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1、硕士学位论文（工程硕士）轿厢上行超速保护装置的研究开发与应用RD AND APPLICATION OF THE ELEVATORSUP-WAY OVER SPEED SAFETY DEVICE于向前2009 年 5 月国内图书分类号：TP242.3学校代码：10213国际图书分类号：681.5密级：公开工程硕士学位论文轿厢上行超速保护装置的研究开发与应用硕 士 研 究 生：于向前0 师：谢涛 教授 0 导 师：赵平 高级工程师 0 请 学 位：工程硕士 0 科：机械工程 0 在 单 位：日立电梯（中国）有限公司 0 辩 日 期：2009 年 5 月 授予学位单位：哈尔滨工业大学Classifi
2、ed Index: TP242.3U.D.C: 681.5Dissertation for the Masters Degree of EngineeringRD AND APPLICATION OF THE ELEVATORSUP-WAY OVER SPEED SAFETY DEVICECandidate:Yu XiangqianSupervisor:Prof. Xie TaoAssociate Supervisor:Zhao PingAcademic Degree Applied for:Master of EngineeringSpeciality:Mechanical Engineer
3、ingAffiliation:Hitachi Elevator (China) Co., Ltd.Date of Defence:May, 2009Degree-Conferring-Institution:Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要本文依据力学、机构学、运动学、摩擦学等理论，通过对电梯运行特性的 深入研究，开发了一套满足电梯新标准 GB7588-2003 中关于电梯上行超速保护 要求的装置。本文能从本公司的产品特点出发，对其结构原理进行深入研究， 对机构受力、力的传递和动作速度、触发速度等进行了专门研究，并进行大量 的试验验
4、证，使新开发装置达到安全、稳定、可靠的要求。曳引式电梯在制动器失效情况下，如轿厢空载或轻载，轿厢侧重量小于对 重平衡块重量，轿厢将加速上行发生冲顶事故；本文所研究的上行超速保护装 置就是为了防止此类事故的发生，本文重点介绍了如何根据标准要求进行方案 设计、结构设计和传动设计，由于采用许多独创性的设计并从安全性、功能 性、可靠性出发拟定可行的验证计划和试验方法，经过强度校核和大量的试验 验证，使新设计具有结构新颖、简单实用、安全可靠的特点。本文研究的上行超速保护装置由双向限速器及其张紧装置、安全装置、上 行安全钳共 3 个部分组成；双向限速器为电梯运行的速度监控元件和动作力的 触发装置，速度监控
5、元件是一套离心块组件，利用离心力的原理实现对电梯速 度的控制，触发装置通过离心块触发连杆机构，制停限速器钢丝绳；钢丝绳拉 动轿顶的安全装置，安全装置通过力的传递拉动上行超速安全钳动作将轿厢制 停在导轨上。本文对离心块组件建立动力学方程计算调速弹簧、吸震弹簧的设计，研究 限速器钢丝绳掌握力的作用机理，计算压绳块咬入的安全裕度；应用 Pro/E 受 力分析软件对安全钳夹持力的有关元件进行受力分析；通过对上行超速保护装 置的部件测试、系统测试和实际应用验证了整个系统的安全性、可靠性和适用 性。本装置从 05 年起应用到全部产品上，共有 5 项专利获得授权。关键词：上行超速保护；安全装置；上行安全钳-
6、 I -哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractAn up-way over speed safety device which base on the new rule GB7588-2003 is discussed in this paper. Rely on the theories of mechanisms, kinematics and tribology, this paper analyses structure, under stress, trigger speed etc. about the device. The characteristics of safe
7、ty, stability and reliability are all assured by enough examinations and tests.While the brakes of traction type elevators are abated, car will pickup and impact the top, if its weight of the car less than the CWT. The motor stops the car on a certain floor. The up-way over speed safety will activat
8、e if the car speed out of control. This device can prevent the car from running up-way over speed which might cause a rush to the top accident. This paper introduces program design, structural design, transmission design and the verifying way. All of these have been tested by lots of experiments and
9、 proved to be safe, reliable and practical.The integral part of the up-way over speed safety comprises two-way over speed governor including tensioning device, safety-device and up-way catch block. The two-way over speed governor perform as monitoring device and trigger equipment. The safety device
10、transfers the brake signal. The up-way catch block sets the braking in motion to protect the car from hazard to protect the car from hazard.This paper erect dynamics equation about centrifugal block to count springs parameter, safety factor of the governors wire rope pressure and analyse trapping fo
11、rce of the catch block using Pro/E. The text validates the whole systemic security, reliability though all testing; these new devices were applied on all the products in 2005. This up-way over speed safety has five patents now.Keywords: up-way over speed safety, safety device, up-way catch block- II
12、 -哈尔滨工业大学工程硕士学位论文目录摘要IAbstractII第 1 章 绪论11.1 本文研究背景及意义11.2 国内外该装置的研究现状及分析21.3 上行超速保护装置的工作原理21.3.1 标准的要求21.3.2 电梯上行超速失控状态的描述31.3.3 基于标准要求可行的应对方案31.4 课题的主要研究内容4第 2 章 上行超速保护装置工作原理与总体特性研究62.1 上行超速保护装置的动作原理62.2 双向限速器的结构研究62.2.1 一般限速器的结构72.2.2 双向限速器性能要求82.2.3 双向限速器可靠性要求92.2.4 双向限速器的工作原理92.2.5 张紧装置的工作原理102
13、.3 安全装置的研究112.3.1 安全装置的工作原理112.3.2 安全装置设计要求122.4 上行安全钳的研究122.4.1 上行安全钳工作原理122.4.2 上行安全钳制动力的分析研究132.5 本章小结17第 3 章 关键部件结构分析与研究183.1 调整弹簧183.1.1 调整弹簧受力的模型分析与理论计算183.1.2 调整弹簧参数设计与计算20- III -哈尔滨工业大学工程硕士学位论文3.2 吸振弹簧213.2.1 吸振弹簧系统固有振动频率的理论分析213.2.2 吸振弹簧系统固有频率计算223.3 限速器钢丝绳掌握力的设计233.3.1 钢丝绳掌握特性的计算式233.3.2 计
14、算钢丝绳掌握力253.4 限速器触发机构设计263.5 张紧装置结构研究283.5.1 张紧装置的作用283.5.2 张紧装置支架强度283.6 立柱稳定性的研究293.7 顶杆弹簧的结构分析303.8 上行安全钳重要零部件的应力分析313.9 本章小结34第 4 章 上行超速保护装置的试验研究及应用354.1 限速器的试验研究354.1.1 型式试验要求354.1.2 限速器性能的试验验证364.1.3 限速器的试验374.2 上行安全钳的试验研究414.2.1 上行安全钳的型式试验要求414.2.2 上行安全钳的试验424.3 上行安全钳试验研究434.3.1 试验情况简介434.3.2 测量加速度时的滤波频率464.3.3 摩擦机理464.3.4 摩擦系数与速度的关系474.3
