畢業(yè)論文_液壓電梯的液壓系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　論文題目：液壓電梯液壓及電控系統(tǒng)的設(shè)計與維護</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　液壓電梯是現(xiàn)代社會中一種重要的垂直運輸工具，由于其具有機房設(shè)置靈活、對井道結(jié)構(gòu)強度要求低、運行平穩(wěn)、載重量大, 以及故障率低等優(yōu)點, 在國內(nèi)外中、低層建筑中的應(yīng)用已相當普遍。液壓電梯是集機、電、液一體化的產(chǎn)品，是由多個相互獨立又相互協(xié)

2、調(diào)配合的單元構(gòu)成，對液壓電梯的開發(fā)研究涉及機械、液壓及自動控制等多個領(lǐng)域。</p><p>　　本文在對液壓電梯的實際工作情況做了詳細分析后，假定了一個電梯具體的工作條件（包括電梯的最大負載和運行速度等），選定電梯轎廂的支承方式為雙缸直頂式、支承液壓缸為三級同步液壓缸，并設(shè)計了滿足條件的電梯液壓系統(tǒng)。然后根據(jù)電梯的工作條件和已設(shè)定參數(shù)，對各個液壓元件進行了設(shè)計計算。然后根據(jù)電梯的運動情況設(shè)計出PLC控制方案，要求

3、畫出規(guī)范的梯形圖，給出控制程序，并給出詳細的控制程。再根據(jù)所設(shè)計的液壓系統(tǒng)做出維護方案。序說明最后結(jié)合實際的情況和一些具體的產(chǎn)品，對液壓元件的型號和尺寸的進行了確定。</p><p>　　在此基礎(chǔ)上，本文對電梯液壓系統(tǒng)進行了數(shù)學模型的建立，在建模過程中采用拓撲原理建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，即先根據(jù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)建立液壓系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖，將系統(tǒng)分成若干個可以獨立的子系統(tǒng)，然后再分別建立每個子系統(tǒng)的數(shù)學模型，最后再根據(jù)拓撲

4、結(jié)構(gòu)組合成整個大系統(tǒng)的數(shù)學模型。在建立了系統(tǒng)數(shù)學模型后，對液壓系統(tǒng)進行了仿真分析，得到了系統(tǒng)的速度、壓力和位移曲線，這就更直觀的反應(yīng)了系統(tǒng)的運行過程。</p><p>　　根據(jù)仿真結(jié)果分析，液壓缸在運行過程中速度振動較大，本論文將PID控制算法加入到系統(tǒng)中，采用積分分離PID控制方法對本液壓系統(tǒng)進行了仿真分析，結(jié)果顯示加入PID控制方法后系統(tǒng)穩(wěn)定性得到了提高，具有良好的工作性能。</p><p

5、>　　關(guān)鍵詞：液壓電梯;雙缸直頂式;三級同步液壓缸;動態(tài)仿真;PID控制</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Hydraulic Elevator is an important vertical transport in a modern society .Because of it has the advantages

6、of engine room setting flexible, requiring a lower level of the well’s structural strength, smooth operation, large load, and Low failure rate Etc, it is already applied very common in the low-rise buildings at home or a

7、broad. Hydraulic Elevator is the products of integration mechanical, electrical, fluid, it is composed of number of independent each other and mutual cooperation modules, T</p><p>　　In this paper, after deta

8、iled analysis of the hydraulic elevator's actual work situation, we assumed the elevator’s specific working conditions (Including the elevator’s maximum load, running speed and so on), and determining the elevator’s

9、supporting style was straight for the double top, using Synchronization of three-tier hydraulic cylinder, And designed the hydraulic system of the elevator to meet the actual conditions. Then according to the working con

10、ditions of the elevator and the given p</p><p>　　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 e

11、stablish the mathematical model, first according the overall-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 m

12、athematical model of each subsystem, Finally, composition the mathematical model for the entire system under the topology.</p><p>　　According to analysis of simulation results，the hydraulic cylinder's sp

13、eed vibrated larger during operation. In this paper, PID control algorithm has been added to the system, used Integral separation PID control method for the hydraulic system’s simulation and analysis. The results showed

14、that after adding PID control method ，system stability has been improved, and reflected the good performance.</p><p>　　Keywords: Hydraulic Elevator; Double straight-top; three-tier synchronous hydraulic cyli

15、nder; Dynamic Simulation; PID control</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1液壓電梯的發(fā)展概況1</p><p>　　1.1.1 國外液壓電梯的發(fā)展簡況1</p&g

16、t;<p>　　1.1.2 國內(nèi)液壓電梯的發(fā)展簡況2</p><p>　　1.2 液壓電梯工作原理概述2</p><p>　　1.3 液壓電梯的技術(shù)特點4</p><p>　　1.3.1 液壓電梯的性能要求4</p><p>　　1.3.2 液壓電梯的優(yōu)點4</p><p>　　1.3.3 液壓

17、電梯的缺點5</p><p>　　1.4 本論文的選題意義及研究內(nèi)容5</p><p>　　1.4.1 本論文的選題意義5</p><p>　　1.4.2 本論文的研究內(nèi)容6</p><p>　　第2章 液壓電梯的液壓系統(tǒng)設(shè)計8</p><p>　　2.1設(shè)計背景及工況分析8</p><

18、p>　　2.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計9</p><p>　　2.3 液壓缸的設(shè)計10</p><p>　　2.3.1 同步伸縮液壓缸的工作原理10</p><p>　　2.3.2 同步伸縮缸的參數(shù)計算11</p><p>　　2.3.3 缸蓋和活塞頭設(shè)計15</p><p>　　2.3.4 柱塞缸和各級活塞缸的

19、長度計算18</p><p>　　2.3.5 液壓缸的密封20</p><p>　　2.4 泵和電機的選擇21</p><p>　　2.4.1 泵排量的計算21</p><p>　　2.4.2 電機的選擇21</p><p>　　2.5 液壓管路的設(shè)計22</p><p>　　2.5

20、.1 管路內(nèi)徑的選擇22</p><p>　　2.5.2 管道壁厚計算23</p><p>　　2.6 油箱設(shè)計23</p><p>　　2.7 過濾器的設(shè)計24</p><p>　　2.8 閥的選擇24</p><p>　　2.8.1 單向閥的選擇24</p><p>　　2.8.

21、2 電磁溢流閥24</p><p>　　2.8.3 節(jié)流閥24</p><p>　　2.9 本章小結(jié)25</p><p>　　5.5 本章小結(jié)64</p><p><b>　　結(jié)論與展望65</b></p><p><b>　　致 謝67</b></p&g

22、t;<p><b>　　參考文獻68</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1液壓電梯的發(fā)展概況</p><p>　　電梯的廣泛使用早已成為工業(yè)化社會的標志之一，目前在發(fā)達國家里，電梯早已經(jīng)進入了人們的日常生活。在商場、辦公樓、停車場等公共場所，以及公寓樓、私人住

23、宅中電梯已經(jīng)成為人們必不可少的交通工具[7]。</p><p>　　液壓電梯是由液壓傳動的電梯，通過液壓動力源(液壓泵)把液壓油壓入液壓缸，使柱塞向上運動，直接或間接地作用在轎廂上，使轎廂上升。轎廂的下降一般靠自重使液壓缸內(nèi)的油液返回油箱中。液壓電梯是多層建筑中安全、舒適的垂直運輸工具，也是廠房、倉庫中最廉價的重型垂直運輸設(shè)備。近年來，液壓電梯以其獨特的優(yōu)勢，顯示出強大的生命力[8]。</p>&l

24、t;p>　　1.1.1 國外液壓電梯的發(fā)展簡況</p><p>　　世界上第一臺液壓電梯起源于19世紀，于1845年由威廉.湯姆森制造。隨后在1876年巴黎萬國博覽會上展出了水壓間接式的液壓電梯，它利用公用水管極高的水壓推動液壓缸的柱塞頂升轎廂，下降時靠泄流[1]。但由于水壓波動及生銹問題難以解決，不久就出現(xiàn)了油壓直接式的液壓電梯。由于當時公共液壓站在造價和傳遞方面比蒸汽動力有明顯的優(yōu)越性，而且蒸汽動力電梯

25、采用強制驅(qū)動方式，其卷筒的寬度限制了電梯行程的根數(shù)，所以從1870年到19世紀末逐步得到發(fā)展。但是早期的液壓電梯功能較簡單，主要用于運送貨物。</p><p>　　液壓電梯的大規(guī)模使用比曳引式電梯晚，第二次世界大戰(zhàn)后期，高壓油傳動在武器制造業(yè)的應(yīng)用，使得液壓傳動和液壓控制技術(shù)得以發(fā)展。雖然19世紀中葉倫敦金融城區(qū)內(nèi)的辦公樓就開始使用液壓電梯，但真正大規(guī)模推廣使用是從50年代末開始，60年代進入持續(xù)穩(wěn)定增長期，70

26、年代液壓電梯進入迅猛發(fā)展階段，80年代液壓技術(shù)更加成熟，其市場占有率逐步增加[2]。近年來，國際市場上10層(高40M)以下的建筑中的電梯70%采用了液壓電梯[3]。</p><p>　　近年來，由于曳引電梯技術(shù)的進步，對液壓電梯市場產(chǎn)生了強有力的沖擊，尤其是無機房曳引電梯的面世【芬蘭通力公司(KONE)的MONOSAPCETM和瑞士迅達公司(SCHINDELRMOBIELTM)、LMC公司的GENESIS方案、

27、VESTNER公司的自支撐電梯方案、HRIO公司的無機房方案等】，使得液壓電梯在機房設(shè)置方面的優(yōu)勢不復(fù)存在[5]。但這并不意味著液壓電梯將被淘汰，高性價比使其還會繼續(xù)發(fā)展，在重載場合，它仍具有廣闊的市場。</p><p>　　1.1.2 國內(nèi)液壓電梯的發(fā)展簡況</p><p>　　我國液壓電梯的研制開發(fā)工作始于1977年，在當時的第一機械部起重機械研究所主持下，試制了兩臺采用通用液壓元件的

28、液壓電梯，但由于經(jīng)驗不足，一些技術(shù)指標未能達到預(yù)期的性能要求[9]。1984年浙江大學流體與控制研究所與天津電梯研究所合作，成功研制出兩臺采用流量反饋電液比例控制的液壓電梯，性能指標均達到了設(shè)計要求，并于1985年通過了浙江省鑒定。近年來，我國液壓電梯的研究、開發(fā)和使用發(fā)展很快，國產(chǎn)液壓電梯新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，相繼投放市場。目前，許多電梯廠家都已能生產(chǎn)各種液壓電梯，并正努力提高液壓電梯的國產(chǎn)化水平，產(chǎn)品性能和產(chǎn)品質(zhì)量都得到了進一步的提高[6

29、]。</p><p>　　液壓電梯不僅具有運行平穩(wěn)、舒適性好、故障率低、安裝靈活等特點，而且能達到整體協(xié)調(diào)、豪華和重載的要求，因此，液壓電梯首先可以用做商場、賓館、高級飯店、體育場、娛樂場等豪華建筑和古典建筑中的觀光電梯與重載電梯。隨著人們居住條件的不斷改善，在一些舊房改建中需增設(shè)電梯的場合，不需頂層機房的液壓電梯將具有很大優(yōu)勢，特別是一些需要保證外觀及內(nèi)在建筑風格的古典建筑中安裝電梯，液壓電梯更是由于安裝方便、

30、性能良好及較低的故障率成為用戶的最佳的通常也是唯一的選擇。另外是一些特殊使用場合，如車用電梯、船用平臺等，由于液壓電梯具有功率重量比大、安裝靈活等特點，將會使液壓電梯壟斷這一領(lǐng)域[10]。對于辦公樓、圖書館、醫(yī)院、實驗樓、地下工程等建筑中使用的電梯，這類電梯雖然己有少量定貨，但還有待于進一步開發(fā)。這些液壓電梯市場的啟動，將推動液壓電梯生產(chǎn)規(guī)模的進一步擴大，成本進一步降低。促使更多的資金投入研究，從而提高其性能，形成一種良性循環(huán)。<

31、/p><p>　　1.2 液壓電梯工作原理概述</p><p>　　液壓電梯作為除電動電梯之外的另外一個電梯種類，其工作原理和曳引電梯有很大的不同。液壓電梯是通過電力驅(qū)動的泵傳遞液壓油到油缸，柱塞(或者活塞)通過直接或間接的方式作用于轎廂，實現(xiàn)轎廂上行:通過載荷和轎廂重力的作用使油缸中的液壓油流回到油箱，實現(xiàn)轎廂下行[13]。</p><p>　　液壓電梯的液壓傳動系統(tǒng)

32、包括以下幾個主要部件:</p><p>　　(a)、液壓泵站，即電機、油泵、油箱。油泵是將電動機輸入的機械能轉(zhuǎn)化為流動油液的壓力能。油箱包括控溫元件、濾油器、消音器及油管等輔件，以保證液壓系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久的工作;</p><p>　　(b)、控制閥，它是由多種閥組合而成的控制閥塊，控制液壓油的流向、速度及加減速度，從而使轎廂達到良好的運行性能;</p><p>

33、　　(c)、油缸，動力執(zhí)行元件，將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為與其直接聯(lián)接的轎廂運動機械能。</p><p>　　(d)、牽引裝置，液壓缸的運動，通過牽引裝置來牽引電梯轎廂的運動。</p><p>　　轎廂的運動是由電力驅(qū)動的泵使具有壓力的液壓油通過控制閥和管路從油箱流入液壓缸，或從液壓缸流回油箱來實現(xiàn)的?？刂崎y及油泵電機靠機房內(nèi)的控制柜來控制。</p><p>　　液壓電梯

34、的控制系統(tǒng)是一個速度控制系統(tǒng)。其工作過程是這樣的:當液壓電梯上行時，電機帶動油泵迫使一部分油液進入油缸，推動柱塞以一定的加速度伸出油缸;接著油泵輸出的油液全部進入油缸，轎廂以額定速度運行;當轎廂接近所選層站時，液壓電梯捕捉到井道中的減速信號，通過控制系統(tǒng)進入油缸的油液減少，使轎廂以平層速度運行，通常在0.05-0.lm/s之間。當轎廂與所選層站水平時，電梯又捕捉到井道中的停止信號，控制系統(tǒng)關(guān)閉所有的上行閥，隨后油泵電機停止工作，電梯停在

35、所選層站，同時液壓控制系統(tǒng)中的單向閥阻止油液流回油箱，轎廂保持靜止。為了使轎廂下行，電器操縱的下行閥打開，靠轎廂重力及載荷使油液通過控制閥以一定的流量流回油箱，柱塞縮回到油缸中，從而實現(xiàn)轎廂下行，其加減速度與上行時基本相同[22]。</p><p>　　液壓電梯與電動電梯相比，由于技術(shù)實現(xiàn)上完全不同，因此具有其本身的一些特點：液壓系統(tǒng)功率重量比大，而且傳送距離長，因此機房面積小且設(shè)置靈活；一般不帶配重，因此減小了

36、井道尺寸;載重可通過油缸直接作用在地基上，因此載重量大，而且井道不受力，降低了建筑費用。上述特點使得液壓電梯適合于中低層建筑(<40m)、大載重 (>1t)、舊屋改造等場合，如倉庫、停車場、機場等等，或者在古典建筑、舊房中增設(shè)電梯。因此，盡管液壓電梯存在著提升高度低、速度低等局限性而受到曳引電梯的巨大挑戰(zhàn)，但上述優(yōu)勢使得液壓電梯依然在市場中占有可觀的份額，而且技術(shù)的進步使其依然具有很好的發(fā)展前景。</p>&l

37、t;p>　　1.3 液壓電梯的技術(shù)特點</p><p>　　1.3.1 液壓電梯的性能要求</p><p>　　電梯工業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，在電梯制造與安裝安全規(guī)范、電梯技術(shù)條件、電梯試驗方法、電梯鋼絲繩、電梯轎廂、井道、轎廂等各方面都已形成各種嚴格的技術(shù)要求和安裝規(guī)范，己形成統(tǒng)一的國家標準[11]。液壓電梯除了要滿足這些要求外，在電梯性能方面，也需要滿足以下幾項指標：</p>

38、;<p>　　1）、安全可靠性、穩(wěn)定性</p><p>　　液壓電梯作為一種載人的交通工具，安全性要求十分重要，電梯要求故障率小，應(yīng)急設(shè)施齊全，在任何正常工況(負載變化、油溫變化、電網(wǎng)擾動)下，均能按要求的運行曲線反復(fù)保持可靠地運行，不得有漏油現(xiàn)象。</p><p><b>　　2）、經(jīng)濟性</b></p><p>　　液壓電梯結(jié)

39、構(gòu)簡單，裝拆方便，維護費用低廉，是其保持強有力的市場競爭的根本。</p><p><b>　　3）、舒適性</b></p><p>　　特別對于乘客液壓電梯，其舒適性的好壞至關(guān)重要。人們常常將上浮感、下沉感、不穩(wěn)定感等統(tǒng)稱為不舒適感，產(chǎn)生這種不舒適感的主要原因是人對垂直運動往往比較敏感，尤其是在電梯的加速或者減速段。</p><p>　　1.3

40、.2 液壓電梯的優(yōu)點</p><p>　　液壓電梯與其它驅(qū)動方式(如曳引電梯)的垂直運輸工具相比，具有以下優(yōu)點[12]:</p><p>　　1）、機房設(shè)置靈活。液壓電梯靠油管傳遞動力，因此，機房位置可設(shè)置在離井道周圍20m的范圍內(nèi)，且機房面積僅4-5m，，再也不需要用傳統(tǒng)方式將機房設(shè)置在井道上部，可使建筑結(jié)構(gòu)簡化。</p><p>　　2）、井道結(jié)構(gòu)強度要求較低。

41、因液壓電梯轎廂自重及載重等垂直負荷均通過液壓缸全部作用于地基上，對井道墻及頂部的建筑性能要求低。</p><p>　　3）、井道利用率高。一般液壓電梯不設(shè)置對重裝置，故可提高井道面積的利用率。相同規(guī)格的液壓電梯要比曳引電梯的井道面積少12%。</p><p>　　4）、結(jié)構(gòu)緊湊。在相同主參數(shù)情況下，液壓傳動系統(tǒng)比曳引驅(qū)動系統(tǒng)的體積小、重量輕。</p><p>　　1

42、.3.3 液壓電梯的缺點</p><p>　　由于輸入功率、控制及結(jié)構(gòu)等條件的限制，一般液壓電梯的升程有限(40m)，速度不高(lm/s以下)。</p><p>　　需要輸入的功率大。因為液壓電梯不設(shè)配重，在額定載重量、額定速度及提升高度相同的情況下，液壓電梯所需要的電機功率是曳引電梯的2.5-3倍，因為液壓電梯配套的動力電路容量比曳引電梯大。盡管液壓電梯電機只在上行時工作，但其能量消耗至

43、少為同等曳引電梯的2倍左右。</p><p>　　溫度及載荷變化對液壓電梯的起制動、加減速有一定的影響。液壓電梯的動態(tài)速度模型隨著環(huán)境的變化會有所變化，增加了控制難度。</p><p>　　由于溫度的變化和泄漏等因素的影響，當轎廂較長時間停在某層站時會下沉，因此必須采取措施防止轎廂下沉[12]。</p><p>　　1.4 本論文的選題意義及研究內(nèi)容</p&g

44、t;<p>　　1.4.1 本論文的選題意義</p><p>　　由于液壓電梯具有機房設(shè)置靈活、對井道結(jié)構(gòu)強度要求低、運行平穩(wěn)、載重量大, 以及故障率低等優(yōu)點, 在國外中、低層建筑中的應(yīng)用已相當普遍。由于我國對液壓電梯的研制、開發(fā)起步較晚, 雖已有一些單位開展研究、生產(chǎn), 但國產(chǎn)化程度不高, 主要依靠進口。隨著今后人民生活水平的日益提高, 多層建筑也將安裝電梯, 而液壓電梯則是最適宜的機種。另外,

45、舊房改造對液壓電梯也將會有大量而迫切的需要。在一些特殊的使用場合, 如汽車梯、船用平臺等, 由于液壓電梯具有功率重量比大、設(shè)置安裝靈活的優(yōu)點, 尤其適用。對于這些大載重量電梯, 宜采用對稱布置的雙缸直頂支承方式, 可使轎廂處于相當平穩(wěn)的運行狀態(tài)。目前國內(nèi)對此類液壓電梯的研制還比較少，而且研究水平還處在一個較低的水平。</p><p>　　為適應(yīng)國內(nèi)這種形勢，最重要的是利用現(xiàn)有技術(shù)力量，投入必要的資金，開展液壓電梯

46、的研發(fā)，選擇適用的控制策略，采用先進的計算機處理方法來對液壓系統(tǒng)進行控制。為徹底解決國產(chǎn)化問題，并將液壓電梯迅速推向市場，必須優(yōu)化液壓系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計合理的控制系統(tǒng)，使得電梯的運行性能達到國際水平的前提下，大幅度降低造價，以促進液壓電梯在國內(nèi)大規(guī)模的廣泛使用。</p><p>　　本論文在對液壓電梯的具體工作情況做了詳細分析后，設(shè)計了一個較優(yōu)化的電梯液壓系統(tǒng)，然后根據(jù)轎廂的載重和計劃運行速度，對各個液壓元件進行了設(shè)

47、計計算，最后結(jié)合實際情況對液壓系統(tǒng)進行了建模和仿真，得出系統(tǒng)運行的曲線。這樣更直觀的模擬出了電梯在運行過程中的速度、壓力和位移的曲線的變化。針對電梯在啟動和平穩(wěn)運行過程中速度的振動較大的情況，本文中在液壓系統(tǒng)中加入了PID控制算法，從而有效降低了系統(tǒng)的誤差，減少了電梯運行的速度振動，增強了電梯運行的平穩(wěn)性和舒適性。</p><p>　　1.4.2 本論文的研究內(nèi)容</p><p>　　1）

48、、電梯液壓系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　在以前的液壓電梯系統(tǒng)中，很多都采用單缸支承，由于重載液壓電梯的轎廂尺寸一般較大, 綜合結(jié)構(gòu)剛度較差，這種支承方式偏載較大時會嚴重影響電梯的運行平衡性, 加劇導軌的磨損。本論文中采用雙缸支承電梯轎廂如圖1-1，這種方式在電梯運行時，兩個液壓缸同時對轎廂提供牽引力，這樣不僅節(jié)約了在電梯運行時液壓缸的行程，降低了液壓缸的制造成本和安裝空間，而且保證了電梯運行過程中的平穩(wěn)性和安全

49、性。</p><p>　　1-為電梯轎廂 2-為支承液壓缸</p><p>　　圖1-1 液壓電梯結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　2）、電梯液壓系統(tǒng)的建模</p><p>　　在完成液壓系統(tǒng)的設(shè)計和相關(guān)計算后，需要確立系統(tǒng)合適的控制策略，那么首先要建立系統(tǒng)的數(shù)學模型。由于液壓電梯液壓系統(tǒng)具有長行程、變負載、變液容以及由于油溫變化引起變泄

50、漏的特點，直接由其機理推導出數(shù)學模型相當復(fù)雜。本論文中采用拓撲原理建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，即先根據(jù)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)建立液壓系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖，將系統(tǒng)分成若干個可以獨立的子系統(tǒng)，然后再分別建立每個子系統(tǒng)的數(shù)學模型，最后再根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)組合成整個大系統(tǒng)的數(shù)學模型。這種建模方法不僅降低了建模的復(fù)雜程度，節(jié)省了建模的時間，而且這種模型在出現(xiàn)問題時更利于改進。</p><p>　　3）、電梯液壓系統(tǒng)的仿真</p>&l

51、t;p>　　建立起電梯液壓系統(tǒng)的數(shù)學模型后，就需要對根據(jù)數(shù)學模型來建立系統(tǒng)的仿真模型。本文中采用MATLAB中的Simulink來對系統(tǒng)進行仿真，并且把整個系統(tǒng)分為三個子系統(tǒng)：液壓泵、單向閥和調(diào)速閥組成供子油系統(tǒng)；液壓橋和液控單向閥組成調(diào)整子系統(tǒng)；三級同步液壓缸構(gòu)成運行系統(tǒng)，下面對三個子系統(tǒng)分別建立仿真模型，然后再組成系統(tǒng)的總體仿真模型，進行仿真，這樣具有很強的可觀性和內(nèi)部可移植性，給程序調(diào)試和設(shè)計帶來很大方便。在對系統(tǒng)仿真過程中

52、，對系統(tǒng)輸入了階躍的流量信號和一個調(diào)速信號，系統(tǒng)輸出為液壓缸的速度、壓力和位移曲線。</p><p>　　4）、電梯液壓系統(tǒng)的PID控制</p><p>　　在對電梯液壓系統(tǒng)進行了仿真后，得到了液壓缸運行的速度、壓力和位移曲線，分析各級缸筒的曲線，可以看出液壓缸的缸筒的各級速度曲線總體運行都符合設(shè)計要求，但是缸筒速度的振動較大，這使得電梯不能穩(wěn)定的運行。綜合考慮，對電梯液壓系統(tǒng)加入了PID

53、控制器，以減少液壓缸速度運行的誤差。在加入了PID控制器后，液壓缸缸筒在啟動過程中的調(diào)整時間減少，速度變得平穩(wěn)，增加了電梯運行的平穩(wěn)性和舒適性。</p><p>　　第2章 液壓電梯的液壓系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　2.1設(shè)計背景及工況分析</p><p>　　隨著人們生活水平的不斷提高，電梯已經(jīng)廣泛運用于人們?nèi)粘Ｉ钪校簤弘娞輨t是電梯中的一個重要梯種，液壓電

54、梯具有機房設(shè)置靈活、對井道結(jié)構(gòu)強度要求低、運行平穩(wěn)、載重量大, 以及故障率低等優(yōu)點, 在國外中、低層建筑中的應(yīng)用已相當普遍, 我國對液壓電梯的研制、開發(fā)起步較晚, 雖已有一些單位開展研究、生產(chǎn), 但國產(chǎn)化程度不高, 主要依靠進口。隨著今后人民生活水平的日益提高, 多層建筑也將安裝電梯, 而液壓電梯則是最適宜的機種。另外, 舊房改造對液壓電梯也將會有大量而迫切的需要。在一些特殊的使用場合, 如汽車梯、船用平臺等, 由于液壓電梯具有功率重量

55、比大、設(shè)置安裝靈活的優(yōu)點, 尤其適用。對于這些大載重量電梯, 宜采用對稱布置的雙缸直頂支承方式, 可使轎廂處于相當平穩(wěn)的運行狀態(tài)[16]。</p><p>　　根據(jù)實際情況和參照相關(guān)電梯承載的參數(shù)，我設(shè)定液壓電梯的總負載（包括電梯本身自重）為6000Kg，電梯行程為9m，運行平穩(wěn)速度為0.5m/s，轎廂門關(guān)閉T2（S）電梯開始工作，由于重載液壓電梯的轎廂尺寸一般較大, 綜合結(jié)構(gòu)剛度較差, 若采用單缸承重, 偏載較

56、大時會嚴重影響電梯的運行平衡性, 加劇導軌的磨損, 因此宜采用雙缸支承[23]。雙缸液壓電梯的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2-1所示。電梯為四層四站, 每層高3米, 采用直頂支承方式, 兩柱塞缸左右對稱布置, 分別立于相應(yīng)導軌一側(cè)。</p><p>　　1-為電梯轎廂 2-為支承液壓缸</p><p>　　圖2-1 液壓電梯結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　2.2 液壓系統(tǒng)設(shè)計

57、</p><p>　　液壓電梯中用得最多的液壓系統(tǒng)是節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。本液壓系統(tǒng)也采用節(jié)流調(diào)速系統(tǒng), 上行時為旁路節(jié)流調(diào)速, 下行時為回油節(jié)流調(diào)速[25], 液壓系統(tǒng)原理見圖2-2。</p><p>　　1. 泵 2. 電機 3. 單向閥 4. 電磁溢流閥 5. 比例流量閥 6. 手動節(jié)流閥 </p><p>　　7, 8. 比例節(jié)流閥

58、 9, 10. 液壓轎 11, 12. 電控單向閥 13, 14. 油缸</p><p>　　15. 手動下降閥 16. 回油濾油器 17. 進油濾油器 18. 高壓濾油器 19. 壓力表開關(guān) 20. 壓力表 21. 油箱</p><p>　　圖2-2 液壓電梯液壓系統(tǒng)原理圖</p>

59、<p>　　電梯上行需由泵源驅(qū)動。電機啟動時,電磁溢流閥4 失電,泵卸荷,比例流量閥5的開度為最大,而后電磁溢流閥通電,此時調(diào)節(jié)比例流量閥的開度即可實現(xiàn)電梯的旁路調(diào)速。系統(tǒng)的安全工作壓力為溢流閥的調(diào)定壓力。</p><p>　　電梯下行是靠轎廂及載荷的自重作用實現(xiàn)的。當有下行召喚信號出現(xiàn)時,打開電控單向閥11、12,調(diào)節(jié)比例流量閥就能實現(xiàn)電梯的回油節(jié)流調(diào)速。</p><p>　

60、　雙缸的同步運動通過調(diào)節(jié)兩比例節(jié)流閥7、8 來實現(xiàn),由于比例節(jié)流閥只能沿一個方向通流,需加液壓橋路9、10, 使得電梯上、下運行時這兩個比例閥都能正常工作。 電控單向閥由普通液控單向閥改裝而成,電磁閥失電時像普通單向閥一樣正向通流, 反向截流;而當電磁閥得電后,可以實現(xiàn)反向通流。由于電控單向閥不采用間隙密封, 不會發(fā)生泄漏, 因此可有效解決液壓電梯的自動沉降難題。手動節(jié)流閥6在電梯試驗運行時用來調(diào)整雙缸液壓管路的沿程壓力損失。

61、手動下降閥15又叫應(yīng)急閥,當電網(wǎng)突然斷電或液壓系統(tǒng)因故障無法運行時,操縱手動下降閥就可使電梯以安全低速(0.1m/s)下降[26]。</p><p>　　2.3 液壓缸的設(shè)計</p><p>　　在機械制造行業(yè)中，液壓傳動已成為必不可少的一門技術(shù)而普遍地應(yīng)用于各種機械、機床和設(shè)備中，發(fā)揮著獨特地、極為重要地作用。液壓缸是液壓系統(tǒng)中最重要的執(zhí)行元件，它將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能，實現(xiàn)直線往復(fù)運動。

62、液壓缸結(jié)構(gòu)簡單，配置靈活，使用維修方便，所以比液壓馬達，擺動液壓馬達應(yīng)用更為廣泛。液壓缸能與各種傳動機構(gòu)相配合，完成復(fù)雜的機械運動，從而進一步擴大了它的運用范圍。作為執(zhí)行元件，液壓缸是液壓系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)，液壓缸性能的優(yōu)劣直接影響機械系統(tǒng)的工作性能。所以液壓缸必須根據(jù)不同的機械系統(tǒng)和具體工況來設(shè)計，以達到設(shè)計效果。因此，做好液壓缸設(shè)計必須首先對各種形式的液壓缸的特點有充分的了解，做好選型工作，然后再根據(jù)具體情況來進行設(shè)計計算。<

63、/p><p>　　2.3.1 同步伸縮液壓缸的工作原理</p><p>　　液壓缸是這個液壓系統(tǒng)中的重要執(zhí)行元件，由于液壓電梯的重載和穩(wěn)定運行的特性，則需要根據(jù)具體情況來設(shè)計液壓缸。液壓電梯的液壓缸需要安裝空間不大但伸縮長度較長，所以選擇伸縮液壓缸。由于載人液壓電梯的速度不能有突變，其速度曲線必須是平滑連續(xù)的，所以需要伸縮液壓缸的各級是同步伸出的，如果逐級伸出，那么會導致轎廂速度突變，并產(chǎn)生較

64、大的振動。因此在液壓電梯的液壓系統(tǒng)中，不能使用普通多級伸縮液壓缸，需要使用各級柱塞同時運動同時停止的多級同步液壓缸[4]。與普通多級伸縮缸的最大不同之處在于同步伸縮缸的各級柱塞桿的出桿速度是相等的。</p><p>　　同步伸縮缸的結(jié)構(gòu)簡圖如圖2-3，從各級缸筒結(jié)構(gòu)設(shè)計上保證：第三級活塞背腔環(huán)形作用面積與第二級活塞的前腔作用面積足夠近似相等即；并且溝通容腔和，即可實現(xiàn)同步運行[14]。當三級活塞位移變化時，容腔被

65、壓縮了，排出油液進入容腔，使二級活塞現(xiàn)對三級活塞產(chǎn)生位移，即：</p><p><b>　　可得： </b></p><p><b>　　進一步微分可得：</b></p><p><b>　　再微分可得：</b></p><p><b>　　同理可得到：</b

66、></p><p>　　從以上分析可知：結(jié)構(gòu)上的近似相等的設(shè)計和被忽略的因素存在，多級同步伸縮缸不可能完全同步，一定存在同步誤差。右圖中，缸筒2和缸筒3底部活塞上來補油，用來消除因結(jié)構(gòu)設(shè)計和被忽略因素影響而產(chǎn)生的同步誤差，在正常工作時，由于第二級的壓力明顯高于第三級壓力，此單向閥處于關(guān)閉狀態(tài)。單向閥的開啟壓力應(yīng)設(shè)計成低于第三級活塞密封件的總靜摩擦力折算的當量壓力。這樣系統(tǒng)壓力大于而小于時，就開始補油。<

67、;/p><p>　　2.3.2 同步伸縮缸的參數(shù)計算</p><p>　　在大多數(shù)電梯生產(chǎn)企業(yè)，他們的液壓電梯中的多級同步伸縮液壓缸大多形成型譜表，型譜表中規(guī)定了不同系列的三級同步伸縮液壓缸的各級活塞桿的外徑尺寸，有些還各級有缸頭尺寸，對本系統(tǒng)中同步液壓缸的設(shè)計有重要的參考價值。在設(shè)計三級同步伸縮缸時，首先根據(jù)同步原理計算相關(guān)參數(shù)，然后根據(jù)實際情況參考相關(guān)產(chǎn)品的型譜圖來選擇具體的參數(shù)[15]。

68、</p><p>　　根據(jù)同步原理可得下面方程組： （2-1）</p><p>　　方程組2-1中都是相對速度而不是絕對速度，就是說是柱塞桿Ⅰ相對于柱塞Ⅱ的現(xiàn)對速度，是柱塞桿Ⅱ相對于柱塞桿Ⅲ的相對速度，是柱塞桿Ⅲ相對于缸筒Ⅳ的相對速度[14]。簡圖如圖2-4，根據(jù)方程組2-1可推得如下方程：</p><p><b>

69、;　?。?-2）</b></p><p><b>　　化簡為：</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　由于各級的相對速度想等，即</p><p>　　，所以得如下方程組：</p><p><b>　?。?-4）<

70、;/b></p><p><b>　　即等于：</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　圖2-4 液壓缸缸筒簡圖</p><p>　　獲得以上公式后，可以根據(jù)電梯工作情況的要求，按照上面的公式來計算同步液壓缸的具體尺寸，但是實際設(shè)計中由于密封件和鋼管材料規(guī)格

71、的限制，和不可能取得計算數(shù)值，而制作符合計算數(shù)值精度的密封件具有一定難度且價格過高，所以只能根據(jù)現(xiàn)有密封件和缸筒材料，在滿足電梯液壓系統(tǒng)運行條件的情況下，選擇接近計算數(shù)值的尺寸。經(jīng)過反復(fù)計算和查閱各種密封件規(guī)格資料，并結(jié)合實際情況參考同類產(chǎn)品規(guī)格，確定如下表2-1所示的三級同步伸縮液壓缸的型譜計算表[20]。表2-1中，計算值是指按照2-4方程組計算所得數(shù)值，實際值是參照計算值對照密封件和鋼管材料所取得實際各級缸筒的內(nèi)徑和外徑，速度比反

72、映了同步誤差大小。</p><p>　　表2-1 液壓缸設(shè)計計算型譜表</p><p>　　實際設(shè)計的三級同步伸縮液壓缸時，綜合考慮實際情況并參考三菱電梯的相關(guān)參數(shù)，取如下參數(shù)為同步伸縮缸的實際尺寸。</p><p><b>　　表2-2 選定參數(shù)</b></p><p>　　所以可以綜合列出液壓缸設(shè)計的綜合參數(shù)如下表：

73、</p><p>　　表2-3 基本參數(shù)表</p><p>　　要使三級活塞上下運動的速度基本相同，行程也相同，這要求第三級活塞環(huán)形面積等于第二級活塞下腔面積，以此類推，根據(jù)這個原理來計算液壓缸的相關(guān)尺寸。</p><p>　　根據(jù)前面得到的方程組（2-4）可知：</p><p><b>　　由基本參數(shù)可知：</b>&l

74、t;/p><p><b>　　解方程組得：</b></p><p>　　令 </p><p><b>　　得到壁厚：</b></p><p><b>　　檢驗之比：</b></p><p>　　將以上數(shù)據(jù)帶入方程組（2-2）得：</p

75、><p>　　從以上計算可得各級參數(shù)值如下：</p><p>　　知道了缸筒的內(nèi)徑、外徑，材料選用20#無縫鋼管，可以計算各級缸筒的質(zhì)量，由于活塞的質(zhì)量對三級同步伸縮缸的影響是很小的，可以將缸筒作為一根長的圓筒質(zhì)量來計算，缸筒長度可取行程長度。質(zhì)量計算比較常見，所以省略計算過程，計算結(jié)果如下：</p><p>　　2.3.3 缸蓋和活塞頭設(shè)計</p>&l

76、t;p><b>　　1.缸蓋Ⅰ</b></p><p><b>　　（1）壓力計算</b></p><p><b>　　最大靜壓力：</b></p><p><b>　　工作壓力：</b></p><p><b>　?。?）螺釘連接設(shè)計&l

77、t;/b></p><p>　　6個內(nèi)六角圓柱頭螺釘，規(guī)格：M16，p2，</p><p><b>　　螺釘軸線分布圓</b></p><p><b>　　螺釘間距：</b></p><p>　　螺釘軸線分布圓直徑：</p><p>　　考慮到與壓圈連接，?。?lt;/

78、p><p>　　（3）活塞頭外圓直徑</p><p><b>　?。?）缸蓋厚度計算</b></p><p><b>　　取缸蓋厚度為：</b></p><p><b>　　2.活塞頭Ⅱ</b></p><p><b>　　(1)壓力計算</

79、b></p><p><b>　　最大靜壓力：</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　工作壓力：</b></p><p><b>　?。?）螺釘連接</b></p><p>　　8個內(nèi)六

80、角圓柱螺釘，規(guī)格：</p><p><b>　　螺紋軸線分布圓</b></p><p><b>　　螺釘間距：</b></p><p>　　螺釘軸線分布圓直徑：</p><p>　?。?）活塞頭外圓直徑：</p><p><b>　　（4）缸蓋厚度</b>

81、;</p><p>　　同活塞頭Ⅰ一樣取81mm，因為本級缸筒壓力小于第Ⅰ級</p><p><b>　　3.活塞頭Ⅲ</b></p><p><b>　?。?）壓力計算</b></p><p><b>　　最大靜壓力：</b></p><p><

82、b>　　所以</b></p><p><b>　　工作壓力：</b></p><p><b>　?。?）螺釘連接</b></p><p>　　10個內(nèi)六角螺釘，規(guī)格：</p><p><b>　　螺釘軸線分布圓：</b></p><p>

83、;<b>　　螺釘間距：</b></p><p>　　螺釘軸線分布圓直徑： </p><p>　?。?）活塞頭外圓直徑</p><p><b>　?。?）缸蓋厚度</b></p><p>　　同活塞頭Ⅰ一樣取81mm，因為本級缸筒壓力小于第Ⅰ級</p><p><b&g

84、t;　　4.結(jié)論</b></p><p>　　根據(jù)以上的計算，同時考慮壓圈、卡環(huán)的尺寸的相互關(guān)系，取得如下尺寸:</p><p>　　第一級:缸蓋外徑:196，連接螺釘節(jié)圓直徑:80</p><p>　　第二級:缸蓋外徑:228，連接螺釘節(jié)圓直徑:100</p><p>　　第二級:缸蓋外徑:322，連接螺釘節(jié)圓直徑:294<

85、;/p><p>　　2.3.4 柱塞缸和各級活塞缸的長度計算</p><p>　　根據(jù)液壓缸的相關(guān)尺寸和具體情況，參照三菱電梯的相關(guān)尺寸，有效尺寸大于或等于8100mm，全部縮回小于或等于3970mm</p><p><b>　　解得：</b></p><p>　　取總高為3940mm，則各級桿長如下：</p>

86、<p>　　缸筒長度：3065mm</p><p>　　活塞桿Ⅱ：3242mm</p><p>　　活塞桿Ⅰ：3386mm</p><p>　　柱塞桿：3590mm</p><p>　　柱塞桿如圖2-5，長度:2077mm，直徑:85mm</p><p>　　圖2-5 第一級柱塞桿</p>&

87、lt;p>　　第二級活塞桿如圖2-6，整體長度:1907mm</p><p>　　缸蓋和壓圈直徑:196mm，缸蓋加壓圈厚度:84mm</p><p>　　活塞頭Ⅱ直徑:148mm</p><p>　　活塞桿Ⅱ長度:1757mm，活塞桿I直徑:125mm</p><p>　　圖2-6 第二級活塞桿</p><p>

88、;　　第三級活塞桿如圖2-7:整體長度:1664mm</p><p>　　缸蓋和壓圈直徑:228mm，缸蓋加壓圈厚度:90mm</p><p>　　活塞頭Ⅲ直徑:225mm</p><p>　　圖2-7 第三級活塞桿</p><p>　　活塞桿Ⅲ長度:1497mm，活塞桿Ⅲ直徑:170mm</p><p>　　第四級活

89、塞桿如圖2-8，整體長度:1653mm</p><p>　　缸蓋和壓圈直徑:322mm，缸蓋加壓圈厚度:102mm</p><p>　　缸底和壓圈IV直徑:322mm，缸底壓圈厚度:136mm</p><p>　　圖2-8 第四級活塞桿</p><p>　　活塞桿IV長度:1487mm，活塞桿IV直徑:260mm</p><

90、;p>　　整體外形尺寸如圖2-9:</p><p>　　高度(不包括越程):4457mm</p><p>　　高度(包括越程):4757mm</p><p>　　圖2-9 液壓缸整體外形尺寸</p><p>　　2.3.5 液壓缸的密封</p><p>　　液壓缸依靠密封油液容積的變化傳遞動力和速度，液壓油在系統(tǒng)

91、及元件的容腔內(nèi)流動或暫存時，由于壓力、間隙、粘度等因素的變化，而導致少量工作介質(zhì)越過容腔邊界，由高壓腔向低壓腔或外界流出，造成泄漏。密封元件可以防止液壓缸的泄漏及外界塵埃和異物的侵入。密封裝置的優(yōu)劣將直接影響液壓缸的工作性能。密封不好的液壓缸，不僅會污染環(huán)境、降低容積效率、增加功率損失，有時還會影響液壓缸的正常工作。</p><p>　　液壓缸密封件選用取決于壓力、速度、溫度和工作介質(zhì)等因素。密封件的合理選用對液

92、壓缸有很重要的意義。密封效果決定了液壓缸的容積效率;密封摩擦力的大小，決定了液壓缸的機械效率;密封材料的耐熱性能，影響液壓缸的工作溫度;液壓缸的工作速度，也受密封件的限制;密封件的材料和系統(tǒng)采用的工作介質(zhì)要有相容性;動密封件的摩擦阻力要小，即摩擦系數(shù)要小而穩(wěn)定，特別是靜、動摩擦系數(shù)差值要小。密封件的耐磨性要好，磨損后應(yīng)有一定程度的自動補償，制造簡單、裝拆方便、成本低廉。</p><p>　　對于活塞的密封，活塞的

93、密封選用K03組合式孔用密封圈，它是由一個密封環(huán)、兩個擋環(huán)和兩個導向環(huán)組成的五件套組合式密封[17]。其最高工作壓力為4OMPa，溫度-30-100，運動速度0.5m/s。</p><p>　　對于活塞桿的密封，活塞桿與端蓋處的密封采用MA39雙唇軸用Y形圈，該Y形圈帶小于45°切角，且雙唇是非對稱的，用于活塞桿的密封，其中一個密封唇用于支持活塞桿向上的密封作用并在其向下運動時除去保留在接觸空氣一側(cè)的灰

94、塵污物。材料為聚氨酷AU92，最高工作壓力可達40MPa，溫度-40-1O0，運動速度小于0.5m/s。</p><p>　　2.4 泵和電機的選擇</p><p>　　2.4.1 泵排量的計算</p><p>　　排量為液壓泵主軸旋轉(zhuǎn)一周所排出的液體體積，已知轎廂的速度為0.5m/s，則直頂液壓缸速度為0.375m/s，又因為（其中為各級活塞桿的相對速度），那么可

95、以知道。綜合考慮液壓缸的結(jié)構(gòu)，第三級液壓缸的流量為有效負載流量：</p><p>　　采用液壓泵的轉(zhuǎn)速為1500r/min，采用液壓泵的型號為GR608M-600。</p><p>　　2.4.2 電機的選擇</p><p>　　在設(shè)計液壓缸的活塞頭時，我們已計算過各級液壓缸的工作壓力，那么可以計算出各級液壓缸運動所需的理論功率[18]。</p>&l

96、t;p><b>　　由負載端計算：</b></p><p><b>　　第一級活塞：</b></p><p><b>　　第二級活塞：</b></p><p><b>　　第三級活塞：</b></p><p>　　所以可以知道驅(qū)動液壓泵需要選用的電動

97、機。</p><p>　　通過以上計算液壓泵站需要使用40kw電動機，GR608M - 600液壓泵，流量集成閥。</p><p>　　2.5 液壓管路的設(shè)計</p><p>　　管路在液壓系統(tǒng)中主要用來把各種元件及裝置連接起來傳輸能量，為保證系統(tǒng)工作可靠，管路及管接頭應(yīng)有足夠的強度，良好的密封性，壓力損失要小，拆裝方便。</p><p>　

98、　管路按材料不同可分為無縫鋼管、耐油橡膠軟管、純銅管、尼龍管等幾種。本課題屬于高壓系統(tǒng)，應(yīng)選用強度好、耐高壓、變形小、抗腐蝕性的無縫鋼管。</p><p>　　2.5.1 管路內(nèi)徑的選擇</p><p>　　管路內(nèi)徑應(yīng)與要求的通流相適應(yīng)，管徑太小則流速將增高，這不僅使壓力損失降低，而且可能產(chǎn)生振動和噪聲；管徑過大，則難于彎曲和安裝，而且將使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，所以必須合理選擇管徑。導管內(nèi)徑d，可

99、根據(jù)導管通過的最大流量和允許的流速進行計算：</p><p><b>　　查取資料可選?。?lt;/b></p><p>　　壓力管流速：當壓力時，取，當時，??；當時，取</p><p><b>　　回油管路流速：</b></p><p><b>　　吸油管路流速：</b></

100、p><p>　　則依次可以計算各個管路的內(nèi)徑：</p><p>　　泵出油口的管路內(nèi)徑：</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　回油口的管路內(nèi)徑：</b></p><p><b>　　取 </b></p><

101、p><b>　　吸油口的管路內(nèi)徑：</b></p><p><b>　　取 </b></p><p>　　2.5.2 管道壁厚計算</p><p>　　計算管道壁厚的方程式為：</p><p><b>　　--管道壁厚</b></p><p>&l

102、t;b>　　--工作壓力</b></p><p><b>　　--管道內(nèi)徑</b></p><p>　　--油管材料許用應(yīng)力.，無縫鋼管的，n為安全系數(shù)，當時n=8，可知：</p><p><b>　　泵出油口管道壁厚：</b></p><p><b>　　取</b

103、></p><p>　　回油口的管道壁厚： 取</p><p>　　吸油口的管道壁厚： 取</p><p><b>　　2.6 油箱設(shè)計</b></p><p>　　油箱在液壓系統(tǒng)中主要功用是儲存液壓系統(tǒng)所需的足夠油液，散發(fā)油液中的熱量，分離油液中氣體及沉淀污物，為系統(tǒng)提供元件的安裝位置，使液壓系統(tǒng)

104、結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　　油箱的容積是油箱設(shè)計時需要確定的主要參數(shù)。油箱體積大時散熱效果好，但用油多，成本高;油箱體積小時，占用空間少，成本降低，但散熱條件不足。在實際設(shè)計時，可用經(jīng)驗公式確定油箱的容積[19]。</p><p><b>　　油箱容積經(jīng)驗公式：</b></p><p>　　V—油箱的容積(L);</p>&l

105、t;p>　　q—液壓泵的總額定流量(L/min);</p><p>　　—經(jīng)驗系數(shù);對低壓系統(tǒng);對中壓系統(tǒng);對中高壓或高壓大功率系統(tǒng)。</p><p>　　本系統(tǒng)中取4min，其中,那么</p><p><b>　　取</b></p><p>　　2.7 過濾器的設(shè)計</p><p>　　該

106、液壓系統(tǒng)在回油路上設(shè)置過濾器，在系統(tǒng)油液流回油箱之前，過濾器將外界侵入系統(tǒng)的和系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的污染物濾除，為系統(tǒng)提供清潔的油液。系統(tǒng)中過濾器需安裝在油箱頂部，過濾器公稱流量為650800L/min，過濾精度20，通徑50mm，最大壓力損失0.08MPa。</p><p><b>　　2.8 閥的選擇</b></p><p>　　2.8.1 單向閥的選擇</p>

107、<p>　　普通單向閥在液壓系統(tǒng)中的作用是只允許液流沿著管道一個方向通過，另一個方向的流動則被截止。在本系統(tǒng)中要求單向閥的通流能力滿足以上，那么可以采用上海液壓件廠的A型單向閥[20]，壓力范圍，公稱通徑為50mm，額定流量為。</p><p>　　2.8.2 電磁溢流閥</p><p>　　電磁溢流閥由小規(guī)格電磁換向閥與溢流閥符合而形成，它具有溢流閥的全部作用且可通過電磁閥

108、的通斷電來控制，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的卸荷或多級壓力控制?？梢赃x用上海立新液壓件廠引進樂力士系列DBW電磁溢流閥[17]，壓力范圍：，公稱通徑為32mm，額定流量為。</p><p><b>　　2.8.3 節(jié)流閥</b></p><p>　　節(jié)流閥是通過改變節(jié)流閥的截面或節(jié)流長度以控制流體流量的閥門，本系統(tǒng)對節(jié)流閥的性能要求有：流量調(diào)節(jié)范圍打，流量-壓差變化平穩(wěn)；內(nèi)泄露量小

109、，過有外泄油口，外泄量也要小；調(diào)節(jié)力矩小，動作靈敏。系統(tǒng)中的比例流量閥采用先導式比例流量閥，采用型號為RPCE3型先導式比例流量閥。</p><p><b>　　2.9 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要對液壓電梯的液壓系統(tǒng)進行了設(shè)計，先根據(jù)實際的情況確定電梯的背景和工作情況，然后根據(jù)具體要求確定其液壓系統(tǒng)原理圖。其次根據(jù)設(shè)計要求確定其工作參數(shù)，包括負載、

110、行程、運行速度等，并計算出液壓系統(tǒng)的工作壓力，再根據(jù)工作情況，確定液壓缸形式為同步伸縮缸，參照實際液壓電梯的型譜圖來計算缸的基本參數(shù)。確定液壓缸的流量后，可以根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和流量確定液壓泵的排量和液壓缸的各級功率，然后可以確定液壓泵的型號和驅(qū)動電機的額定功率。最后依次對系統(tǒng)的管路、過濾器、各種閥進行設(shè)計計算，獲得相關(guān)參數(shù)后即可確定各種液壓元件的材料，并根據(jù)市場的情況選用合適的液壓產(chǎn)品。</p><p><

111、;b>　　結(jié)論與展望</b></p><p>　　隨著今后人民生活水平的日益提高, 電梯將廣泛運用于多層建筑中, 由于液壓電梯具有機房設(shè)置靈活、對井道結(jié)構(gòu)強度要求低、運行平穩(wěn)、載重量大, 以及故障率低等優(yōu)點, 在國外中、低層建筑中的應(yīng)用已相當普遍, 我國對液壓電梯的研制、開發(fā)起步較晚, 雖已有一些單位開展研究、生產(chǎn), 但國產(chǎn)化程度不高, 主要依靠進口。本論文針對我國中低層建筑的特點，設(shè)計了一套電

112、梯的液壓系統(tǒng)，并對系統(tǒng)進行了建模和仿真分析，根據(jù)仿真結(jié)果提出了改進措施和方法。主要研究結(jié)果如下:</p><p>　　1、本文設(shè)計了電梯的液壓系統(tǒng)各，采用雙缸支承電梯轎廂，這種方式在電梯運行時，兩個液壓缸同時對轎廂提供牽引力，這樣不僅節(jié)約了在電梯運行時液壓缸的行程，降低了液壓缸的制造成本和安裝空間，而且減少了電梯因為偏載摩擦而引起的導軌磨損，保證了電梯運行過程中的平穩(wěn)性和安全性。</p><p

113、>　　2、根據(jù)電梯的液壓系統(tǒng)原理圖，本文對系統(tǒng)進行了數(shù)學模型的建立，在建模過程中，采用拓撲原理建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，這種建模方法不僅降低了建模的復(fù)雜程度，節(jié)省了建模的時間，而且這種模型在出現(xiàn)問題時更利于改進。建立起電梯液壓系統(tǒng)的數(shù)學模型后，根據(jù)數(shù)學模型來建立系統(tǒng)的仿真模型，并采用Matlab中的Simulink來對系統(tǒng)進行仿真，在對系統(tǒng)輸入了階躍的流量信號和一個調(diào)速信號后，得到系統(tǒng)輸出的速度、壓力和位移曲線。</p>

114、<p>　　3、在得到電梯液壓系統(tǒng)的仿真結(jié)果后，分析得到液壓缸運動的速度曲線振動較大，所以將PID控制方法應(yīng)用到高速沖液壓系統(tǒng)中，設(shè)計了積分分離PID控制器，在仿真過程中通過試湊法確定了一組較理想的比例、積分、微分參數(shù)，并對加入PID控制器的前后仿真曲線進行了比較，結(jié)果顯示，加入PID控制器后，液壓缸的運動速度更加平穩(wěn)，系統(tǒng)沖擊和振動減少，提高了電梯運行了平穩(wěn)性和舒適性。</p><p>　　本文設(shè)計了