Общее устройство лифта.

Содержание

 

 

Введение. 3

1 Общее устройство лифта……………………………………………………………….4

2 Требования к конструкции и общая характеристика механизмов подъема лифтов..8

3 Сравнительная характеристика лифтовых лебедок различного конструктивного исполнения……………………………………………………………………………….10

4 Статический расчет……………………………………………………………...…….17

4.1 Кинематический и статический расчёт механизма подъёма. 17

4.1.1 Определение массы и уравновешивание подвижных частей механизма подъема. 17

4.1.2 Определение силы аэродинамического сопротивления движению кабины и противовеса. 18

4.1.3 Расчет натяжения канатов подвески кабины S_k и S_п в рабочих и испытательных режимах. 20

4.1.4 Расчет необходимой мощности привода лебедки. 23

5 Динамический расчёт. 24

5.1 Механические характеристики двухскоростного электродвигателя. 24

5.2 Расчет приведенной к ободу КВШ массы поступательно двигающихся частей лифта (для 10 эксплуатационных и испытательных режимов). 28

5.3 Расчет уточненного значения приведенного момента инерции динамической системы привода. 29

5.4 Расчёт ускорения пуска при подъеме (режимы с 1 по 6) и опускании (с 7 по 10) неуравновешенного груза. 30

5.5 Расчет ускорений при генераторном торможении. 31

6 Расчёт точности остановки кабины.. 33

Список использованных источников. 36

Введение

 

С каждым годом увеличивается этажность жилых и административных зданий, промышленных сооружений, учебных заведений, больниц, магазинов и складов. Для перемещения людей и грузов на различные уровни эти здания оборудуют лифтами. Невозможно представить себе нормальное функционирование любого современного многоэтажного здания, будь то жилой дом, гостиница, больница или предприятие, без надежно работающих лифтов.

Расширяющиеся потребности общественного развития требуют непрерывного совершенствования средств внутреннего транспорта зданий и сооружений на основе современных научно–технических достижений.

Возрастающий парк лифтов и других средств ближнего транспорта (эскалаторов, пассажирских конвейеров и многокабинных подъемников) требует непрерывного совершенствования техники монтажа и технического обслуживания этих машин с целью повышения надежности и безопасности применения.

В настоящее время отмечается непрерывный рост парка лифтов при устойчивой тенденции поиска новых конструктивных решений, отражающих требования рынка и научно –технические достижения в различных отраслях промышленности.

Совершенствуются организационные формы и технические средства службы эксплуатации лифтов. Серьезное внимание уделяется вопросам повышения производительности и качества монтажных работ.

Жесткая конкуренция на внутреннем и мировых рынках, расширяющийся спектр потребностей заказчиков лифтового оборудования, служат хорошим стимулом поиска более эффективных технических решений.

Общее устройство лифта.

 

Основу конструкции лифта составляет механизм подъема на основе применения

лебедки или гидроцилиндра с канатной системой передачи движения кабине.

Пассажиры и грузы перемещаются в специально-оборудованной кабине с закрываемыми

дверями, которые имеют блокировочные устройства, исключающими

возможность движения при открытых створках.

Для центрирования кабины (противовеса) в горизонтальной плоскости и исключения

поперечного раскачивания во время движения, применяются направляющие,

устанавливаемые на всю высоту шахты лифта.

Направляющие обеспечивают возможность торможения кабины (противовеса)

ловителями при аварийном превышении скорости и удерживают ее до момента

снятия с ловителей.

Пространство, в котором перемещается кабина и противовес ограждается на

полную высоту и называется шахтой.

На погрузочных площадках обслуживаемых этажей шахта имеет автоматически

запираемые двери с блокировками безопасности.

Помещение, в котором устанавливается подъемная лебедка и другое необходимое

оборудование, называется машинным помещением.

При нижнем расположении машинного помещения и, в некоторых других случаях,

над шахтой устанавливаются отводные блоки в специальном блочном помещении.

Часть шахты, расположенная ниже уровня нижней посадочной площадки,

образует приямок, в котором размещаются упоры или буферы, ограничивающие

ход кабины (противовеса) вниз и останавливающие с допустимым ускорением

замедления.

Для предотвращения аварийного падения кабины (противовеса) лифт оборудуется

автоматической системой включения ловителей от ограничителя скорости,

срабатывающей при аварийном превышении скорости.

Ловители устанавливаются по боковым сторонам каркаса кабины

(противовеса) и приводятся в действие канатом, охватывающим шкив ограничителя

скорости.

В приямке устанавливается натяжное устройство ограничителя скорости.

Ограничитель скорости может устанавливаться в машинном, блочном помещении;

на кабине и противовесе.

Срабатывание ограничителя скорости приводит к торможению каната ограничителя

скорости и включению ловителей.

Станция управления работой лифта, приборы и аппараты находятся в машинном помещении.

Соединение электрического оборудования кабины со станцией управления обеспечивается

посредством подвесного кабеля и жгута проводов, смонтированного в шахте.

Датчики замедления, шунты датчика точной остановки и устройства контроля

шахтных дверей также устанавливаются в шахте.

При наличии копираппарата основные элементы контроля положения кабины

входят в состав его конструкции, а в шахте располагается бесконечная перфорированная

лента его приводного шкива.

Схема типовой конструкции пассажирского лифта приведена на рис. 1.

                                    

 

 

 

                                        Рис.1. Общий вид пассажирского лифта

1 - монорельс; 2 - ограничитель скорости; 3 - лебедка; 4 - станция управления; 5 - тяговые

канаты; 6 - кабина; 7 - подвесной кабель; 8 - клемная коробка; 9 - направляющие

противовеса; 10 - направляющие кабины; 6 - подвесной кабель; 11 - индикатор положения

кабины; 12 - дверь шахты; 13 - вызывной аппарат; 14 - пружинный буфер кабины;

15 - пружинный буфер противовеса; 16 - вводное устройство; 17 - противовес; 18 - канат

ограничителя скорости; 19 - натяжное устройство каната ограничителя скорости; 20 - шунт

датчика точной остановки; 21 - датчик точной остановки; 22 - шунт датчика замедления;

23 - датчик замедления кабины; 24 - понижающие трансформаторы

Приведенная выше типовая конструкция пассажирского лифта не является

единственно возможным решением.

В зависимости от назначения, скорости передвижения кабины и типа привода

конструктивные решения могут отличаться большим разнообразием.

Так для скоростных лифтов характерно наличие безредукторного привода

КВШ от тихоходного двигателя постоянного тока и применение гидробуферов

вместо пружинных.

При больших скоростях в кабине применяется принудительная система вентиляции, создающая в салоне небольшое избыточное давление.

Отличительные особенности имеет конструкция ограничителя скорости и ловителей скоростного лифта.

На конструкции лифта оказывает влияние и расположение машинного помещения.

При нижнем машинном помещении в верхней части шахты оборудуется дополнительное блочное помещение .

Больничные лифты оборудуются глубокими кабинами и приводом, обеспечивающим повышенную точность остановки и плавность хода кабины.

Жесткая конкуренция ведущих лифтостроительных фирм стимулирует поиск

новых прогрессивных решений не только в части совершенствования основных

функциональных узлов, но и в решении задач компоновки и размещения лифтового

 оборудования.
2 Требования к конструкции и общая характеристика механизмов подъема лифтов.

 

Основу механизма подъема современного лифта составляет канатная система

передачи движения кабине (противовесу) и устройства привода перемещения канатов в виде лебедки или гидроцилиндра с блоком на концевой части штока.

Наибольшее распространение в нашей стране и за ее пределами получили электрические лифты с канатными лебедками различного конструктивного исполнения.

В целях обеспечения безопасности применения лифта к лифтовым лебедкам

предъявляется ряд специфических требований.

Конструкция лебедки должна быть рассчитана на нагрузки, действующие в

эксплуатационных, испытательных и аварийных режимах.

В качестве лебедки лифта не допускается использование электрической тали.

Между канатоведущим органом лебедки и тормозом должна быть неразмыкаемая кинематическая связь.

Лебедка должна оборудоваться автоматически действующим нормально-замкнутым колодочным тормозом.

Тормозной момент должен создаваться при помощи пружин или груза.

Не допускается применение ленточных тормозов.

В безредукторных лебедках, при отсутствии в электроприводе системы удержания неподвижной кабины за счет момента электродвигателя, должно устанавливаться два тормоза.

Допускается применение одного двухколодочного тормоза, состоящего из двух независимых систем торможения, каждая из которых состоит из тормозной колодки, пружины (груза) и растормаживающего электромагнита.

Тормозной момент, создаваемый каждой колодкой, должен обеспечивать удержание кабины с расчетным грузом.

Свободные концы вращающихся валов должны быть ограждены от случайного прикосновения.

Лебедка должна оборудоваться системой ручного привода движения кабины с помощью штурвала постоянно закрепленного на валу или съемного.

В конструкции лебедки должно быть установлено устройство ручного отключения тормоза с самовозвратом в заторможенное состояние после прекращения ручного воздействия.

В безредукторной лебедке подключение системы ручного привода должно контролироваться специальным выключателем.

На лебедке должно быть указано направление вращения штурвала для подъема и спуска кабины лифта.

Усилие ручного воздействия на штурвал не должно превышать 235 Н при подъеме кабины с расчетным грузом.

При снятии кабины с ловителей с помощью ручного привода прикладываемое усилие не должно превышать 640 Н.

Лебедка с КВШ должна комплектоваться приспособлением, позволяющим

прижимать канаты к ободу с усилием достаточным для подъема кабины с грузом

без учета разгружающего действия противовеса. Приспособление должно обеспечивать возможность подъема противовеса без учета разгружающего действия силы тяжести массы кабины.

Достоинством плунжерного гидравлического лифта является возможность его применения без противовеса и использование сил тяжести для опускания кабины с постоянной скоростью с помощью соответствующей системой управления расходом масла, вытекающего из рабочего объема гидроцилиндра.

Такой лифт целесообразно использовать в малоэтажных зданиях массовой застройки и в специальных условиях применения, когда установка противовеса становится невозможной. В США около 50% парка лифтов для малоэтажных зданий

имеют такую конструкцию.

В целях обеспечения безопасности применения плунжерного гидравлического лифта конструкция гидропривода должна отвечать следующим требованиям ПУБЭЛ.

Конструкция должна отвечать требованиям прочности и герметичности.

В гидросистеме необходимо наличие обратного клапана, предотвращающего

обратный поток рабочей жидкости из гидроцилиндра через насос при отключенном

приводном электродвигателе.

Должно быть предусмотрено устройство, обеспечивающее остановку кабины в любом месте шахты при прекращении подачи рабочей жидкости в гидроцилиндр

или сливе из него при наличие груза в кабине на 50 %, превышающий расчетную

грузоподъемность.

В нагнетательном трубопроводе гидросистемы должен устанавливаться предохранительный клапан, открывающийся при нагрузке кабины на 50% и более превышающее расчетную грузоподъемность лифта.

Эксплуатационные характеристики лифта в определяющей степени зависят от конструкции и параметров подъемного механизма.
3 Сравнительная характеристика лифтовых лебедок различного конструктивного исполнения.

 

Лебедки лифтов имеют конструкцию в значительной степени аналогичную

конструкции электрореверсивных лебедок грузоподъемных машин производственного назначения. Их конструкция традиционно включает канатоведущий орган, редуктор, тормоз и электродвигатель, смонтированные на опорной раме. Однако конкретная реализация конструкции узлов лифтовой лебедки может иметь особенности, связанные со спецификой применения и назначением лифтового оборудования.

Конструкция лифтовой лебедки должна обеспечивать: безопасность применения, надежность и безотказность работы; бесшумность и низкую виброактивность; допустимый уровень ускорений и требуемую точность остановки кабины. В целях снижения трудоемкости технического обслуживания и ремонтных работ конструкция лебедки должна иметь минимальную массу и габариты.

Разнообразие условий применения и широкий диапазон параметров эксплуатационных характеристик лифтов предопределяет и значительное разнообразие конструктивных решений лебедок.

Лифтовые лебедки можно классифицировать по следующему ряду характерных признаков.

По типу канатоведущего органа: барабанные и с канатоведущими шкивами (КВШ).

По характеру кинематической связи приводного двигателя с канатоведущим органом: редукторные и безредукторные.

По типу применяемого редуктора: с глобоидными и цилиндрическими червячными передачами; с планетарными и волновыми передачами.

По наличию системы точной остановки: с системой точной остановки; без системы точной остановки.

По типу привода: с электроприводом переменного или постоянного тока; с приводом от гидродвигателя вращательного типа.

Характерные кинематические схемы лифтовых лебедок с КВШ приведены на

рис.3.1.

Рис.3.1. Кинематические схемы лифтовых лебедок с КВШ

а) с червячным редуктором; 1 - КВШ, 2 - редуктор червячный, 3 – соединительная муфта с тормозным шкивом, 4 – колодочный тормоз, 5 - электродвигатель; б) безредукторная лебедка скоростного лифта; 1 - КВШ, 2 - колодочный тормоз, 3 - тихоходный двигатель постоянного тока; в) лебедка с микроприводом; 1 - КВШ, 2 - редуктор червячный, 3 – соединительная муфта с тормозным шкивом, 4 - колодочный тормоз, 5 – основной двигатель привода лебедки,

6 - управляемая фрикционная муфта сцепления, 7 - электромагнит управления муфтой,

8 - редуктор микропривода, 9 - соединительная муфта, 10 – двигатель микропривода.

 

Требования компактности делает целесообразным использование быстроходных электродвигателей в лебедках обыкновенных лифтов массового применения.

Для передачи движения от быстроходных двигателей к канатоведущим органам применяются зубчатые или более компактные червячные передачи.

Зубчатые передачи планетарного типа могут составить конкуренцию червячным по компактности и КПД, несомненно уступая им по уровню шума, виброактивности и стоимости изготовления.

В условиях применения, где не предъявляются жесткие требования по минимизации уровня шума, но необходима повышенная компактность и КПД, успешно используют лебедки с планетарными редукторами, встроенными в КВШ или выполненные в виде отдельного редуктора. Примером такой конструкции может служить лебедка отечественного производства с планетарным редуктором, встроенным в КВШ. Приводной двигатель и колодочный тормоз на не показаны.

В мировой и отечественной практике лифтостроения наибольшее распространение получили конструкции лебедок с червячными передачами и КВШ.

КВШ может устанавливаться на тихоходном валу консольно (рис.3.1), на трех- опорном или двухопорном валу с выносной опорной стойкой (вариант установки показан пунктиром на рис.3.1а).

Пролетная схема установка КВШ возможна в случае применения цилиндрической зубчатой передачи или червячного редуктора с цилиндрическим червяком.

При применении глобоидного червячного редуктора пролетная установка КВШ практически невозможна из-за чрезвычайно высокой чувствительности этого редуктора к точности сборки.

Характерным примером конструкции лифтовой лебедки с цилин-дрическрй червячной передачей и пролетной установкой КВШ может служить лебедка фирмы КОНЕ (Финляндия) для грузового лифта грузоподъемностью 2000 кГ (рис.3.3).

Рис.3.3. Общий вид лебедки с пролетной схемой установки КВШ

 

При трехопорной схеме установки КВШ сборку лебедки целесообразно производить в заводских условиях с соответствующим контролем точности. Практика применения таких лебедок показала, что снижение точности сборки

может приводить к преждевременному разрушению тихоходного вала с весьма

серьезными последствиями.

Пролетная установка КВШ обеспечивает большую устойчивость конструкции лебедки и позволяет уменьшить габариты подшипниковых узлов тихоходного вала редуктора.

При использовании глобоидных червячных передач, консольная установка

КВШ является единственно возможным решением.

В настоящее время отмечается устойчивая тенденция использования лебедок

с отклоняющим блоком, позволяющим существенно уменьшить диаметр и массу КВШ.

Наличие отводного блока позволяет проще приспосабливать лебедку к лифтам с различным соотношением размеров кабины в плане.

Заметному снижению массы и габаритных размеров лебедки способствует применение высокооборотных электродвигателей и системы мотор - червяк.

Примером таких решений могут служить конструкция лебедок отечественного производства (АО КМЗ) (рис.3.4). Лебедки рассчитаны для работы с отводными блоками.

При нижнем расположении червяка обеспечиваются хорошие условия смазки, но возникают проблемы с утечкой масла через уплотнительные узлы червячного вала.

Заметному снижению массы и габаритных размеров лебедки способствует применение высокооборотных электродвигателей и системы мотор - червяк с верхним расположением червяка.

Верхнее расположение червяка исключает возможность утечки масла, но ухудшаются условия смазки в зацеплении при пуске после длительного бездействия

лебедки. Этот недостаток частично компенсируется применением двигателя с повышенной частотой вращения ротора (рис.3.46).

Весьма компактную конструкцию имеет лебедка с вертикальным расположением червяка, которая применяется фирмой ОТИС и производится совместным предприятием Щербинка-ОТИС (рис.3.5).

Вертикальная установка червяка обеспечивает хорошие условия смазки и заметно снижает влияние колебаний, обусловленных эксцентриситетом центра масс

ротора двигателя, так как они действуют на канатную подвеску кабины в поперечном направлении, а поперечный модуль упругости канатов существенно меньше продольного. Поэтому колебания практически не передаются кабине.

Рис.3.4. Лебедки с отводными блоком

а) с нижним расположением цилиндрического червяка; б) с верхним расположением системы мотор-червяк; 1 - отводной блок, 2 - чашка, 3 - амортизатор, 4 - скоба, 5 - рама, 6 - КВШ, 7 - штурвал, 8 - тормоз, 9 - муфта, 10 - редуктор, 11 - электродвигатель,12 - подрамник, 13 - вентилятор, 14 - опорная стойка.

 

В конструкции скоростных лифтов преимущественно применяются безредук-

торные лебедки с приводом от тихоходного двигателя постоянного тока (рис.3.6).

КВШ устанавливается непосредственно на валу тихоходного двигателя.

Для фиксации неподвижного состояния кабины используется колодочный тормоз нормально-замкнутого типа. Остановка кабины с необходимой точностью и допустимым ускорением замедления обеспечивается работой управляемого двигателя. Недостатком применения подобной конструкции лебедки является ее высокая стоимость при несколько меньшей, чем у привода переменного ток, надежностью; значительная масса и габаритные размеры.

Основное достоинство заключается в возможности обеспечения высокой точности остановки и плавности хода кабины при любых номинальных значениях скорости ее передвижения.

Рис.3.5. Лебедка с вертикальным червяком

1 - КВШ, 2 - подрамник, 3 - пол машинного помещения

 

Рис 3.6. Безредукторная лебедка.

1 – тихоходный электродвигатель постоянного тока;

2 – электромагнит; 3 – тормоз; 4 – КВШ;

5 – опора; 6 – рама; 7 – контршкив;

 

В последнее время появилась необычная конструкция безредукторного привода лебедки на основе дискового двигателя трехфазного переменного тока типа Есо015с с постоянным подмагничиванием и регулированием частоты вращения ротора посредством электронной системы управления частотой и амплитудой питающего напряжения.

Эта конструкция разработана фирмой КОНЕ для пассажирского выжимного лифта без машинного помещения грузоподъемностью 630 кГ при скорости движения кабины 1 м/с. Фирма предлагает аналогичное решение для лифтов со скоростью движения кабины до 2,5 м/с. Лифты этого типа успешно эксплуатируются в Европе.

Параметры новой лебедки выгодно отличаются от традиционного редукторного исполнения: масса лебедки составляет 190 кГ вместо 430 кГ; мощность двигателя - 3,5 Ш вместо 5,5 к\У. Лебедка нового типа не требует заливки масла.

Крепление лебедки производится на направляющей кабины в верхней части шахты.

КВШ выполнен единым блоком с дисковым ротором двигателя и тормозным шкивом. Применяется колодочный тормоз с автономной системой растормажива-ния каждой колодки. Номинальная частота вращения КВШ - 95. об/мин. Диаметр

КВШ составляет 400 мм. Точность остановки кабины Д=± 10 мм.

Отражением несомненного прогресса в лифтостроении может служить наметившаяся в настоящее время тенденция использования частотно регулируемого привода переменного тока, как в лифтовых лебедках, так и в системах привода автоматических дверей кабины.

Привод переменного тока с тиристорным и частотным регулированием начинают применяться в лифтах со скоростью движения кабины до 2 м/с, вытесняя лебедки с микроприводом, которые успешно применялись в грузовых лифтах с повышенной точностью остановки кабины.
4 Статический расчет

 4.1 Кинематический и статический расчёт механизма подъёма