梯比走楼梯安全5倍。据资料统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。日前，由可编程序控制器(PLC）和微机组成的电梯运行逻辑控制系统，正以很快的速度发展着。采用PLC控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，己成为电梯控制的发展力向。
四、总体设计方案
本次设计的主要任务是设计出一个三层电梯模型，使之能达到设计要求。在本次设计中遵循的设计原则主要包括：系统在保证安全、可靠、稳定、快速的前提下，尽量做到经济、合理、适用、减小设备成本。在此原则之上该设计主要分为电梯机械结构部分和电梯控制系统部分。
机械结构部分：
1.电梯模型的长宽高分别为880mm、500mm、1600mm，轿厢的长宽高分别为880mm、340mm、470mm，轿厢架采用4040铝型材。
2.交流电机通过膜片联轴器与轴相连接，轴通过轴承座固定在轿架上，通过交流电机的正反转来使曳引钢丝绳拉动轿厢沿导轨上下移动。
3.轿门和层门设计为联动控制。
控制系统部分：由PLC进行控制，用涡流传感器来检测轿厢的实际位置并传递信号，用编码器来控制交流电机的停转，用继电器来控制交流电机的正反转的开始与停止，用继电器来控制轿厢门的开和关
五、电梯的机械结构部分
5.1、曳引电动机的选择
1、选用电动机类型
根据工作要求选用三相交流步进电动机，电压为380V。
2、选择电动机的容量。
电动机所需功率：
根据工作机的类型，取电动机效率
根据机械设计课程设计第十章中表10 – 2机械传动和摩擦副的效率概略值，确定各部分效率为：联轴器效率为，滚动轴承传动效率（一对），代入得
假设电机轴所受的拉力约为1000N，速度为0.5m/s
所需电动机功率为
3、确定电动机转速
综合考虑学校现有情况， 因此选用型号为SLPU – 5GU – 7.5K，其功率为7.5kw,额定转速为1400r/min，可见完全符合前面计算出的电动机的所需功率和所需的电动机转速。
5.2、联轴器的计算与选用
1、类型选择
考录到电机转矩的变化及载荷的影响，为隔离减震选用膜片联轴器
2、计算转矩
工作转矩 T=9549Pk/n=9549*7.5/1400=51.15N.m
工作情况系数K=1.8
计算转矩Tc=KT=1.8*51.15=92.08N.m
3、型号选择
由机械设计手册查得型号5-C68膜片联轴器，最大扭矩110N.m，许用最大转速为10000r/min，轴颈在14mm~24mm。因为一般联轴器可不必进行强度计算，故选用。
5.3、配重块的选择
七、程序调试
在调试之前首先对PLC外部接线作仔细检查，这一个环节很重要。外部接线一定要准确无误。也可以用事先编写好的试验程序对外部接线做扫描通电检查来查找接线故障。不过，为了安全考虑，最好将主电路断开。当确认接线无误后再连接主电路，将模拟调试好的程序送入用户存储器进行调试，直到各部分的功能都正常，并能协调一致地完成整体的控制功能为止。
程序的现场调试
完成上述的工作后，将PLC安装在控制现场进行联机总调试，在调试过程中将暴露出系统中可能存在的传感器、执行器和硬接线等方面的问题，以及PLC的外部接线图和梯形图程序设计中的问题，应对出现的问题及时加以解决。如果调试达不到指标要求，则对相应硬件和软件部分作适当调整，通常只需要修改程序就可能达到调整的目的。全部调试通过后，经过一段时间的考验，系统就可以投入实际的运行了。
该设计采用的是现场调试，现场调试视频见递交的附件
八、谢辞
本次个性化教育的题目为《电梯轿厢和井道系统分析与设计》 ，个性化教育一共持续了五周，在本次个性化教育过程中，我不仅得到了各位同学的热心帮助，更是受到老师的悉心指导。
在这五周中，同学们互相帮助，交流协商，齐心合力地进行分析与设计，虽然每个人负责的部分有所差别，但并不是每个人各自为政，而是竭尽所能的为同组的同学出谋划策，争取早日完成个性化教育规定的任务，感谢各位同学，正是因为同学们的责任心，个性化教育任务才能顺利完成。
虽然同学们各尽所能，但由于同学们知识有限，视野不够广阔，在个性化教育中，我们依旧还是遇到了各种各样的问题，在面对这些问题时，我们经常感到手足无措，对于这些问题该怎么解决，根本无从下手，幸亏有老师的悉心指导，在个性化教育过程中，老师给与我们许多支持和帮助，不仅为我们答疑解惑，而且帮我们解决了各种技术上和实际中所遇到的难题。由于老师的指导和帮助，我们不仅丰富了自己的机械专业知识，而且开阔了自己的视野。
最后在此，我对指导老师和同组同学致以真诚的感谢，正是由于你们的支持、指导及帮助，才能顺利完成这次电梯运行及监控的个性化教育
九、参考文献
[1] 谢江，娄晨辉，李兰．机械设计[M].北京：国防工业出版社
[2] 金清肃.机械设计课程设计[M]．华中科技大学出版社
[3] 电梯制造与安装安全规范GB 7588-1995
[4] 电梯制造与安装安全规范GB 7588-2003
[5] 梁建术，李欣业等.材料力学[M]．北京:中国铁道出版社.2013
[6] 高雪强.机械制图[M].机械工业出版社
[7] 电梯用钢丝绳GB8903-2005
[8] 胡仁喜.UG NX9.0中文版机械设计从入门到精通.机械工业出版社
[9] 韩雪涛.PLC技术快速入门.机械工业出版社
[10] 祖海英、闫月娟、孟碧霞、温后珍.UG NX8.0 CAD/CAM技术基础与实例教程.中国石化出版社