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1、 2018 届毕业设计(论文)课 题 名 称： 曳引机制动器的分析与运用课 题 名 称（英文）：Analyzes and makes use of a brake traction machine学 生 姓 名： 张乐坪 学 号：2014363613 专 业 名 称： 电气工程及其自动化 指 导 教 师： 周哲 职 称： 讲师 所 在 院 系： 求真工学系 完 成 日 期： 2018 年4 月 7 日教务部制表湖州师范学院求真学院本科毕业论文曳引机制动器的分析与运用摘要：电梯是现代生活中不可缺少的交通工具。而电梯曳引机相当于人类的心脏，其制动系统保障了电梯的安全运行。对电梯曳引机制动器的研究，
2、有利于确保电梯的安全性，具有十分重要意义。本课题是对永磁同步曳引机制动器的分析与运用。首先，根据所计算的力矩确定制动器所需的电磁力大小及结构，根据力学理论，计算并确定了最小制动力矩包括正常制动力矩和紧急制动力矩。最后，对所设计的制动器进行反复的试验，实验结果能够达到预期的效果，实现了理论与实际的结合。课题的研究内容，首先从理论上进行设计计算和分析，然后通过试验验证，验证设计方案，为电梯曳引机制动系统的设计提供理论依据。关键词：电梯曳引机；制动器设计；有限元分析；噪音控制IAnalyzes and makes use of a brake traction machineAbstract:Ele
3、vator is an indispensable means of transportation in modern life. The elevator traction machine is the human heart, and its braking system guarantees the safe operation of the elevator. The analysis and application of elevator traction brake is of great significance to improve the safety of elevator
4、 system.This subject is mainly the analysis and application of the permanent magnet synchronous tractor brake.Firstly, the minimum braking torque including normal braking torque and emergency braking torque are calculated and determined according to the theory of mechanics. ;Secondly, according to t
5、he calculation of braking torque, electromagnetic analysis and strength analysis software ANSYS is used to determine the brake electromagnetic force size, and the basic structure, size and check the strength and deformation of the brake action, choose the brake lining;Finally, through the above theo
6、retical design and test verification, the performance of the brake meets the expected requirements well, and the combination of theory and practice is realized.The research content of this subject is designed and calculated and analyzed theoretically, and the design scheme is verified through experi
7、mental verification, which provides theoretical basis for the design of elevator traction mechanism.Keywords: Elevator traction machine; Brake, Electromagnetic design; Finite element analysis; Noise suppressionIII目 录第1章 绪论21.1 课題背景21.2 课題的目的和意义21.3 目前几种制动系统结构介绍31.3.1 鼓（块）式制动系统31.3.2 碟（盘）式制动系统31.4 研宄
8、的内容4第2章 制动系统的设计42.1 设计信息输入42.2 系统力矩确定52.2.1 确定制动器力矩52.2.2 确定紧急制动器力52.3 确定制动系统总体方案82.4 小结9第3章 制动器设计93.1 基本结构93.1.1 形状设计93.1.2 弹簧力计算103.1.3 闸片选择103.2 电磁性能分析113.2.1 有限元分析法113.2.2 线圈参数设计123.2.3 电磁力与合力143.2.4 电感153.3 制动器结构强度分析153.4 小结17第4章 制动器性能测试184.1 制动力矩的测量试验184.2 吸合、释放电压测量试验194.3 制动器温升测量204.4 响应时间测量实
9、验214.5 制动器寿命试验214.6 小结23第5章 总结23致 谢23I 湖州师范学院求真学院本科毕业论文第1章 绪论1.1 课題背景 在我国经济飞速增长的同时，电梯行业也随着蓬勃发展，在各种公共场所，电梯有效地加快了社会节奏，提高了人们的生活水平。电梯与人们的生活休戚相关，人们也越来越关心电梯的安全性，不断提电梯的安全性已成为电梯行业的主要任务。1-1所示，即为标准的电梯结构。曳引机是电梯的驱动主机，相当于人体的心脏，是一个非常重要的部件。轿厢的移动依靠曳引轮的摩擦力实现的，当前市场上主要由传统的有齿轮曳引机和目前更为普遍使用的永磁同步无齿轮曳引机构成，这两种曳引机都包含制动系统。制动系
10、统是在电梯平层时，实现制动，确保人员安全上下电梯，电梯在正常运行过程中为通电打开状态，但当发生紧急情况，电梯制动器立刻会变成失电抱闸状态，使电梯有效制停，保证人员安全；但对于永磁同步无齿轮曳引机，制动系统还起防止电梯上行超速的作用，当电梯上行时速度过快而达到一定值时，控制系统立即切断电路，制动系统在制动弹簧力的作用下失电，起有效停止作用。与汽车制动系统不同，汽车制动过程主要是动态制动，制动力是可变的；电梯曳引机制动系统的制动力是固定的，因此动态制动必须兼顾两种不同的制动性能，因此不可以完全参照汽车的制动理论。目前，对曳引机制动器设计的研究主要集中在制动器转矩的全面设计等基本功能上；例如在热状态
11、下制动器的有效打开等。而随着人们生活水平的提高，要求电梯有更加良好的舒适性与安全性如：更低的制动开、关噪音；减少制动响应时间、延长制动器寿命；1.2 课題的目的和意义如今经济快速发展，电梯行业也随之水涨船高。2017年我国有约80万台的电梯产量，仅更新每年就有25-30万台左右的需求。曳引机的重要安全装置是制动器，对于有齿轮曳引机，制动器一般安装在电机旁；对于永磁同步无齿轮曳引机，制动器通常安装在曳引机之上。电梯制动器可以曳引机驱动轴制停，提高电梯轿厢和厅门楼层的准确性。电梯产生噪音是不可避免的，但是为了防止较大的噪音对人们生活产生困扰，所以制动系统在可能降低噪音的同时能够安全可靠制动，那么就
12、需要分析产生噪音的因素。当电梯到达预定楼层时，需要快速制动以确保人员安全。目前，市场上普遍使用的是电磁制动器。制动时电流瞬间变化，制动器产生反向磁场，制动盘总成释放速度受到抑制。因此，控制从功率损耗到额定制动力矩的周期是一个重要的指标。在设计过程中，分析磁路的变化和动盘的运行情况，从理论上保证制动系统的滞后时间范围是一项非常重要的工作。1.3 目前几种制动系统结构介绍1)能产生足够大的力矩；2)当制动器松闸或合闸时要保持平稳，并且能满足频繁开启、关断的需求；3)制动器的零件应有较强的耐摩擦和耐高温，结构应该简单易用；当前，国内外电梯市场上的曳引机制动系统，在种类上主要包括碟式制动系统和鼓式制动
13、系统。1.3.1 鼓（块）式制动系统鼓式制动系统是一种传统的制动方式，如图1 - 2所示，电磁铁通电，电磁铁产生电磁力，电磁力抵抗制动弹簧的弹力，推开制动臂，制动臂绕固定销轴转动，制动皮部分脱离制动轮，主机运转；电磁铁断电时，在制动弹簧力作用下，制动臂绕固定销轴转动，闸瓦被压紧。 图1-2鼓式制动系统结构示意1.3.2 碟（盘）式制动系统碟式制动系统，也称为内置盘式制动器或点式盘式制动器，是由一对具有摩擦衬片的夹具产生的盘式制动器的类型之一，所述摩擦衬片从两侧夹持随轴旋转的盘。蝶形制动器的固定摩擦元件为刹车片，接触面上产生的摩擦力与相对运动相反。盘式制动系统按驱动方式可分为电磁型、液压型和电液
14、型，液压型如汽车盘式制动，但在电梯中，为了实现快速制动，减少润滑脂对制动系统的影响，结构简单，通常采用弹簧作为夹紧力源，电磁力用于释放制动器。如图1 - 4所示，当制动线圈通电时，活动盘与固定盘之间产生电磁引力，活动盘与固定盘移动到固定盘位置，活动盘与固定盘之间工作间隙转移到制动盘两侧，摩擦部(带摩擦衬片的夹具)与制动盘之间有间隙，不再夹紧制动盘，主机运转；当制动盘断电时，活动盘在制动弹簧的作用下被两侧的摩擦件夹紧，主机停止运行。 1.4 研宄的内容根据对制动系统现状的分析，传统的制动设计方法适用于汽车行业，汽车制动系统更注重动态制动过程，而电梯曳引机制动系统需要兼顾动态制动和静态制动，传统的设计计算已不能适用于电梯
