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1、自动生产线技术项目设计报告I 自动生产线技术项目设计报告1 第 1 章概况1.1 今年来我国电梯的发展概况2008年奥运会和 2010年世博会在中国的举办， 将有力的带动电梯革命的节能环保化发展， 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。我国有 13 亿多人口，在用电梯的人均拥有量是世界平均数的1/3 ，是发达国家的 1/10 ，我国电梯市场还远未饱和。 2008-2010 年期间我国电梯需求将呈现快速增长的态势，根据回归模型对未来三年内
2、的产量进行预测，2008-2010 年我国电梯产量分别为 24.31 万部、28.66 万部和 33.41 万部。我国的电梯市场仍将保持每年 20% 的递增速度，年平均销售额至少500亿美元。 2008年及未来几年，技术创新是推动电梯行业进步的关键，无线电梯的出现必然对我国电梯行业是一个促动。电梯行业即将迎来全新的无线时代。而且，专家预测未来50 年我国新增住房面积将达到200 亿平方米。目前国家规定20米以上高楼就应安装电梯， 因此未来电梯最大的市场就是住宅市场。此外，机场、商场、地铁等大型公共设施建设对自动扶梯、观光电梯等电梯的需求量也十分可观。目前，全国有注册电梯企业达395 家，但美国
3、奥的斯、 瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、 日本三菱、日立、富士达、东芝等 13 家大型外企占据我电梯市场80%的份额，销售额达 85% 。从电梯业年产量而言，作为第一集团的奥的斯（中国）、上海三菱、广州日立的产量已达1 万台以上；而作为第二集团的迅达、蒂森、通力、富士达、东芝达到3 千台-1 万台的产销规模，其中最晚进入中国电梯市场的华升富士达投产10 年，产销量一直保持40% 的上升趋势。而面对外资巨头的贴身进逼，本土电梯品牌在服务和营销上难以匹敌，其生存状况不容乐观。自动生产线技术项目设计报告2 今后一段时间内电梯技术将向着环保、驱动系统使用永磁同步无齿曳引机、产业信息化网络化的方向发展，
4、面对日益严峻的市场环境每个企业首先考虑如何生存。要生存下去就必须提高企业竞争力，在所能够改变竞争规则的因素中，技术变化属于最显著的一种。 如何在电梯技术方面保持领先地位从而保持企业的竞争优势？国内电梯企业管理者必须制定一个企业电梯技术发展战略，只有这样，才可能在竞争中不被淘汰。本研究咨询报告在大量周密的市场调研基础上，主要依据了国家统计局、 国家海关总署、国家发改委、国家商务部、国家工业和信息化部、国家质量监督检验检疫总局、中国电梯行业协会、 中国行业研究网、 国内各大行业数据服务机构、全国及海外上百种相关报刊杂志的基础信息以及电梯专业研究单位等公布和提供的大量资料，对我国电梯行业的市场、行业
5、结构、产品、进出口等情况作了详尽地分析，并参考了国外电梯行业的发展趋势，对今后我国电梯行业的发展做出预测。同时，本报告也针对电梯行业的特点，从各个角度全面详实地进行了研究或调研，它既是一份高质量的、 专门针对我国电梯行业的研究报告，也是电梯生产企业、相关配套企业、 经销商、银行信贷部门以及战略投资者不可多得的参考资料。1.2 电梯的分类（1）按电梯用途分类根据用户对电梯使用的要求， 常用电梯种类有客梯、货梯、客货两用梯、医用梯、观光梯、自动扶梯及其他类型的特种电梯。（2）按电梯的运行速度分类电梯运行速度在 1m/s一下为低速电梯， 12m/s为快速电梯， 25m/s为高速电梯，速度在5m/s
6、及以上时为超高速电梯。（3） 按电梯曳引电动机的供电电源分类按曳引电动机的电源不同电梯可分为交流电梯和直流电梯。 交流电梯又可分为采用交流异步双速电动机变级调速拖动的电梯，简称交流双速电梯；采用交流异步双绕组电动机调压调速拖动的电梯，简称 ACVV 拖动电梯；采用交流异步单绕组电动机调频调压调速拖动的电梯，简称 VVVF 拖动电梯。（4） 按电梯操纵控制方式分类按电梯操纵控制方式分类有较内手柄开关控制电梯、按钮控制电梯、信号控制电梯、集选控制电梯、并联控制电梯、程序控制电梯及智能控制群梯等。自动生产线技术项目设计报告3 1.3 电梯的主要参数1）额定载重量：制造和设计规定的电梯载重量。电梯的载
7、重量主要有400kg、630kg、800kg、1000kg、1250kg、2000kg、2500kg 等几种。2)轿厢尺寸（ mm） ：宽深高。3）轿厢形式：指单面或双面开门及其他特殊要求等，以及对较顶、轿底、较壁的处理，颜色的选择，对电风扇、电话的要求等。4）较门形式：指电梯门的结构形式。有栅栏门及封闭式的中分门、双折门、双折中分门等。5）开门宽度（ mm） ：轿厢门和厅门完全开启时的净宽度。6）开门方向：有右开门、左开门、中分门。7）曳引方式：常用的有半绕1:1 传动、半绕 2:1 传动、全绕 1:1 传动等。8）额定速度（ m/s） ：制造和设计所规定的电梯运行速度。9）电气控制系统：包
8、括控制方式、拖动系统的形式等。10）停站层数（站）：凡在建筑物内各层楼用于出入轿厢的地点均称为站。11）提升高度（ mm） ：由底层端站楼面至顶层端站楼面的垂直距离。12）顶层高度（mm） ：由顶层端站楼面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距离。一般电梯运行速度越快，顶层高度越高。13）井道高度（mm） ：由井道底面至机房楼板或隔音层楼板下最突出构件之间的垂直距离。14）井道尺寸（ mm） ：宽深。15)底坑深度（ mm） ：由底层端站楼面至井道底面之间的垂直距离。一般电梯运行速度越快，底坑越深。自动生产线技术项目设计报告4 第 2 章 电梯的曳引传动2.1 电梯曳引传动的基础原理电
9、梯中广泛使用的机械传动形式为曳引传动，即以轮作为驱动部件， 曳引钢丝绳通过曳引轮， 一端连接轿厢， 一端连接对重装置， 轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮绳内产生摩擦力即曳引力，这样电动机带动曳引轮转动，驱动钢丝绳，拖动轿厢和重作上下相对运动。即轿厢上升、对重下降，轿厢下降、对重上升。曳引力是靠曳引钢丝绳与曳引轮绳槽的摩擦力产生的，它是电梯运行的动力，必须保证曳引钢丝绳在曳引轮上不打滑。电梯曳引系统的临界平衡状态如图所示。图 1 曳引系统受力简图安装在机房的电动机与减速箱、制动器等组成曳引机，是曳引驱动的动力，曳引钢丝通过曳引轮一端连接轿厢，一端连接对重装置。 轿厢与对重装置的重力使
10、曳引钢丝绳压紧在曳引轮绳槽内。 电动机转动时由于曳引轮槽与曳引钢丝绳之自动生产线技术项目设计报告5 间的摩擦力， 带动钢丝绳使轿厢和对重作相对运动，轿厢在井道中沿导轨上下运行。 轿厢与对重装置能做相对运动是靠电动机转动时通过曳引绳和曳引轮简的摩擦力实现的，这种摩擦力我们又称之为曳引力。曳引及制动系统是保证电梯控制系统指令被可靠执行的关键环节，如果这一系统出现问题将会直接导致坠落、剪切等严重伤亡事故的发生。 传统的检验方式是通过静载实验进行检测， 检验过程比较麻烦， 且存在一定风险， 因此有必要研制一套操作简便、 实验过程危险性且无需真实载荷的检测装置，以便为电梯运行安全性能的检测提供更为准确和
11、更有说服力的数据证明。2.2 电梯的曳引传动形式根据电梯的使用要求和建筑物的具体情况，电梯的曳引与传动有多种形式。电梯的曳引形式常见的有上置式和下置式。上置式传动的曳引在井道顶部， 负重为：机房总负重 =曳引机自重 +控制屏等重 +轿厢自重 +轿厢载重 +对重重量 +曳引钢丝绳重这种曳引形式建筑物承受的载荷少，设备较少， 效率高。下置式传动的曳引机在井道底部， 曳引绳必须要引向井道顶部， 绕过一组导向轮才能牵引轿厢和对重，负重为：井道顶部总负载 =2（轿厢自重 +轿厢载重 +对重重量） +3 曳引钢丝绳重，这种曳引形式建筑物承受的载荷大，要求井道建筑面积较大。电梯曳引绳的绕法多种，这些绕法可看
12、成不同的传动方式。电梯在运行时，曳引轮的线速度与轿厢升降速度的比称为传动比，也叫曳引比。2.3 电梯对曳引传动系统的要求电梯曳引系统的作用是输出动力和传递动力。曳引机又称主机， 是电梯的动力源。根据电梯的使用条件和工作要求，曳引电动机一般应有如下技术性能：1）电动机的额定容量为短时重复工作制，要求能承受沉重而频繁的起动、制动和正向、反向运转。2）要具有足够大的起动转矩， 使之能满足轿厢满载加速时的起动转矩要求。起动应迅速无迟滞感。 为了获得较大的起动转矩， 并能抑制起动电流， 电动机一般采用深槽，并采用高阻导条。额定电压下，保证堵转矩之比不低于2.2 倍，低自动生产线技术项目设计报告6 速时不
13、低于 1.4 倍。3）起动电流小，避免由于电梯频繁起制动而影响电网电压并使用电动机发热。在额定电压下，电动机堵转电流与额定电流之比不应大于4.5。4）要具有发电制动特性，能由电动机本身的性质来限制电梯在满载下行或空载上行时的速度，而达到安全运行的目的。5）曳引电动机应具有较硬的机械特性，不应因电梯载重的变化而引动电梯运行速度的过大变化。6）要求运行速度高，并具有良好的调速性能，以保证加减速平稳和停机准确。7）运转平稳，工作可靠，噪声小，便于维修和调整自动生产线技术项目设计报告7 第 3 章 电梯的机械系统电梯由机械、电气两大系统组成。电梯的机械系统主要有曳引系统、轿厢、对重系统、门系统、导向系
14、统及机械安全保护系统等组成。3.1 曳引系统曳引系统曳引机、曳引轮、导向轮、曳引钢丝绳及反绳轮等组成。1曳引机曳引机是电梯的主要拖动机械，其作用是产生并传送动力，驱动轿厢和对重上下运行。分为有齿轮曳引机和无齿轮曳引机。无齿轮曳引机，一般以调速性能良好的直流电动机作为动力，由于没有机械减速机构，其传动效率高，噪声小，传动平稳，结构简单，用于速度大于2m/s 的高速和超高速电梯上。有齿轮曳引机多用于速度小于2m/s的各种电梯上， 为减小运行噪声和提高平稳性，一般采用蜗杆副作减速传动装置。这种曳引机主要由曳引机电动机、制动器及减速器等组成。2曳引轮曳引轮是挂曳引钢丝绳的轮子，通过曳引轮与钢丝绳之间的
15、摩擦力产生曳引力带动轿厢与对重垂直运行。曳引轮装在减速器中的涡轮轴上，若是无齿轮曳引机，装在制动器为侧，与电动机轴。制动器轴在同一轴线上。为了提高曳引力并防止磨损打滑，在曳引轮上加工有曳引绳槽，曳引钢丝绳就位于绳槽内。要求曳引轮强度大、耐磨损、耐冲击。包角越大，摩擦力就越大。为了减少曳引绳的弯曲能力，增加使用寿命，一般希望曳引轮越大越好，但过大会使体积增大，减速器速增大，因此应大小适宜一般要求大于钢丝绳直径40倍。3.导向轮导向轮安装在曳引机架上或承重梁上，使轿厢与对重保持最佳相对位置，以避免两者在运行中发生相互碰撞。4曳引钢丝绳自动生产线技术项目设计报告8 每台电梯所用曳引钢丝绳的数量和绳的
16、直径，与电梯的额定载重量、运行速度、井道高度及曳引方式有关。各类电梯采用的曳引钢丝绳根数因数一般应符合表1 所示。表 1 曳引钢丝绳与安全因素电梯类型曳引绳根数安全因数客梯、货梯、医梯4 12 杂货梯2 10 可见悬挂电梯轿厢的钢丝绳除杂物电梯外，一般不少于根，其安全因数均不小于12。因此若干根钢丝绳同时断开，造成轿厢坠落下去的事故是不会发生的。但是由于电梯安装人员制作绳头时没有严格按有关标准和规范施工，则会发生个别曳引绳与锥套脱离的情况。而由于使用不当和机电系统故障，如超载或某些机件损坏，造成轿厢的运行速度超过额定值，甚至有可能发生蹲底事故。5.反绳轮反绳轮是指设置在轿厢顶和对重顶上的动滑轮及设置在机房的定滑轮.曳引钢丝绳绕过反绳轮可构成不同曳引比的传动方式。3.3 对重系统对重系统也称重量平衡系统，位于井道内，通过曳引绳经曳引轮与轿厢连接。包括对重及平衡补偿装置。在电梯运行过程中，对重在对重导轨上滑行，起平衡轿厢自重及载重的作用，从而大大减轻曳引电动机的负担。 平衡补偿装置则是为电梯在整个运行中平衡变化而设置的补偿装置。对重产生的平衡作用在电梯升降过程中是不断变化的，这主要是由电梯
