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1、毕业论文国国 家家 示示 范范 性性 高高 等等 职职 业业 院院 校校论文题目：液压电梯液压及电控系统的设计与维护学生姓名： 覃裕楼 学 号： 20120103110 指导教师： 高茂涛 专 业： 机电一体化技术 年 级： 2012 系 院： 机电工程系 毕业论文摘 要液压电梯是现代社会中一种重要的垂直运输工具，由于其具有机房设置灵活、对井道结构强度要求低、运行平稳、载重量大, 以及故障率低等优点, 在国内外中、低层建筑中的应用已相当普遍。液压电梯是集机、电、液一体化的产品，是由多个相互独立又相互协调配合的单元构成，对液压电梯的开发研究涉及机械、液压及自动控制等多个领域。本文在对液压电梯的实
2、际工作情况做了详细分析后，假定了一个电梯具体的工作条件（包括电梯的最大负载和运行速度等） ，选定电梯轿厢的支承方式为双缸直顶式、支承液压缸为三级同步液压缸，并设计了满足条件的电梯液压系统。然后根据电梯的工作条件和已设定参数，对各个液压元件进行了设计计算。然后根据电梯的运动情况设计出 PLC 控制方案，要求画出规范的梯形图，给出控制程序，并给出详细的控制程。再根据所设计的液压系统做出维护方案。序说明最后结合实际的情况和一些具体的产品，对液压元件的型号和尺寸的进行了确定。在此基础上，本文对电梯液压系统进行了数学模型的建立，在建模过程中采用拓扑原理建立系统的数学模型，即先根据系统的总体结构建立液压系
3、统的拓扑结构图，将系统分成若干个可以独立的子系统，然后再分别建立每个子系统的数学模型，最后再根据拓扑结构组合成整个大系统的数学模型。在建立了系统数学模型后，对液压系统进行了仿真分析，得到了系统的速度、压力和位移曲线，这就更直观的反应了系统的运行过程。根据仿真结果分析，液压缸在运行过程中速度振动较大，本论文将 PID 控制算法加入到系统中，采用积分分离 PID 控制方法对本液压系统进行了仿真分析，结果显示加入 PID 控制方法后系统稳定性得到了提高，具有良好的工作性能。关键词：液压电梯;双缸直顶式;三级同步液压缸;动态仿真;PID 控制AbstractHydraulic Elevator is
4、an important vertical transport in a modern society .Because of it has the advantages of engine room setting flexible, requiring a lower level of the wells structural strength, smooth operation, large load, and Low failure rate Etc, it is already applied very common in the low-rise buildings at home
5、 or abroad. Hydraulic Elevator is the products of integration mechanical, electrical, fluid, it is composed of number of independent each other and mutual cooperation modules, The research and development for hydraulic elevator related to mechanical, hydraulic and automatic control etc.In this paper
6、, after detailed analysis of the hydraulic elevators actual work situation, we assumed the elevators specific working conditions (Including the elevators maximum load, running speed and so on), and determining the elevators supporting style was straight for the double top, using Synchronization of t
7、hree-tier hydraulic cylinder, And designed the hydraulic system of the elevator to meet the actual conditions. Then according to the working conditions of the elevator and the given parameters, we calculated the design of various hydraulic components. Finally, combination the actual situation and a
8、number of specific products, the hydraulic components model and size were determined.On this basis，this paper established a mathematical model for elevator hydraulic system, In the modeling process we used the principle of system topology to establish the mathematical model, first according the over
9、all-structure of the system we establish the hydraulic system topology diagram, so the system is divided into several independent subsystems, and then set up the mathematical model of each subsystem, Finally, composition the mathematical model for the entire system under the topology. According to t
10、he mathematical model of the system，we conducted a simulation analysis of the hydraulic system , and we got the systems speed, pressure and displacement curves, this reflects systems operation more intuitive.According to analysis of simulation results，the hydraulic cylinders speed vibrated larger du
11、ring operation. In this paper, PID control algorithm has been added to the system, used Integral separation PID control method for the hydraulic systems simulation and analysis. The results showed that after adding PID control method ，system stability has been improved, and reflected the good perfor
12、mance.Keywords: Hydraulic Elevator; Double straight-top; three-tier synchronous hydraulic cylinder; Dynamic Simulation; PID control目 录第 1 章 绪论1 1.1 液压电梯的发展概况1 1.1.1 国外液压电梯的发展简况1 1.1.2 国内液压电梯的发展简况2 1.2 液压电梯工作原理概述.2 1.3 液压电梯的技术特点.4 1.3.1 液压电梯的性能要求4 1.3.2 液压电梯的优点4 1.3.3 液压电梯的缺点5 1.4 本论文的选题意义及研究内容.5 1.4
13、.1 本论文的选题意义5 1.4.2 本论文的研究内容6 第 2 章 液压电梯的液压系统设计8 2.1 设计背景及工况分析8 2.2 液压系统设计.9 2.3 液压缸的设计.10 2.3.1 同步伸缩液压缸的工作原理10 2.3.2 同步伸缩缸的参数计算11 2.3.3 缸盖和活塞头设计15 2.3.4 柱塞缸和各级活塞缸的长度计算18 2.3.5 液压缸的密封20 2.4 泵和电机的选择.21 2.4.1 泵排量的计算21 2.4.2 电机的选择21 2.5 液压管路的设计.22 2.5.1 管路内径的选择22 2.5.2 管道壁厚计算23 2.6 油箱设计.23 2.7 过滤器的设计.24
14、 2.8 阀的选择.24 2.8.1 单向阀的选择24 2.8.2 电磁溢流阀24 2.8.3 节流阀24 2.9 本章小结.25 5.5 本章小结.64 结论与展望65 致 谢67 参考文献68第 1 章 绪论1.1 液压电梯的发展概况电梯的广泛使用早已成为工业化社会的标志之一，目前在发达国家里，电梯早已经进入了人们的日常生活。在商场、办公楼、停车场等公共场所，以及公寓楼、私人住宅中电梯已经成为人们必不可少的交通工具7。液压电梯是由液压传动的电梯，通过液压动力源(液压泵)把液压油压入液压缸，使柱塞向上运动，直接或间接地作用在轿厢上，使轿厢上升。轿厢的下降一般靠自重使液压缸内的油液返回油箱中。
15、液压电梯是多层建筑中安全、舒适的垂直运输工具，也是厂房、仓库中最廉价的重型垂直运输设备。近年来，液压电梯以其独特的优势，显示出强大的生命力8。1.1.1 国外液压电梯的发展简况世界上第一台液压电梯起源于 19 世纪，于 1845 年由威廉.汤姆森制造。随后在1876 年巴黎万国博览会上展出了水压间接式的液压电梯，它利用公用水管极高的水压推动液压缸的柱塞顶升轿厢，下降时靠泄流1。但由于水压波动及生锈问题难以解决，不久就出现了油压直接式的液压电梯。由于当时公共液压站在造价和传递方面比蒸汽动力有明显的优越性，而且蒸汽动力电梯采用强制驱动方式，其卷筒的宽度限制了电梯行程的根数，所以从 1870 年到
16、19 世纪末逐步得到发展。但是早期的液压电梯功能较简单，主要用于运送货物。液压电梯的大规模使用比曳引式电梯晚，第二次世界大战后期，高压油传动在武器制造业的应用，使得液压传动和液压控制技术得以发展。虽然 19 世纪中叶伦敦金融城区内的办公楼就开始使用液压电梯，但真正大规模推广使用是从 50 年代末开始，60 年代进入持续稳定增长期，70 年代液压电梯进入迅猛发展阶段，80 年代液压技术更加成熟，其市场占有率逐步增加2。近年来，国际市场上 10 层(高 40M)以下的建筑中的电梯 70%采用了液压电梯3。近年来，由于曳引电梯技术的进步，对液压电梯市场产生了强有力的冲击，尤其是无机房曳引电梯的面世【芬兰通力公司(KONE)的 MONOSAPCETM 和瑞士迅达公司(SCHINDELRMOBIELTM)、LMC 公司的 GENESIS 方案、VESTNER 公司的自支撑电梯方案、HRIO 公司的无机房方案等】 ，使得液压电梯在
