电梯调研报告-自动化专业毕业论文前期调研.docx

西南科技大学城市学院City College of Southwest University Of Science and Technology毕业设计第一阶段报告题 目： 电梯调研 指导教师： 戚梦泽 曹薇 专业班级： 自动化1202 姓 名： 陈俊 学 号： 201240470 日 期： 2015.11.15 机电工程系 制目录第一章 绪论11.1电梯的发展史11.2电梯国内外发展的状况21.2.1国外电梯的发展21.2.2 国内电梯的发展2第二章 电梯的种类32.1电梯的种类32.2乘客电梯32.2.1乘客电梯的组成42.2.2乘客电梯存在的问题62.3自动扶梯62.3.1自动扶梯组成62.3.2自动扶梯存在的问题102.4电梯的安全保护11第三章 电梯的发展与展望113.1节能电梯将逐步成为主导产品113.2超高速电梯113.3电梯智能群控系统113.4蓝牙技术在电梯上的应用123.5绿色电梯123.6电梯的新装与维保12总结13参考文献14西南科技大学城市学院毕业设计第一阶段第1章 绪论1.1电梯的发展史1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人伊莱沙格雷夫斯奥的斯第一次向世人展示了他的发明。他站在装满货物的升降梯平台上，命令助手将平台拉升到观众都能看得到的高度，然后发出信号，令助手用利斧砍断了升降梯的提拉缆绳。令人惊讶的是，升降梯并没有坠毁，而是牢牢地固定在半空中奥的斯先生发明的升降梯安全装置发挥了作用。“一切安全，先生们。”站在升降梯平台上的奥的斯先生向周围观看的人们挥手致意。谁也不会想到，这就是人类历史上第一部安全升降梯。人类利用升降工具运输货物、人员的历史非常悠久。早在公元前2600年，埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统。1203年，在法国海岸边的一个修道院里安装了一台以驴子为动力的起重机，这才结束了用人力运送重物的历史。英国科学家瓦特发明蒸汽机后，起重机装置开始采用蒸汽为动力。紧随其后，威廉汤姆逊研制出用液压驱动的升降梯，液压的介质是水。在这些升降梯的基础上，一代又一代富有创新精神的工程师们在不断改进升降梯的技术。然而，一个关键的安全问题始终没有得到解决，那就是一旦升降梯拉升缆绳发生断裂时，负载平台就一定会发生坠毁事故。1889年12月，美国奥的斯电梯公司制造出了名副其实的电梯，它采用直流电动机为动力，通过蜗轮减速器带动卷筒上缠绕的绳索，悬挂并升降轿厢。1892年，美国奥的斯公司开始采用按钮操纵装置，取代传统的轿厢内拉动绳索的操纵方式，为操纵方式现代化开了先河。 150年来，电梯的材质由黑白到彩色，样式由直式到斜式，在操纵控制方面更是步步出新手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等等，多台电梯还出现了并联控制，智能群控。双层轿厢电梯展示出节省井道空间，提升运输能力的优势。变速式自动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间。不同外形扇形、三角形、半菱形、半圆形、整圆形的观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭。电梯仍在继续进行新品的研发，并不断完善维修和保养服务系统。调频门控、智能远程监控、主机节能、控制柜低噪音耐用、复合钢带环保一款集纳了人类在机械、电子、光学等领域最新科研成果的新型电梯竞相问世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光辉，人们的生活因此变得更加美好。1.2电梯国内外发展的状况1.2.1国外电梯的发展在经济不断发展，科学技术日新月异的今天，楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来。作为建筑的中枢神经，电梯起着不可或缺的作用，电梯作为建筑物内的主要运输工具，像其他的交通工具一样，已经成为我们日常生活的一个不可缺少的组成部分。一个国家的电梯需求总量，主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、国家产业结构等综合因素的影响。在经济不断发展，科学技术日新月异的今天，楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来。作为建筑的中枢神经，电梯起着不可或缺的作用，电梯作为建筑物内的主要运输工具，像其他的交通工具一样，已经成为我们日常生活的一个不可缺少的组成部分。一个国家的电梯需求总量，主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、国家产业结构等综合因素的影响。美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、日本三菱、日立、东芝、富士达等，这些大型的电梯公司引领着世界的发展与换代。1.2.2 国内电梯的发展中国电梯行业起步较晚，改革开放前为年产几百台的小行业，1949年至1979年的三十年间，中国大陆地区电梯安装总量约1万台。改革开放以后，大规模的经济建设给中国电梯行业带来了空前的发展机遇，实现了前所未有的快速发展。2011年中国电梯产销量约45万台，相比2010年增长幅度约23%，电梯保有量达195万台左右。目前房地产虽然出现了滞销的局面，给电梯的销售蒙上了一层阴影。尽管受到多方面因素的影响，未来的电梯行业发展趋势尚不明朗，但总体还会是一个上升的过程。现在电梯行业对先进可靠、成本低廉的自动化产品和系统解决方案的需求越来越多，更多人性化、智能化、标准化和绿色化的自动化产品也将会推动电梯行业的技术水平稳步上升。中商情报网分析师预计：未来几年，中国电梯产量将保持进一步增长。预计2012年，中国电梯产量可达54万台，到2016年可达110万台左右。16第2章 电梯的种类2.1电梯的种类乘客电梯：为运送乘客设计的电梯，要求有完善的安全设施以及一定的轿内装饰。载货电梯：主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。医用电梯：为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。杂物电梯：供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。观光电梯：轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。车辆电梯：用作装运车辆的电梯。船舶电梯：船舶上使用的电梯。建筑施工电梯：建筑施工与维修用的电梯。其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。2.2乘客电梯为运送乘客设计的电梯，要求有完善的安全设施以及 一定的轿内装饰。以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人。服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。乘客电梯如图2-1所示。图2-1 乘客电梯2.2.1乘客电梯的组成曳引系统：曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。曳引系统如图2-2所示。图2-2 曳引系统导向系统：导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。导向系统如图2-3所示。1、导轨；2、导靴；3、导轨支架；安全钳 1、导轨；2、对重；3、曳引绳；4、导靴图2-3导向系统轿厢：轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。轿厢由轿厢架和轿厢体组成。门系统：门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口。门系统由轿厢门，层门，开门机，门锁装置组成。重量平衡系统:系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。系统主要由对重和重量补偿装置组成。电力拖动系统：电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速 度控制。电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置等组成。电气控制系统：电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层器等组成。高效矢量VVVF变频器系统：乘客电梯采用矢量控制的数字闭环VVVF变频器，可根据轿厢的实际负载，上下行速度，通过对电流大小和相位的调整，实时精确控制主机转动力矩，保证电梯平稳运行。安全保护系统：保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故发生。由限速器，安全钳，缓冲器，端站保护装置组成。2.2.2乘客电梯存在的问题我们现在使用的乘客电梯一般会出现以下的故障。电梯出现错层现象、电梯出现不关门现象、电梯到层不开门现象、电梯有冲顶与蹲低现象、电梯启动时有顿感、电梯停车时有顿感、电梯到端站停车不取消指令等一系列问题。2.3自动扶梯自动扶梯是带有循环运行梯级，用于向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动。自动扶梯是由一台特种结构形式的链式输送机和两台特殊结构形式的胶带输送机所组合而成，带有循环运动梯路，用以在建筑物的不同层高间向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备，运载人员上下的一种连续输送机械。自动扶梯如图2-4所示。图2-4 自动扶梯2.3.1自动扶梯组成1、桁架：它是扶梯的基础构架，扶梯的所有零部件都装配在这一金属结构的桁架中。一般用角钢、型钢或方形与矩形管等焊制而成。有整体焊接桁架与分体焊接桁架两种。桁架如图2-5所示。图2-5桁架2、驱动机：驱动机主要由电动机、蜗轮蜗杆减速机、链轮、制动器(抱闸)等组成。就电动机的安装位置可分为立式与卧式，目前采用立式驱动机的扶梯居多。驱动机如图2-6所示。图2-6驱动机3、驱动装置：驱动装置主要由驱动链轮、梯级链轮、扶手驱动链轮、主轴及制动轮或棘轮等组成。该装置从驱动机获得动力，经驱动链用以驱动梯级和扶手带，从而实现扶梯的主运动，并且可在应急时制动，防止乘客倒滑，确保乘客安全。驱动装置如图2-7所示。图2-7驱动装置4、张紧装置：张紧装置由梯链轮、轴、张紧小车及张紧梯级链的弹簧等组成。张紧弹簧可由螺母调节张力，使梯级链在扶梯运行时处于良好工作状态。当梯级链断裂或伸长时，张紧小车上的滚子精确导向产生位移，使其安全装置(梯级链断裂保护装置)起作用，扶梯立即停止运行。张紧装置如图2-8所示。图2-8张紧装置5、导轨：目前，相当一部分扶梯采用冷拔角钢作为扶梯梯级运行和返回导轨。采用国外引进技术生产的扶梯梯级运行和返回导轨均为冷弯型材，具有重量轻、相对刚度大、制造精度高等特点，便于装配和调整。6、梯级链：梯级链由具有永久性润滑的支撑轮支撑，梯级链上的梯级轮就可在导轨系统、驱动装置及张紧装置的链轮上平稳运行；还使负荷分布均匀，防止导轨系统的过早磨损，特 别是在反向区两根梯级链由梯级轴连接，保证了梯 级链整体运行的稳定性。梯级链的选择应与扶梯提升高度相对应。链销的承载压力是梯级链延长使用寿命的重要因素，必须合理选择链销直径，才能保证扶梯安全可靠运行。梯级链如图2-9所示。图2-9梯级链7、梯级：梯级有整体压铸梯级与装配式梯级两类。梯级如图2-10所示。(1)整体压铸梯级：整体压铸梯级系铝合金压铸，脚踏板和起步板铸有筋条，起防滑作用和相邻梯级导向作用。这种梯级的特点是重量轻(约为装配式梯级重量之半)，外观质量高，便于制造、装配和维修。(2)装配式梯级：装配式梯级是由脚踏板、起步板、支架(以上为压铸件)与基础板(冲压件)、滚轮等组成，制造工艺复杂，装配后的梯级尺寸与形位公差的同一性差，重量大，不便于装配和维修。图2-10梯级8、扶手驱动装置：由驱动装置通过扶手驱动链直接驱动，无须中间轴，扶手带驱动轮缘有耐油橡胶摩擦层，以其高摩擦力保证扶手带与梯级同步运行。扶手驱动装置如图2-11所示。图2-11扶手驱动装置9、扶手带：扶手带由多种材料组成，主要为天然(或合成)橡胶、 棉织物(帘子布)与钢丝或钢带等。扶手带的标准颜色为黑色，可根据客户要求，按照扶手带色卡提供多种颜色的扶手带(多为合成橡胶)。扶手带的质量，诸如物理性能、外观质量、包装运输等，必须严格遵循有关技术要求和规范。扶手带如图2-12所示。图2-12扶手带2.3.2自动扶梯存在的问题在我们使用的自动扶梯中存在一些问题，在使用时容易出现事故。1、传送带的整体结构是敞开的，周围的环境容易对其造成伤害。2、运动部件的间隙对人体的夹伤。3、对人体的施力方向与人的重力方向不一致，容易使人倾倒。4、传送链的断链（包括传送链、梯级链、扶手带的断裂）。2.4电梯的安全保护对于近来各个地方出现的电梯安全事故，我们不认为每一个电梯都是有问题的。每一个电梯都有足够的安全防患措施，在电梯中有着很多保护乘客安全的设备，如超速(失控)保护装置、超越上下极限工作位置的保护装置、撞底(与冲顶)保护装置、 层门门锁与轿门电气联锁装置、门的安全保护装置、电梯不安全运行防止系统、供电系统断相、错相保护装置、停电或电气系统发生故障时、轿厢慢速移动装置、报警装置、不正常状态处理系统。这些设备能在电梯出故障时，保护好乘客安全。第3章 电梯的发展与展望中国约占全世界一半以上电梯市场份额的国家，中国电梯行业任何风吹草动都牵动着每一个电梯厂家的神经。在过去的几年里，我国电梯产销量每年都保持在20%以上的增长速度。但从房地产调控政策开始，增长逐步放缓，如何能在电梯行业中脱颖而出成为行业的龙头，我认为电梯的发展将从以下几个方面研究。3.1节能电梯将逐步成为主导产品房地产市场快速发展，对电梯的需求继续扩大，中国电梯行业从市场规模上已经有了很大提高，一些自主品牌也逐步提升了自己的产品质量和技术含量，我国政府提出的节约型社会正好让电梯行业中拥有节能电梯技术的企业有机会发展，节能电梯技术在某些方面已经达到了国际领先水平，另外，国外用户比以前更多地青睐中国产品，这也为中国电梯企业提供了机会。3.2超高速电梯21世纪将会发展多用途、全功能的塔式建筑，超高速电梯继续成为研究方向。曳引式超高速电梯的研究继续在采用超大容量电动机、高性能的微处理器、减振技术、新式滚轮导靴和安全钳、永磁同步电动机、轿厢气压缓解和噪声抑制系统等方面推进。同时，采用直线电机驱动的电梯也有较大研究空间。未来超高速电梯舒适感会有明显提高。3.3电梯智能群控系统电梯智能群控系统将基于强大的计算机软硬件资源，如基于专家系统的群控、基于模糊逻辑的群控基于计算机图像监控的群控、基于神经网络控制的群控、基于遗传基因法则的群控等，能适应电梯交通的不确定性、控制目标的多样化、非线性表现等动态特性。随着智能建筑的发展，电梯的智能群控系统能与大楼所有的自动化服务设备结合成整体智能系统。3.4蓝牙技术在电梯上的应用蓝牙技术是一种全球开放的、短距无线通讯技术规范，它可通过短距离无线通讯，把电梯各种电子设备连接起来，无需纵横交错的电缆线，可实现无线组网。蓝牙技术在电梯上应用。安装过电梯的人都知道放线、对线是费时、费力、极容易错的工作。如果控制屏与召唤系统通过蓝牙技术连接起来实现无线召唤将会是电梯控制的另一场革命同时为我们带来巨大好处。这种技术将减少电梯的安装周期和费用，提高电梯的可靠性和控制精度，更好地解决电气设备的兼容性，有利于把电梯归纳到大楼管理系统或智能化管理小区系统中。3.5绿色电梯2008年奥运会的成功召开和2010年世博会在中国的举办，成功地带动电梯向节能环保化方向发展，电梯产业的前景和走势也随着社会的需求悄然发生着改变。市场对新一代的绿色电梯、节能电梯和智能电梯的需求越来越旺盛。国内外电梯企业顺应市场需要，加大研发投入，都准备在未来新概念电梯产业发展中占得先机。要求电梯节能、减少油污染、电磁兼容性强、噪声低、长寿命、采用绿色装潢材料、与建筑物协调等。 3.6电梯的新装与维保全球经济危机对中国经济发展以及产业结构提出了挑战，电梯行业的结构调整主要表现在生产方式和售后服务两方面。随着电梯用户对服务需求的日益提升，电梯行业的竞争已逐步由单一的产品竞争向包含服务在内的多方面、全过程过渡。电梯安装与维保已成为了电梯品牌的一部分，并直接关系到生产厂家的信誉与市场。在生产不断同质化时，越来越多的电梯生产企业认识到了安装和维修保养的重要性。总结通过这二十几天的调研，让我对电梯有了新的认识。从电梯的发明到电梯的发展都是人们智慧的结晶。从起初的人力驱动到现在的电力驱动，从起初的运送石料到现在的人物使用，现在的电梯从结构到用途都更新很多版本。通过实地的调查和人们电梯的使用，让我明白电梯不仅仅给我们带来方便，也给我们带来了安全隐患。对于各地出现的电梯安全事故，我们怎样才能减少事故的发生成为现在电梯公司当前必须解决的难题。电梯已经融入对我们的生活，和我们已经密不可分。人们对电梯的使用褒贬不一，他们即喜欢电梯，因为电梯带给我们方便，又担心电梯事故出现在自己身上。要想人们放心的使