《电梯工作原理》PPT课件.ppt
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1、1,曳引电梯工作原理,1、曳引原理2、曳引能力设计3、驱动调速、运行调度4、门机系统,2,曳引原理,3,曳引能力计算,T1/T2 exp(f)含动态力计算(03版公式),(T1/T2)C1C2 exp(f),4,钢丝绳曳引应满足的三个条件a)轿厢装载至125%或规定额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑;b)必须保证在任何紧急制动的状态下,不管轿厢内是空载还是满载,其减速度的值不能超过缓冲器(包括减行程的缓冲器)作用时减速度的值。c)当对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时,应不可能提升空载轿厢。,5,曳引能力设计的三种工况(参见附录M)1、轿厢装载工况 T1/T2 exp(f)轿厢装载1
2、25额定载荷,且轿厢在井道不同位置的最不利情况不打滑2、紧急制停工况 T1/T2 exp(f)轿厢空载或轿厢载有额定载荷,在井道不同位置的最不利工况(是动态比值,要考虑各个部件的减速度),在设计减速度条件下不打滑3、轿厢滞留工况 T1/T2 exp(f)对重压在缓冲器上,曳引机向上方向旋转应打滑,6,保证适度的曳引能力,要改变曳引能力(比值),就必须改变当量摩擦系数和包角的乘积。具体措施:(1)改变槽型及绳槽材料(2)改用复合绳或非金属绳(3)改变包角(4)降低曳引力需求,减小极限张力比,7,减小极限张力比的措施,增加轿厢自重;(增大轿重系数)加大补偿绳张紧装置重量设计最佳平衡系数减小设计加减
3、速度,8,复 绕 方 式,9,长绕方式,10,钢丝绳在绳槽中的摩擦系数,11,依据安全规范的规定,当槽没有进行附加的硬化处理时,为了限制由于磨损而导致曳引条件的恶化,下部切口是必要的。V形槽使用下面公式:,12,电梯安全规范规定,下部切口角的数值最大不应超过106(1.83弧度),相当于槽的下部80%被切除。对电梯而言,任何情况下,V形槽值不应小于35。该规定目的在于防止曳引钢丝绳在曳引轮槽内发生卡阻现象。从上述安全规范的V形槽曳引能力设计原则可知,对曳引摩擦系数应该按照最不利情况考虑。因此未经硬化处理的V形槽,装载和紧急制停的工况的当量摩擦系数应按半圆切口槽的无槽口角状态最小值计算;而对于轿
4、厢滞留的工况,对于硬化和未硬化处理的V形槽,均应按未磨损状态的最大当量摩擦系数计算式校核。安全规范中对半圆与半圆带切口槽使用的计算式存在问题;在轿厢滞留的工况下,也应充分考虑轮槽磨损后的最不利状况;不考虑槽口角的存在,采用与未硬化处理的V形槽装有载荷和紧急制停的工况相同的计算式;由此获得轿厢滞留工况当量摩擦系数的计算式。,13,曳引能力设计,曳引能力的设计安全系数是防止曳引绳在轮槽内滑移的唯一措施。从安全规范规定的计算方法的变化中,我们可发现其不但考虑了极限工况时曳引轮端曳引绳断面上因悬挂载荷产生的张力及因加减速产生的惯性力,同时考虑了各返绳轮与曳引绳因加减速实际产生的当量惯性力对曳引轮端曳引
5、绳张力的影响。,14,加速度系数,GB7588-2003在取消加速系数C1的同时,使原来根据电梯额定速度分段选定最小加速度系数,改变为完全按实际设计加减速度确定的系数计算;并为加减速度的选择规定了两个最小值;0.5m/s2对应的原加速度系数C1为1.1074,接近老规范中最小值1.10,对未采用减行程缓冲器的电梯曳引系统设计是一大解放。0.8m/s2对应的原加速度系数C1为1.1775,这一规定对额定速度2.5 m/s且采用了减行程缓冲器的电梯,减小了加速度系数的限制。GB/T10058规定了当乘客电梯额定速度为 2.0 m/sV6.0 m/s 时,A95加、减速度不应小于0.70 m/s2。
6、,15,摩擦系数,从固定值0.09改为静态装载工况时为0.10。考虑到运行中曳引绳与轮槽间“蠕动”及动静摩擦系数差异等影响,对紧急制动工况时的摩擦系数值定为0.10/(1+V/10)(式中V为额定速度时对应的曳引绳速度)。由于紧急制动工况时的摩擦系数值从固定值改为随额定曳引绳速度而改变,对不同曳引设计中曳引比值的选择带来明显的影响。在同一额定速度的情况下,采用21曳引时,曳引绳速度的增加将使设计值减小。,16,载荷工况,125%额定载荷状态只需单独在静态工况满足曳引条件;在考虑加速度力时只需满足额定载荷状态正常运行。在考虑加速度力时,标准要求曳引能力计算依据的设计载荷最大只需满足110%额定载
7、荷状态正常启停。,17,轿厢自重的定义,有关电梯轿厢自重的表述,在GB7588中仅于3.13条中提到。在附录F和附录M中均有:“P空轿厢和由轿厢支承的零部件的质量,如部分随行电缆、补偿绳或链(若有)等的质量和,kg;”的代号表述;由于P在安全钳额定载荷计算和曳引能力计算、校核时经常采用,通常电梯业界都以P来代表电梯轿厢自重。,18,安全钳额定载荷,在计算安全钳额定载荷时,(P+Q)是最常见的表述方式。Q所代表的额定载荷是不存在异议的;但在轿厢自重P的代表量值上,在GB7588标准附录中表述为“空轿厢和由轿厢支承的零部件的质量,如部分随行电缆、补偿绳或链(若有)等的质量和,”其中“由轿厢支承的零
8、部件的质量”表述明确;对“如部分随行电缆、补偿绳或链(若有)等的质量和”的表述中没有明确的说明。,19,按照满足最不利情况时安全要求的原则;必须考虑到最不利情况是满载轿厢在顶层附近安全钳动作;对此工况“部分随行电缆、补偿绳或链(若有)等的质量和”应该是绝大(或全部)部分随行电缆、补偿绳或链(若有)等的质量和。因此计算安全钳额定载荷中应该将(P+Q)中的P表达为空轿厢与所悬挂全部随行电缆、补偿绳或链(若有)等的质量和。,20,附录M曳引能力计算,在GB7588附录M3实例计算中,在公式中列出了轿厢自重P的同时,轿厢侧钢丝绳拉力计算式中同时列入了轿厢侧补偿绳(链)的实际重量MCRcar和随行电缆的
9、实际重量MTrav;如按照前面轿厢自重P的释义,轿厢自重P中已经包括全部补偿绳(链)的实际重量MCRcar和随行电缆的实际重量MTrav;式中显然是将轿厢自重P作为空轿厢质量来看待的;其释义与计算安全钳额定载荷时的P是明显不同的。,21,轿厢自重的曳引计算定义,考虑到附录M3实例计算公式中轿厢自重的解释,其中“部分随行电缆、补偿绳或链(若有)等的质量和”也可解释为“不随提升行程变化而固定由轿厢支承的部分随行电缆、补偿绳或链(若有)的质量”,如随行电缆、补偿绳或链(若有)的轿底弯曲部分;则这部分质量是固定而且极小的。尽管如此,其含义与附录中的释义还是截然不同的;因此有必要对轿厢自重P的定义进行明
10、确的界定,使得电梯安全钳和曳引条件设计计算有准确的依据。,22,空轿厢重量,鉴于GB7588中有关电梯轿厢自重P的定义不明确;从对标准改动最小和电梯业界常规认识的实际出发,应将GB7588附录M3实例计算公式中的空轿厢重量定义为Pcar;以区别于附录F安全钳额定载荷计算中涉及的轿厢自重P。由此可避免设计、校核计算中由于定义模糊可能产生的错误;同时将轿厢空重Pcar的注释改为:“空轿厢和由轿厢支承的零部件的质量,如部分不随提升行程变化的随行电缆、补偿绳或链(若有)等的质量和,kg;”。,23,平衡系数测量时的Pcar,在平衡系数测量时的读数点是轿厢处于行程中部时;此时空轿厢质量Pcar应是空轿厢
11、质量与四分之一的随行电缆质量之和;对重质量并非空轿厢质量、额定载重量与平衡系数乘积之和。,24,补偿装置的影响,当电梯无补偿绳或链时,提升高度引起的曳引绳的附加重力对曳引绳张力比影响大。有补偿绳或链时,对计算安全钳额定载荷时轿厢自重P定义应包含轿厢下部悬挂物最大质量;有补偿绳张紧装置时应考虑二分之一张紧装置质量;底坑地面缓冲器承载的轿厢自重可定义Pcar。,25,补偿装置参数的设计原理,电梯悬挂系统的曳引绳(带)是承载的重要部件;在电梯运行过程中,曳引轮两侧的曳引绳(带)在带动轿厢、对重运行时,其自身的重量将对曳引轮两侧的曳引绳(带)张力差产生显著的影响。一般在较大提升高度的电梯曳引系统中,均
12、采用补偿装置来减小和消除曳引绳(带)自身运行重量对曳引系统的不利影响。,26,曳引系统补偿装置的作用,电梯曳引系统内悬挂曳引绳(带)在电梯运行过程中,曳引绳(带)在曳引轮两侧的重力变化,对曳引绳(带)产生的张力变化将直接影响曳引条件;为此在电梯曳引系统设计中,当系统曳引能力难以适应曳引绳(带)重力变化的影响时,必须采用补偿链(绳)来消除或减小曳引绳(带)重力变化的影响。在电梯驱动系统中,为保证运行时恒力矩控制,也需要采用补偿链(绳)来减消曳引绳(带)在曳引轮两侧重力变化的不利影响。补偿装置在维持电梯运行时恒力矩的同时还能起到节能降耗的作用。,27,补偿单位质量的设计计算,在曳引电梯补偿装置的设
13、计计算中,主要的问题来自于电梯的随行电缆;如果没有随行电缆,则补偿链(绳)的单位长度总质量只需等于曳引绳(带)的单位长度总质量,就能保证运行中曳引轮两侧重力不变。曳引电梯补偿装置的设计目的,首先是保持运行时曳引轮两侧的张力差不变;关键在消除或减小随行电缆的重力对曳引轮两侧张力差的影响。,28,29,补偿参数计算 任意曳引绕绳比的补偿链(绳)全补偿单位质量计算式应该如图1考虑:设轿厢与对重均处于行程的中部位点时,曳引轮两侧曳引绳张力相等(此时与有无补偿装置无关);当轿厢向上移动0.5个单位距离时,对重侧增加了0.5个单位长度曳引绳合计重力;轿厢侧减少0.5个单位长度曳引绳合计重力,同时增加了0.
14、25个单位长度随行电缆合计重力;,30,曳引轮两侧曳引绳中由轿厢位置变化产生的张力差(对重侧增量)为:,31,轿厢与对重均处于行程的中部位点时,当轿厢向下移动0.5个单位距离时,对重侧减少了0.5个单位长度曳引绳合计重力;轿厢侧增加0.5个单位长度曳引绳合计重力,同时减小了0.25个单位长度随行电缆合计重力;,32,曳引轮两侧曳引绳中需补偿的张力差,由式(1)、式(2)可知,当轿厢上、下移动0.5个单位距离时,曳引轮两侧曳引绳中由轿厢位置变化产生的张力差值完全相等;此张力差P即为需由补偿链(绳)补偿的补偿链(绳)单位长度总重量。,33,由式(1)、式(2)可得下式:,式中:Gb各根补偿链(绳)
15、总和单位长度质量,kg/m。由式(3)可知补偿链(绳)完全能对曳引绳重力在曳引轮两侧的运行变化实施全补偿。同时简化式(3)可知对任何曳引绕绳比的全补偿计算式应为:,34,完整补偿的计算,大家应注意的是式(4)确定的曳引绳(带)理论全补偿值,只能保证任意工况轿厢匀速运行时曳引轮两侧的曳引绳张力差不变。由于随行电缆重力的影响,轿厢匀速运行时曳引轮两侧的曳引绳张力比还是会发生变化。如需同时维持轿厢匀速运行时曳引绳张力差和张力比均不变。还需在对重下部悬挂单位长度质量与随行电缆相等的附加补偿。,35,同理依据式(1)(4)的推导方式,可得到电梯曳引系统完整补偿的计算式:,按式(5)设计的曳引系统补偿装置
16、,当Gd等于Gz时,能够同时维持匀速运行时曳引绳张力差和张力比不变。,36,电梯平衡系数的优化,电梯平衡系数是保障电梯曳引条件的重要参数。电梯曳引系统设计、安装调试时均涉及平衡系数的选取。合理设计、配置电梯平衡系数,将对优化电梯曳引系统的工作条件,轿厢轻量化设计,能耗优化设计等多方面产生影响。,37,曳引条件,电梯曳引条件应满足轿厢装载工况、滞留工况、空载上行和满载下行两种紧急制动工况的设计要求。由曳引条件设计要求可知,由于轿厢装载工况和滞留工况的曳引条件在满足紧急制动工况设计条件的情况下一般均能满足,因此曳引条件设计主要取决于紧急制动工况的曳引条件设计。在制动减速度、轿厢自重、提升高度确定的
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