Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

на тему Проектирование лифтов и эскалаторов

Исполнитель - обучающийся уч. группы 5-мзп-12

Чикилева Анастасия Андреевна

Руководитель доц. Бабкина Н.М.

Санкт-Петербург 2019 г.



Введение

Цель данного курсового проекта - закрепление теоретических знаний, получаемых в результате изучения курса по дисциплине «Проектирование лифтов и эскалаторов», развитие у студентов творческой инициативы, самостоятельности в решении инженерных задач, критического подхода к рассматриваемым вопросам.

В течение выполнения работы необходимо ознакомиться с рекомендуемой литературой, представленной в методических указаниях, дополнительно изучить ГОСТ 2.105 и ГОСТ 6.38, которым должна соответствовать расчетно-пояснительная записка.

В данном курсовом проекте будет подготовлен патентный обзор по теме расчетно-пояснительной записки. Так же выполнен ряд задач по дисциплине «Проектирование лифтов и эскалаторов» по варианту 9, в том числе, задачей проекта является - научиться пользоваться формулами и подбирать передаточное число редуктора, электродвигатель главного привода для существующей и новой леб?док.

Так же необходимо научиться выполнять оценку нагрузки на плиту перекрытия в машинном помещении лифта до и после замены леб?дки.



1. Литературно-патентный обзор

1.1 Безредукторный привод лифтовой лебедки

Официальная публикация патента РФ № 2435283.

Авторы: Голембиовский Михаил Иванович (RU), Захаров Алексей Вадимович (RU), Кобелев Андрей Степанович (RU), Кругликов Олег Валерьевич (RU), Макаров Лев Николаевич (RU), Родионов Роман Вячеславович (RU).

Патентообладатель: Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский и Технологический Институт Электромашиностроения" (RU).

Описание: Изобретение относится к асинхронным двигателям специализированного назначения по системе управления ПЧ-АД с короткозамкнутым ротором с обеспечением высокого момента при низкой частоте вращения. Изобретение позволит повысить энергетические и массогабаритные качества электропривода. «Это достигается тем, что в асинхронном двигателе комплексно применяются: полуоткрытые до 2,2 мм пазы ротора специальной конструкции без скоса с переходом на высоте 1 мм к широкой части верхушки паза; пазы статора, имеющие арочную конструкцию верхней части паза и максимальное открытие до 4 мм, при соблюдении условий, что число пар полюсов 2р=6-12 выбирается так, чтобы частота питающего напряжения была не ниже 4 Гц, с жесткой увязкой соотношения чисел пазов ротора 66-130 и статора 54-108 при числе пазов ротора, большем числа пазов статора на 20%; обмотка статора с числом пазов на полюс и фазу не менее 2; магнитная система, изготовленная из стали, обладающей высокими значениями индукции без привязки к величине удельных потерь. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в улучшении энергетических показателей и повышении перегрузочной способности электродвигателя, в том числе и при его работе в генераторном режиме».

1.2 Привод лифта

Официальная публикация патента РФ № 2359900. Авторы: Едиханов Тимур Филаритович (RU), Новиков Виктор Алексеевич (RU), Милько Роман Эдуардович (UA), Милько Юрий Романович (UA).

Патентообладатель: ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "МЕЖРЕГИОНТЕХНОЛОГИЯ" (RU).

Настоящее изобретение относится к отрасли лифтостроения, однако может быть использовано и в других отраслях при создании прямых (безредукторных) электроприводов производственных механизмов различного назначения.

«Поставленная цель достигается тем, что в безредукторном электроприводе лифта, содержащем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, канатоведущий шкив и тормозную систему, асинхронный электродвигатель выполнен с электрической редукцией, которая образована тем, что обмотка статора состоит из i отдельных двухслойных обмоток (i - целое число не менее 2), рассчитанных на полное напряжение питания, гальванически не связанных и изолированных друг от друга, каждая из них занимает 1/i-ю часть окружности статора, внешние стороны секций каждой обмотки, образующих ее крайние полюсы, уложены совместно с внешними сторонами секций смежных обмоток в общие пазы статора, причем полюса смежных обмоток на стыке обмоток являются разноименными. При этом обеспечивается следующий технический эффект. При параллельном подключении обмоток к питающей сети вдоль дуги статора, занятой каждой обмоткой, образуется локальное «бегущее» магнитное поле, скорость которого определяется числом полюсов обмотки и которое, взаимодействуя с ротором, создает крутящий момент, действующий на участке статора, занятом этой обмоткой. Крутящие моменты всех обмоток суммируются, а скорость вращения ротора двигателя менее скорости «бегущего» магнитного поля одной обмотки во столько раз, во сколько раз длина окружности расточки статора больше дуги, занимаемой одной обмоткой, т.е. равно числу отдельных обмоток (i). Ротор асинхронного электродвигателя с электрической редукцией скорости вращения выходного вала может быть любого типа: короткозамкнутый, типа «беличье колесо», массивный ферромагнитный или из немагнитного металла с высокой проводимостью (медь, алюминий и т.п.). Обмотки статора могут быть выполнены многофазными или однофазными любого типа, обязательным условием является то, что они должны создавать «бегущее» (вращающееся) магнитное поле и быть двухслойными. Тормозная система электропривода лифта обычно содержит тормозной шкив (или диск) и механический, обычно пружинный, тормоз с электромагнитным растормаживанием.»

1.3 Асинхронный двигатель для низкоскоростного безредукторного электропривода

Патентный поиск по классам МПК-8: Класс H02K17/02 асинхронные двигатели.

Авторы: Каган А.В.

Патентообладатель: Северо-Западный заочный политехнический институт.

«Изобретение относится к области электротехники, а именно - к электрическим машинам, и может быть использовано для низкоскоростных безредукторных асинхронных электроприводов, механизмов и установок различного назначения. Сущность изобретения состоит в том, что каждая фаза обмотки статора состоит из двух последовательно-встречно соединенных частей, одна к из которых выполнена из катушек с диаметральным шагом, а другая - с относительным шагом, определяемым по формуле: b=1-1/k, где К - натуральное нечетное число больше 3, определяющее коэффициент понижения частоты вращения двигателя. Данное изобретение обеспечивает повышение степени тихоходности асинхронных двигателей органического диаметра».

1.4 Безредукторный лифт с тросовым приводом

Официальная публикация патента РФ № 2278812.

Авторы: ВИТТУР Хорст (DE), КЮНЧЕР Дитмар (DE), ФИХТНЕР Клаус (DE).

Патентообладатель: Виттур АГ (DE).

Изобретение относится к подъемному оборудованию, в частности к конструкциям лифтов, привод которых не содержит редуктора. Лифт имеет тросовый привод, устанавливаемый не в машинном отделении, имеющий приводной шкив, на который дважды навито несколько параллельных стальных несущих тросов, контршкив, кабину, направляющие кабины и противовес. Несущие тросы проходят по полукруглым канавкам. Соотношение между диаметром приводного шкива и номинальным диаметром несущих тросов составляет <40. Изобретение позволяет сократить габариты привода и его стоимость.



2. Разновидности лифтовых установок

Лифтовой лебедкой называют механизм для приведения в движение кабины лифта. Контроль качества и безопасности лифтовых лебедок обеспечивает ПУЭБЭЛ. Требования ПУЭБЛ:

Так как лифты нашли применение в многих отраслях современной жизни, появилось много разновидностей лифтовых установок.

Классификация лифтов:

По назначению:

- пассажирский - предназначен только для транспортировки людей;

- грузопассажирский - применяется для перемещения людей и грузов;

- больничный - специализирован для использования в медицинских учреждениях для перевозки больных;

- грузовой - используется только для транспортировки грузов;

- специальный (нестандартный) - изготовлен по индивидуальным техническим предпочтениям, применяется для особых условий эксплуатации.

По типу исполнения привода подъемного механизма:

- электрические - с применением электропривода постоянного или переменного тока;

- гидравлические - привод выполнен в виде гидроцилиндра или лебедки с гидродвигателем вращательного типа.

По механизму передачи движения кабине:

- канатные - перемещение кабины с помощью тяговых канатов;

- цепные, реечные и винтовые - перемещение кабины с помощью тяговых цепей.

По способу передачи движения от канатоведущего органа лебедки тяговым канатам:

- лифты с барабанной лебедкой;

- лифты с канатоведущим шкивом (КВШ)

По способу воздействия канатов на кабину:

- лифты с верхней канатной подвеской кабины;

- выжимные, в которых тяговые канаты охватывают кабину снизу.

По схеме запасовки тяговых канатов:

- лифты с прямой, с полиспастной подвеской кабины;

- с канатным мультипликатором.

По расположению машинного помещения различаются лифты:

- с верхним машинным помещением;

- с нижним машинным помещением.

По конструкции привода лебедки:

- редукторный привод;

- безредукторный привод;

По скорости движения кабины:

- тихоходные - скорость движения кабины до 1 м / с;

- быстроходные - скорость движения кабины 1,4 м / с;

- скоростные - скорость движения кабины 2 м / с.

По точности остановки кабины:

- точная система остановки;

- без системы точной остановки.

Основные параметры технических характеристик лифта:

- грузоподъемность;

- скорость движения;

- высота подъема кабины.

Под грузоподъемностью лифта понимают максимальную массу, находящуюся в кабине, которую может поднять лифт.

Обычно расчетная масса пассажира принимается в среднем 75 кг.

Существует стандартный ряд величин 0,25; 0,5; 0,71; 1; 1,4; 1,6; 2; 2,8; 4, 5,6; 7; 8 м/с., определяющий номинальную скорость кабины, то есть скорость при нормальном режиме работы.

Остановочная скорость - скорость, на которой обеспечивается максимальная точность остановки.

Ревизионная скорость - это скорость, которую использует обслуживающий персонал для технического оборудования шахты лифта с крыши движущейся кабины. Если скорость лифта менее 0,7 м/с, то ревизия может быть выполнена при движении кабины на номинальной скорости.

Предельная скорость - аварийная скорость, при которой срабатывают ловители.

Высота подъема определяется согласно с конструкцией здания, но имеет ограничение в виде увеличения потерь полезного объема высотных зданий. Производительность лифта - один из самых важных параметров. Она зависит от высоты здания, грузоподъемности, интенсивностью включения и



3. Лифтовые лебедки

Лифтовой лебедкой называют механизм для приведения в движение кабины лифта. Контроль качества и безопасности лифтовых лебедок обеспечивает ПУЭБЭЛ. Требования ПУЭБЛ:

Лебедка и части её конструкций должны выдерживать максимальные нагрузки при эксплуатации лифта.

Барабанные лебедки и лебедки со звездочкой допускается использовать на скорости не более 0,63 м/с. Использование противовеса в сочетании с такими лебедками - запрещено.

Между тормозным шкивом и канатоведущим органом лебедки должна быть не размыкаемая кинематическая связь;

Лебедка оборудована струбциной, чтобы перемещать кабину при отключении электропитания;

Штурвал может быть съемного или несъемного исполнения. Недопустимо применение кривошипной рукоятки. Съемный штурвал должен храниться в машинном помещении;

На штурвале должна быть соответствующая маркировка, показывающая принадлежность к конкретной лебедке;

На лебедке обязательно указывается направление кабины при повороте штурвала;

В машинном помещении должна быть возможность контроля положения кабины.

Наиболее распространенный привод в лифтовой индустрии - электропривод на основе асинхронного двигателя. Асинхронные двигатели являются самыми надежными в эксплуатации, а с появление преобразователей частоты, асинхронный привод шагнул далеко вперед в сфере управления скоростью вращения. Частотное и векторное управление позволяет получать впечатляющие диапазоны регулирования. Учитывая все это достоинства, электропривод на основе асинхронного двигателя постепенно вытеснил использование приводов с двигателями постоянного тока.

Асинхронный двигатель по своим качествам уступает только синхронному двигателю с постоянными магнитами, но развитие приводом на основе этих двигателей только началось и пройдет еще немало времени, когда синхронные двигатели смогут вытеснить асинхронные на мировом рынке.

Лифтовые привода с гидродвигателем вращательного типа используют только для зданий малой этажности. В России гидродвигатели не получили развития в лифтостроении.

По типу применяемого канатоведущего органа различают лебедки барабанного типа, представлены на рисунке 1, а, с канатоведущим шкивом (рисунок 1, б) и звездочкой. В качестве канатоведущего органа современных лифтов обычно применяют канатоведущий шкив, что обусловливается причинами, рассмотренными ниже.

Рисунок 1 Лебедки: а -- барабанного типа; б -- с канатоведущим шкивом; 1 -- отклоняющий блок; 2, 4 -- канаты; 3 -- барабан; 5 -- канатоведущий шкив

По характеру кинематической связи между двигателем и канатоведущим органом лебедки подразделяют на безредукторные и редукторные. Редукторными называются лебедки, у которых канатоведущий орган приводится в движение от двигателя через редуктор.

Редуктор -- это механизм, преобразующий движение с изменением частоты вращения и моментов. С помощью редуктора можно уменьшить частоту вращения его рабочего органа относительно частоты вращения приводного механизма, а также увеличить момент на рабочем органе.

Безредукторные лебедки применяются в высокоскоростных лифтах или в лифтах повышенной комфортности. Канатоведущий и тормозной шкивы размещаются на валу тихоходного электродвигателя. Чтобы использовать безредукторную лебедку, применяют преобразователи частоты для бесступенчатого регулирования скорости кабины в широком диапазоне. Это позволяет качественно повысить плавность пуска и остановки. На данный момент Российскими лифтостроительными заводами выпускаются пассажирские лифты со скоростью движения кабины до 4 м/с.



4. Результаты выполнения расчетных заданий

лифтовый лебедка двигатель электропривод

Условия задачи:

Подобрать передаточное число редуктора, электродвигатель главного привода для существующей и новой леб?док. Выполнить оценку нагрузки на плиту перекрытия в машинном помещении лифта до и после замены леб?дки.

Варианты исходных данных для расчета:

В данной работе будет выполнен вариант 9.

Расчет лифтовой лебедки для существующего лифта.

Расчет мощности и выбор электродвигателя, определение передаточного числа, выбор редуктора

Выбор двигателя:

Продолжительность включения:

Время работы: tp = 80 с



Исходя из мощности и режима работы электропривода, выбираем двигатель асинхронный 2х скоростной электродвигатель АИР225М8/4, U=380В, f=50 Гц, P=3 кВт, режим ПВ = 40%.

Выбор редуктора:

Для выбора редуктора необходимо определить скорость подъёма груза:

V1 - скорость подъема лифта, м/с;

d1 - диаметр канатоведущего шкива, м.

Передаточное число редуктора определяется по номинальной скорости вращения выбранного двигателя и основной скорости движения исполнительного органа, по формуле:

На основании КПД и передаточного числа редуктора выбираем редуктор типа РГ-240, iр=50, з=0,95.

*дополнительные технические характеристики взяты из паспорта лифта 427.00.00.00, а так же из паспорта асинхронного двигателя АИР225М8/4.

Расчет лифтовой лебедки для нового лифта.

Расчет мощности и выбор электродвигателя, определение передаточного числа, выбор редуктора

Выбор двигателя:



Продолжительность включения:

Время работы: tp = 80 с

Исходя из мощности и режима работы электропривода, выбираем двигатель асинхронный короткозамкнутый типа 9676АХ37, U=380В, f=50 Гц, P=8,5 кВт, режим ПВ = 40%.

Выбор редуктора:

Для выбора редуктора необходимо определить скорость подъёма груза:

V1 - скорость подъема лифта, м/с;

d1 - диаметр канатоведущего шкива, м.

Передаточное число редуктора определяется по номинальной скорости вращения выбранного двигателя и основной скорости движения исполнительного органа, по формуле:

На основании КПД и передаточного числа редуктора выбираем редуктор типа РГСЛ-160, iр=50, з=0,95.

*дополнительные технические характеристики взяты из паспорта лифта 0601Щ.00.00.000ПС, а так же из паспорта асинхронного двигателя 9676АХ37.

Выполние оценку нагрузки на плиту перекрытия в машинном помещении лифта до замены леб?дки.

При выполнении данного задания воспользовалась онлайн-калькулятором расчета нагрузок на плиту перекрытия.

1600/1400 параметры для шахты лифта гп 400 кг, масса кабины 544 кг, масса противовеса 780 кг, скорость 1,6 м/с, ответ дан в таблице 1:

Выполнить оценку нагрузки на плиту перекрытия в машинном помещении лифта после замены леб?дки.

При выполнении данного задания воспользовалась онлайн-калькулятором расчета нагрузок на плиту перекрытия.

1600/1400 параметры для шахты лифта гп 630 кг, масса кабины 760 кг, противовеса 1090 кг, скорость 1,6 м/с, ответ дан в таблице 2:



Заключение

В течение выполнения данного курсового проекта закрепила теоретические знания, получаемые в результате изучения курса по дисциплине «Проектирование лифтов и эскалаторов», научилась проявлять творческую инициативу, самостоятельность в решении инженерных задач, критического подхода к рассматриваемым вопросам.

Так же, с помощью списка учебно-методических материалов, была изучена дисциплина «Проектирование лифтов и эскалаторов». Дополнительно подготовила литературно-патентный обзор, в котором представлены 4 патента по теме курсового проекта.

В процессе написания курсовой работы был выполнен ряд поставленных задач по дисциплине, научилась пользоваться формулами и подбирать методом вычислений передаточное число редуктора, подбор редуктора и электродвигателя для существующей и новой лебедок двух вариантов лифтов.

Так же научилась выполнять оценку нагрузки на плиту перекрытия в машинном помещении лифта до и после замены леб?дки.



Список использованных источников

1. Шишмарев, В. Ю. Надежность технических систем / В. Ю. Шишмарев. М.: Академия, 2011. 304 с.

2. Воронкин, Ю. Н. Методы профилактического ремонта промышленного оборудования / Ю. Н. Воронкин, Н. В. Поздняков. М.: Академия, 2011. 240 с.

3. Беспалова, И. М. Надежность машин: учеб. пособие для студентов вузов / И. М. Беспалова, Л. С. Мазин. СПб.: СПГУТД, 2006. 117 с.

4. Справочник конструктора: Справочно-методическое пособие / Под ред. И. И. Матюшева. СПб.: Политехника, 2006. 1027 с.

5. Кочетков, Е.С. Теория вероятностей и математическая статистика / Е.С. Кочетков, С.О. Смерчинская, В.В. Соколов. М.: Форум, 2011. 240 с.

6. Теория надежности машин / Д. М. Беленький, М. Г. Ханукаев. Ростов н/Д.: Изд-во «Феникс», 2004. 608 c.

7. Жарский, И. М. Технологические методы обеспечения надежности деталей машин / И. М. Жарский. Минск: Вышэйшая школа, 2005. 299 с.

Размещено на Allbest.ru

...