液壓電梯畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本課題是設計一個家用液壓電梯。主要思路是采用液壓動力驅(qū)動，結(jié)構(gòu)采用二級背簍形式。活塞缸頂部是一個定滑輪結(jié)構(gòu)，活塞缸頂起定滑輪帶動鋼絲繩，通過二級滑輪組實現(xiàn)受力和位移比例關(guān)系，從而實現(xiàn)利用較少的空間提升重物。完成背簍式家庭液壓電梯設計總體結(jié)構(gòu)設計，即完成包括總體裝配設計、主要部件設計計算、非標零件設計；升降系統(tǒng)總體的受力分析

2、及校核計算等。</p><p>　　針對以上功能提出液壓電梯結(jié)構(gòu)，設計其結(jié)構(gòu)特點和工作原理，并對其零部件進行參數(shù)計算和標準化。液壓傳動系統(tǒng)可靠，電梯運行平穩(wěn)、舒適、安靜。除此之外還具有獨特的優(yōu)越性和適用性：機房位置設置靈活、安全可靠性高、承載范圍廣泛，適應能力強、節(jié)省空間、降低成本、結(jié)構(gòu)簡潔、故障率低、易于日常維護保養(yǎng)。</p><p>　　本設計是為低層建筑設計的室內(nèi)小型液壓電梯，要求使

3、用方便，有利老年人、殘障人上下樓。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電梯 結(jié)構(gòu)設計 液壓系統(tǒng) 滑輪組</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This subject was designed as a household hydraulic elevator. Main idea was created b

4、y hydraulic system. Structure was adopt two-level basket form. piston-cylinder is a fixed pulley at the top of the structure，the piston-cylinder drive pulley set from the top rope to raise heavy objects. Through the two-

5、level belts and pulleys to make the power and distance expand. So that use less space to rise heavy substance. Complete including general assembly design, main components design calculation, non-s</p><p>　　H

6、ydraulic lift for the proposed structure of the above features，design features and working principle of their structure and parameters of its components calculated and standardized. Hydraulic lift has the reliable hydrau

7、lic drive system，the quiet and smooth. Compared with traction type lift hydraulic lift has the following outstanding advantage：the flexible setting of the machine room position；the highest safe and reliable properties；th

8、e wide bearing range and the stronger adaptability；it saves</p><p>　　This hydraulic elevator is designed for low-rise buildings of indoor small，it demand easy to use，and it can helps old people and some disa

9、ble people to move.</p><p>　　Keywords: Elevator Structural Design Hydraulic System Hulleys</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><

10、p>　　AbstractII</p><p><b>　　引 言1</b></p><p><b>　　1. 概 述2</b></p><p>　　1.1 項目要求2</p><p>　　1.2 項目意義2</p><p>　　1.3 國內(nèi)外現(xiàn)狀3&l

11、t;/p><p>　　1.3.1 國內(nèi)3</p><p>　　1.3.2 國外3</p><p>　　1.3.3 展望5</p><p>　　1.4 液壓電梯的技術(shù)特點與控制類型5</p><p>　　1.4.1 技術(shù)特點5</p><p>　　1.4.2 控制類型6</p>

12、<p>　　2. 設計方案論證8</p><p>　　2.1 剪叉液壓電梯8</p><p>　　2.1.1 結(jié)構(gòu)特點8</p><p>　　2.1.2 工作原理8</p><p>　　2.2 直升式液壓電梯9</p><p>　　2.2.1結(jié)構(gòu)特點9</p><p>

13、　　2.2.2工作原理9</p><p>　　2.3 背簍式液壓電梯10</p><p>　　2.3.1結(jié)構(gòu)特點10</p><p>　　2.3.2工作原理11</p><p>　　2.4 結(jié)論及選定方案11</p><p>　　2.4.1 選定方案12</p><p>　　2.4.

14、2 電梯總體布局12</p><p>　　3. 設計計算14</p><p>　　3.1 布局解析14</p><p>　　3.2 受力分析15</p><p>　　3.2.1上升下降過程受力分析15</p><p>　　3.3 滾輪軸的設計計算30</p><p>　　3.3.1

15、滾輪軸的計算30</p><p>　　3.3.2 滾輪軸的彎矩圖31</p><p>　　3.4 定滑輪軸的計算、校核31</p><p>　　3.4.1 定滑輪軸的計算31</p><p>　　3.4.2 定滑輪軸的剪力彎矩圖32</p><p>　　3.5 鋼絲繩直徑的選擇32</p>&

16、lt;p>　　4 液壓油路設計34</p><p><b>　　結(jié) 論37</b></p><p><b>　　致 謝38</b></p><p><b>　　參考文獻39</b></p><p><b>　　附 錄40</b>&

17、lt;/p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　液壓電梯依靠液壓驅(qū)動的電梯。液壓電梯是通過液壓動力源，把油壓入油缸使柱塞作直線運動，直接或通過鋼絲繩間接地使轎廂運動的電梯。液壓電梯是機、電、電子、液壓一體化的產(chǎn)品，由下列相對獨立但又相互聯(lián)系配合的系統(tǒng)組成。泵站系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)。</p>

18、<p>　　在液壓控制技術(shù)中，液壓缸作為一種直線式執(zhí)行部件，一般分為單作用、雙作用、緩沖式、多級、組合式液壓缸以及其它特殊形式液壓缸等，每一種形式中又有更細的分類，但應用在液壓電梯中的液壓缸種類并不多，主要是單作用柱塞液壓缸、多級同步液壓缸兩種。作為液壓電梯系統(tǒng)中的重要動力執(zhí)行部件，液壓缸要求行程長，可靠性高，成本低而且安裝方便。</p><p><b>　　1. 概 述</b>

19、;</p><p><b>　　1.1 項目要求</b></p><p>　　該設計穩(wěn)定性能好，安全系數(shù)高，占地空間小，設備高度低（離地20mm~80mm），行程達3~5米，電源采用220V交流電或24V直流電，使用方便，有利老年人、殘障人上下樓，如圖1-1所示。</p><p>　　性能參數(shù)要求：臺面尺寸700×800，額定載重30

20、0Kg，升降行程3000mm，最大高度3080mm，工作油壓10MPa。完成家庭用液壓小型升降臺的機械總體結(jié)構(gòu)設計、液壓控制系統(tǒng)設計、平臺總體三維實體造型及動態(tài)仿真。</p><p>　　圖1-1 液壓電梯示意圖</p><p><b>　　1.2 項目意義</b></p><p>　　對于一些二層的小樓，老年人和殘疾人在上下樓的時候，會很不

21、方便，也可能會出現(xiàn)一些危險，為了避免這樣的事情該發(fā)生，可以使用小型液壓電梯，小型電梯的使用已經(jīng)成為當今社會的趨勢，針對國內(nèi)老齡化愈來愈嚴重的趨勢，小型電梯的使用有著操作方便，利于老年人、殘障人士上下樓、貨物搬運及殘疾車上下樓等特點。這就使其在市場上必將占有不可替代的位置。因而，設計一種結(jié)構(gòu)簡單的，安全有效的液壓電梯，就成為我們結(jié)合商業(yè)效益和社會責任訴求的最終目標。</p><p><b>　　1.3 國

22、內(nèi)外現(xiàn)狀</b></p><p><b>　　1.3.1 國內(nèi)</b></p><p>　　據(jù)統(tǒng)計，我國在用電梯34.6多萬臺，每年還以約5萬～6萬臺的速度增長。電梯服務中國已有100 多年歷史，而我國在用電梯數(shù)量的快速增長卻發(fā)生在改革開放以后，目前我國電梯技術(shù)水平已與世界同步。 100多年來，中國電梯行業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段 ：</p>

23、<p>　　①對進口電梯的銷售、安裝、維保階段(1900～1949年)，這一階段我國電梯擁有量僅約1 100多臺；</p><p>　?、讵毩⒆灾鳎D苦研制、生產(chǎn)階段（1950～1979年），這一階段我國共生產(chǎn)、安裝電梯約1萬臺；</p><p>　?、劢⑷Y企業(yè)，行業(yè)快速發(fā)展階段（自1980年至今），這一階段我國共生產(chǎn)、安裝電梯約40萬臺。目前，我國已成為世界最大的新裝電梯

24、市場和最大的電梯生產(chǎn)國。</p><p>　　當前我國生產(chǎn)的電梯85% 以上是用于建筑高度低于30m 的中低層建筑, 均可用液壓電梯覆蓋。由于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作商場、賓館、高級飯店、體育場、娛樂場所等豪華建筑和古典建筑中的觀光電梯與重載電梯。目前國內(nèi)液壓電梯的需求量在逐漸增大,其需求發(fā)展趨勢也將和國外發(fā)展

25、過程類似, 今后液壓電梯需求量將會猛增。但由于生產(chǎn)不足,尚不能滿足市場的需要。</p><p><b>　　1.3.2 國外</b></p><p>　　電梯發(fā)展較早，1854年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯第一次向世人展示了他的發(fā)明－歷史上第一部安全升降梯（如圖1-2）。從那以后，升降梯在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應用

26、。以奧的斯的名字而命名的電梯公司也開始了她輝煌的旅程。150年以來，她已經(jīng)發(fā)展成為世界、亞洲和中國領先的電梯公司。</p><p>　　電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新－手柄開關(guān)操縱，按鈕控制，信號控制，集選控制、人機對話等，多臺電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎箱電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運輸能力的優(yōu)勢，變速式自動人行道扶梯大大節(jié)省了行人的時間；不同外形的扇形、三角形、

27、半棱形、圓形觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。（如圖1-3）</p><p>　　圖1-2歷史上第一部安全升降梯</p><p>　　圖1-3液壓電梯類型</p><p><b>　　1.3.3 展望</b></p><p>　　節(jié)能與環(huán)保是當今各種技術(shù)發(fā)展的趨勢，液壓電梯雖然仍是電梯中的一個重要梯種，在整個電梯

28、市場上，尤其是在歐美發(fā)達地區(qū)仍占有較高的市場份額，但是在“綠色產(chǎn)品”的日益盛行的今天，液壓電梯的“非綠色化”，以及裝機功率大，能耗嚴重的缺點已經(jīng)成為制約其發(fā)展和應用的主要問題，所以如何降低液壓電梯的裝機功率和能量消耗、實現(xiàn)液壓電梯的節(jié)能高效運行、并使液壓電梯成為一種綠色產(chǎn)品,是當前液壓電梯技術(shù)發(fā)展的重要方向。</p><p>　　1.4 液壓電梯的技術(shù)特點與控制類型</p><p>　　1

29、.4.1 技術(shù)特點</p><p>　　運行平穩(wěn)、乘坐舒適。液壓系統(tǒng)傳遞動力均勻平穩(wěn)，且比例閥能實現(xiàn)無級調(diào)速，電梯運行速度曲線變化平緩，因此舒適感優(yōu)于曳引調(diào)速梯。 </p><p>　　安全性好、可靠性高、易于維修。液壓電梯除裝備有普通曳引式電梯具備的安全裝置外，還設有： </p><p>　　A、溢流閥?？煞乐股闲袝r壓力過高。 </p><p&

30、gt;　　B、應急手動閥，電源發(fā)生故障時，可使轎廂應急下降到最近的層樓位置，自動開啟層門轎門，使乘客安全走出轎廂。 </p><p>　　C、手動泵，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，可操作手動泵打出高壓油，使轎廂上升到最近的層樓位置。 </p><p>　　D、管路破裂閥，液壓系統(tǒng)管路破裂轎廂失速下降時，可自動切斷油路。 </p><p>　　E、油箱油溫保護。當油箱中油溫超過某

31、一值時，油溫保護裝置發(fā)出信號，暫停電梯使用，當油溫下降后方可啟動電梯。 </p><p>　　F、載重量大。液壓系統(tǒng)的功率重量比大，因此同樣的規(guī)格電梯，載重量相對較大。 </p><p>　　G、噪聲低。液壓系統(tǒng)可采用低噪聲螺桿泵，同時油泵、電機可設計成潛油式工作，構(gòu)成一個泵站整體，大大降低了噪聲。 </p><p>　　H、防爆性能好。液壓電梯采用低凝阻燃液壓油，

32、油箱又為整體密封，電機、油泵浸沒在液壓油中，能有效防止可燃氣、液體的燃燒。 </p><p><b>　　使用維修：</b></p><p>　　1、故障率低。由于采用了先進的液壓系統(tǒng)，且有良好的電液控制方式，電梯運行故障可降至最低。 </p><p>　　2、節(jié)能性好。液壓電梯下行時，靠自重產(chǎn)生的壓力驅(qū)動，能節(jié)省能源。</p>

33、<p>　　1.4.2 控制類型</p><p>　　從控制理論角度看，電梯液壓系統(tǒng)是典型的非線性、變載荷、變參數(shù)的系統(tǒng)，而乘坐的舒適性又對其位置、速度的控制精度指標提出了比較高的要求。到目前為止，已研發(fā)開發(fā)了多種電梯液壓控制系統(tǒng)?？刂品绞娇梢苑殖砷_關(guān)控制、容積調(diào)速控制、比例控制和復合控制4類。</p><p><b>　　（1）開關(guān)控制</b></p

34、><p>　　采用開關(guān)控制方式的電梯液壓控制系統(tǒng)大多見于早期的液壓電梯，如最早出現(xiàn)的雙速液壓電梯，就是利用輸入的開關(guān)量（機械量或電量）來控制系統(tǒng)在高速運行與平層停靠兩種工況之間的切換。</p><p>　　目前開關(guān)控制系統(tǒng)大多應用于液壓貨梯和液壓客貨兩用梯。同時其性能也較早期的系統(tǒng)有了較大的提高，如負載剛度大大增強，而且一般采用3個以上的輸入信號來控制變化比較平緩的流量曲線。不過，由于開關(guān)控制

35、的局限，系統(tǒng)對負載變化只能有小范圍得補償能力，而且存在各種非線性因素的影響，運行平穩(wěn)性不高，最高運行速度受到限制。</p><p><b>　?。?）容積調(diào)速控制</b></p><p>　　液壓電梯容積調(diào)速控制系統(tǒng)大多為流量閉環(huán)控制，主油路中的流量傳感器檢測流過的實際流量，經(jīng)與電路中設置的最佳流量曲線比較后，去控制變量泵或調(diào)速電機。由于構(gòu)成了流量閉環(huán)，容積調(diào)速控制液

36、壓電梯的運行彭文性能較好，負載剛度很大，采用容積調(diào)速方案的液壓系統(tǒng)由于泵輸出功率大致與電梯上行所需功率相等，所以與節(jié)流調(diào)速方案相比效率更高，能量損耗所引起的系統(tǒng)發(fā)熱量也較小。不過，采用電梯容積調(diào)速控制系統(tǒng)，只能減小電梯上行過程中能耗，電梯下行時，油缸中的油液在壓力作用下經(jīng)過下行節(jié)流閥，會引起液壓系統(tǒng)的溫升。由于下行油路節(jié)流損失產(chǎn)生的熱量占一個工作循環(huán)內(nèi)總發(fā)熱量的80%以上，因此這類控制系統(tǒng)對降低發(fā)熱量作用有限。由于可以采用交流調(diào)速電機控

37、制系統(tǒng)流量，估計這一類控制系統(tǒng)近期內(nèi)將會大量應用。</p><p><b>　?。?）比例控制</b></p><p>　　液壓電梯比例控制系統(tǒng)是目前液壓電梯應用最廣泛的系統(tǒng)，是80年代初隨著電液比例技術(shù)的發(fā)展而興起的。這類系統(tǒng)利用流量-位移-力反饋、流量-電反饋等構(gòu)成反饋回路，抑制了負載、非線性因素對系統(tǒng)性能的影響。同時理想的流量曲線被存儲在電路中控制實際流量變化，

38、加上高頻響應的反饋回路，因此系統(tǒng)的動態(tài)性能、運行平穩(wěn)性都很好。目前還開發(fā)了對速度直接反饋的液壓電梯電液比例控制系統(tǒng)們，可以排除油溫變化引起的非線性干擾，還可以采用各種現(xiàn)代控制策略來提高控制精度，從而使液壓電梯工作性能達到最佳。</p><p><b>　?。?）復合控制</b></p><p>　　液壓電梯復合控制系統(tǒng)主要是指融合多種控制方式的系統(tǒng)。目前常見的是能量回

39、收式系統(tǒng)。能量回收式液壓電梯可以比較徹底地解決液壓系統(tǒng)溫升問題，這類系統(tǒng)控制電梯上行部分采用容積調(diào)速控制或電液比例控制，而控制電梯下行部分具有獨特的結(jié)構(gòu)，它能將下降過程中轎廂的勢能通過液壓回路轉(zhuǎn)化為電能。不過，這類控制系統(tǒng)目前成本較高，還沒有形成很大的市場。但作為一種節(jié)能控制系統(tǒng)，有著良好的應用前景，國外一些研究機構(gòu)正投入不少資金研制這類系統(tǒng)。</p><p><b>　　本章小結(jié)</b>&

40、lt;/p><p>　　通過國內(nèi)外液壓電梯發(fā)展的比較，得知國內(nèi)電梯發(fā)展較為緩慢，具有一定差距，通過查閱相關(guān)液壓電梯材料，基本了解液壓電梯的技術(shù)特點和控制類型。在下一章節(jié)根據(jù)各類液壓電梯的特點及控制類型選擇符合本課題設計的液壓電梯。</p><p><b>　　2. 設計方案論證</b></p><p>　　當今世界，作為一種交通運輸上縣的電梯，其生

41、產(chǎn)情況和使用數(shù)量已成為衡量一個國家現(xiàn)代程度的標志之一，是現(xiàn)代都市建筑中不可缺少的升降設備。</p><p>　　隨著電梯功能和用途越來越廣泛。其分類也越來越細。如果根據(jù)電梯傳動結(jié)構(gòu)形式的不同，目前應用最為廣泛的電梯可分為兩大類：一種是曳引電動機直接驅(qū)動的曳引電梯；另一種是液壓傳動的液壓電梯。對于前者，電梯轎廂的升降靠鋼絲繩與曳引輪槽之間產(chǎn)生的摩擦力驅(qū)動。對于后者，利用油缸直頂支撐轎廂，或者側(cè)置支撐轎廂（需要借助鋼

42、絲繩通過滑輪組與轎廂連接），通過油缸柱塞桿的伸縮來驅(qū)動轎廂的升降。</p><p>　　2.1 剪叉液壓電梯</p><p>　　剪叉式升降機是用途廣泛的高空作業(yè)專用設備。它的剪叉機械結(jié)構(gòu)，使升降臺起升有較高的穩(wěn)定性，寬大的作業(yè)平臺和較高的承載能力，使高空作業(yè)范圍更大、并適合多人同時作業(yè)。它使高空作業(yè)效率更高，安全更保障。</p><p>　　2.1.1 結(jié)構(gòu)特點&

43、lt;/p><p>　　1、液壓剪叉升降平臺結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　　2、運動平穩(wěn)、噪聲小、頻響快。</p><p>　　3、傳遞功率大、易于操作等優(yōu)點。</p><p>　　4、安全性高，即使斷管，液壓系統(tǒng)沒有安全自鎖的情況下，也是慢速下降。</p><p>　　2.1.2 工作原理</p><

44、p>　　所謂剪叉液壓電梯，就是以液壓系統(tǒng)為動力源，通過剪叉驅(qū)動升降臺實現(xiàn)上升下降的，突出的特點：由于剪叉有放大作用，因此所占空間小，臺架結(jié)構(gòu)輕便，一般不需配重，運行平穩(wěn)、噪聲小，它主要用于升降樂池和會議中心兼顧小型演出的主席臺等。（如圖2-1、圖2-2）</p><p>　　圖2-1剪叉液壓電梯</p><p>　　圖2-1剪叉液壓電梯</p><p>　　2

45、.2 直升式液壓電梯</p><p><b>　　2.2.1結(jié)構(gòu)特點</b></p><p>　　通過液壓缸伸縮直接驅(qū)動平臺升降</p><p><b>　　2.2.2工作原理</b></p><p>　　(1)升降機上升 當按下起動按鈕，電磁閥1YA通電時，進油路為泵l→換向閥左位→調(diào)速閥4 →液

46、控單向閥5 →快換管接頭6 →伸縮缸7，此時液壓缸推動站人平臺上升，其上升速度可調(diào)；</p><p>　　(2)升降機下降當2YA通電時，控制油路為泵l →換向閥右位→液控單向閥的控制油口，打開單向閥后，泵1的壓力油經(jīng)溢流閥8回油箱。而在液壓缸7內(nèi)的油在平臺自重的作用下經(jīng)快換管接頭6 →液控單向閥5→單向閥3 →換向閥右位回油箱，此時站人平臺快速下降；（如圖2-3）</p><p>　　圖

47、2-3 直升式液壓電梯</p><p>　　2.3 背簍式液壓電梯</p><p><b>　　2.3.1結(jié)構(gòu)特點</b></p><p>　　承載能力大，實現(xiàn)多點控制，上下樓層互動聯(lián)鎖；在特殊場合無需破壞地面，在二層樓面也可安裝；提升高度高，采用旁置油缸，耐用、產(chǎn)品壽命長；頂層無需機房，只需底層4個平方空間即可解決；停電手動下降、緊急停止按鈕

48、，方便、快捷、實用；可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境定做，價格合理，經(jīng)濟實用；層門可貫通，廠房內(nèi)外可相互戳開，方便、節(jié)省空間；室內(nèi)外都可安裝，特殊情況可附帶井架。（如圖2-4）</p><p>　　圖2-4背簍式液壓電梯</p><p><b>　　2.3.2工作原理</b></p><p>　　以液壓系統(tǒng)為動力源，油缸牽引動鋼絲繩從而帶動滑輪組完成電梯升降。(

49、如圖2-5)</p><p>　　圖2-5背簍式液壓電梯</p><p>　　2.4 結(jié)論及選定方案</p><p>　　一、剪叉式液壓電梯使用中的問題：</p><p>　　隨著上升高度的增加，重心位置隨之改變，升降機不穩(wěn)定，會有晃動。</p><p>　　需要多個油缸或大型油缸來支持所上升的高度和重量，增加成本，大

50、型油缸比較笨重不適合運輸和安裝。</p><p>　　剪叉式電梯采用杠桿設計，連接方式為鉸鏈接，需要對各個鉸鏈接進行受理分析，計算復雜。</p><p>　　運行到高處，需要有保壓系統(tǒng)。</p><p>　　安裝時需要為底座預留比較大的空間，可能對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞，安裝維修十分不方便。</p><p>　　二、直升式液壓電梯使用中的問題：&l

51、t;/p><p>　　1.需要多個油缸或大型油缸來支持所上升的高度和重量，增加成本，大型油缸比較笨重不適合運輸和安裝。</p><p>　　2.安裝時需要為底座預留比較大的空間，可能對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞，安裝維修十分不方便。</p><p>　　3.油缸行程所需長度過長，造價高。</p><p>　　4.為保證電梯平衡問題，使用多油缸，但同步升降不

52、能保證，影響平衡問題。</p><p>　　三、背簍式液壓電梯與其他的區(qū)別</p><p>　　1.背簍式的特點是縮短行程，可以達到以1m的液壓缸行程做到電梯的4m行程，而直升式電梯則無法做到縮短行程。</p><p>　　2.直升式電梯安裝時，需要為底座預留比較大的空間，可能對建筑環(huán)境造成破壞，安裝十分不方便，不適合以非底層作為起始層的電梯；而背簍式的電梯則可以做

53、到。</p><p>　　3.電梯的載重為300Kg，背簍式的液壓缸的力需要1200Kg，但液壓驅(qū)動可以輕易達到。</p><p>　　4.維修方式上比較容易。 </p><p>　　2.4.1 選定方案</p><p>　　最佳方案—背簍式電梯</p><p>　　1.成本和結(jié)構(gòu)強度的平衡： </p>

54、<p>　　動滑輪大大減少了行程長度，節(jié)省了空間，液壓缸提供的強動力又恰好能夠滿足前者對于動力方面的苛刻要求，這種結(jié)構(gòu)用最節(jié)約的方式滿足了機械本體的運動需求</p><p><b>　　2.操作和維修：</b></p><p>　　主要的液壓驅(qū)動裝置使用外置的方式，滑輪組和鋼絲繩使用標準件，便于檢修和更換。</p><p>　　3.回

55、收與節(jié)能方面的優(yōu)勢：</p><p>　　鋼絲繩、滑輪、液壓缸、活塞、固定用螺栓螺母等等物品，均使用市場上現(xiàn)有的產(chǎn)品，鋼號分類清楚，結(jié)合簡單，拆卸方便，利于回收處理。液壓電梯下行時, 靠自重產(chǎn)生的壓力驅(qū)動,大幅度節(jié)能。</p><p>　　2.4.2 電梯總體布局</p><p>　　項目設計采取的方法:利用滑輪組（如圖2-6）</p><p&g

56、t;　　定滑輪：可以改變用力的方向</p><p>　　動滑輪：一般都是利用其省力但浪費力矩的特點上。但是反過來一樣可以利用。這里用的就是動滑輪的兩倍力矩，可以有效的減小液壓缸的行程。</p><p>　　圖2-6 滑輪組原理圖</p><p><b>　　實施方案：</b></p><p>　　選擇液壓驅(qū)動系統(tǒng)，液壓缸

57、的行程選擇0.5米左右。通過第一組滑輪組，使得行程達到1米，再通過第二個滑輪組，使行程達到2米。按照這種方法選擇合適的滑輪組數(shù)量。</p><p>　　選取鋼絲繩配合滑輪組的使用。</p><p>　　其特點是：強度高、自重輕、工作平穩(wěn)、不易驟然整根折斷，工作可靠</p><p>　　整體家庭式小型液壓電梯示意圖2-7：</p><p>&l

58、t;b>　　圖2-7電梯示意圖</b></p><p><b>　　本章小結(jié)</b></p><p>　　通過了解各個類型的液壓，知道剪叉式、直升式、背簍式電梯的特點，從而比較出各類電梯的利弊，進而得出適合本課題的液壓電梯形式。</p><p><b>　　3. 設計計算</b></p>&

59、lt;p><b>　　3.1 布局解析</b></p><p>　　圖3-1總體液壓電梯布局設計</p><p><b>　　3.2 受力分析</b></p><p>　　3.2.1上升下降過程受力分析</p><p>　　左側(cè)電梯上升過程中鋼絲繩豎直及水平方向受力分析：電梯在上升、下降過程中

60、鋼絲繩的受力變化，如圖3-2</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　電梯整體受力分析： （如圖3-3）</p><p><b>　　圖3-3受力分析圖</b></p><p>　　為鋼絲繩拉力，和分別是導軌對滑輪的支持力，G為重力，f為上升時的摩擦力，摩擦系數(shù)μ為0.1。

61、</p><p>　　當電梯處于最低端時（如圖3-4）</p><p>　　圖3-4 鋼絲繩示意圖</p><p>　　L—距頂端高度 H—鋼絲繩連接點到頂端滑輪水平距離</p><p>　　S-鋼絲繩到頂端長度</p><p><b>　　受力計算分析：</b></p><p

62、>　　由牛頓第二定律：= （公式3-1）</p><p>　　式中：a為加速度，單位：</p><p>　　m為質(zhì)量，單位：kg</p><p>　　由公式3-1可得合力</p><p><b>　?。ü?-2）</b></p>&

63、lt;p>　　式中：a為加速度，單位：</p><p>　　為初速度，單位：m/s,</p><p>　　為末速度，單位：m/s,</p><p><b>　　S為位移，單位：m</b></p><p>　　已知：加速度a=0.1，速度V=0.2m/s,</p><p>　　質(zhì)量m=400k

64、g（包含自身重量100kg），</p><p>　　總行程L=3000mm，總高度3380mm</p><p>　　電梯連接點到頂端滑輪的水平距離為50mm</p><p><b>　　由公式3-2計算：</b></p><p>　　則加速距離為200mm，同理可得減速距離也等于200mm</p><

65、p>　　則tanA=距頂端距離 （鋼絲繩連接點到頂端滑輪水平距離）</p><p>　　電梯總體受力簡圖如圖3-5所示</p><p>　　圖3-5電梯受力簡圖</p><p><b>　　受力分析如下</b></p><p><b>　　加速上升過程中：</b></p><

66、;p>　　由公式3-1可得豎直方向受力： </p><p>　　==-f-G （公式3-3）</p><p>　　由圖3-5受力簡圖得水平方向受力： </p><p>　　+= （公式3-4）</p><p>　　摩擦力：

67、 </p><p>　　f=（+）·μ+·μ （公式3-5）</p><p>　　由公式3-4和公式3-5得：</p><p><b>　　f=2··μ</b></p><p>　　將此式代入公式3-3中</p><p>　　已知：m=400kg 、 、G=

68、3920N、μ=0.1</p><p>　　由公式計算得： m·a=-2··μ-G</p><p>　　則： =3960+0.2· （公式3-6）</p><p>　　以圖3-5中重力點為研究點，將、、分解列轉(zhuǎn)矩方程∑=0</p><

69、p>　　支持力分解過程如下圖3-6所示：</p><p>　　圖3-6 支持力N2分解過程</p><p><b>　　通過比例可得：</b></p><p><b>　　則：X=</b></p><p>　　、分解過程如下圖3-7、圖3-8所示：</p><p>　　

70、圖3-7 F1分解過程</p><p><b>　　通過比例可得：</b></p><p><b>　　則：Y=</b></p><p>　　圖3-8 F2分解過程</p><p><b>　　通過比例可得：</b></p><p><b>　

71、　則：Z=</b></p><p><b>　　通過受力分析得到：</b></p><p><b>　　X=、Y=、Z=</b></p><p>　　以重力端為研究點，順時針為負，逆時針為正，∑=0：</p><p>　　則：-X·+Y·-Z·-f·

72、;350-f·=0</p><p>　　由公式3-4、公式3-5帶入</p><p>　　得：=71.2 （公式3-7）</p><p><b>　　由公式3-6得：</b></p><p>　　=3971N，=55.77

73、N</p><p>　　式中：L為距頂端的豎直距離，單位：m</p><p><b>　　則：= </b></p><p>　　式中：L的變化范圍為（3.1~2.9）m</p><p><b>　　由公式3-4得：</b></p><p><b>　　=-<

74、/b></p><p>　　則：=55.77- </p><p>　　式中：L的變化范圍為（3.1~2.9）m</p><p><b>　　勻速上升過程：</b></p><p>　　由公式3-3、公式3-5、公式3-6、公式3-7得：</p><p><b>　　F2= &l

75、t;/b></p><p>　　式中：L的變化范圍為（2.9~0.3）m</p><p><b>　　則：=3921- </b></p><p>　　式中：L的變化范圍為（2.9~0.3）m</p><p><b>　　減速上升過程中：</b></p><p>　　由公

76、式3-3、公式3-5、公式3-6、公式3-7得：</p><p><b>　　F2= </b></p><p>　　式中：L的變化范圍為（0.3~0.1）m</p><p>　　=-=3871- </p><p>　　式中：L的變化范圍為（0.3~0.1）m</p><p>　　以下為各力在電

77、梯上升過程中的變化：</p><p>　　圖3-5電梯受力簡圖</p><p>　　受力情況：（如圖3-9）</p><p>　　加速上升過程：=3971N</p><p>　　勻速上升過程：=3921N</p><p>　　減速上升過程：=3871N</p><p>　　圖3-9頂端定滑輪豎直

78、方向分力F1</p><p>　　摩擦力f受力情況：（如圖3-10）</p><p>　　加速上升過程：f=11.5N</p><p>　　勻速上升過程：f=11.01N</p><p>　　減速上升過程：f=10.87N</p><p><b>　　圖3-10摩擦力f</b></p>

79、<p>　　受力情況：（如圖3-11）</p><p>　　加速上升過程：= 注：L的變化范圍為（3.1~2.9）m</p><p>　　勻速上升過程：= 注：L的變化范圍為（2.9~0.3）m</p><p>　　減速上升過程：= 注：L的變化范圍為（0.3~0.1）m</p><p>　　圖3-11頂端定滑輪水平方向分

80、力F2</p><p>　　導軌支持力（輪壓）：（如圖3-12）</p><p>　　加速上升過程：=55.77N</p><p>　　勻速上升過程：=55.07N</p><p>　　減速上升過程：=54.37N</p><p>　　圖3-12導軌支持力N1（輪壓力）</p><p>　　導軌

81、支持力（輪壓力）；（如圖3-13）</p><p>　　加速上升過程：=3971- 注：L的變化范圍為（3.1~2.9）m</p><p>　　勻速上升過程：=3921- 注：L的變化范圍為（2.9~0.3）m</p><p>　　減速上升過程： =3871- 注：L的變化范圍為（0.3~0.1）m</p><p>　　圖3-13導軌支

82、持力N2（輪壓力）</p><p>　　上升過程中鋼絲繩合力變化如圖3-14</p><p>　　說明：圖中所示在電梯上升距離頂端高度為0.3m時出現(xiàn)“尖角”，此處是因為在這個階段電梯處于減速，加速度方向改為向下，所受合力大小從0變?yōu)樨撝登曳较蛳蛳拢源藭r電梯上升減速過程中會產(chǎn)生向上的慣性力，由于豎直方向分力減速時變化較大而水平方向分力F2變化較小，所以合力會突然減小，但因為水平方向分力

83、逐漸增大，所以影響到F合力也逐漸增大。</p><p><b>　　=</b></p><p>　　圖3-14 鋼絲繩拉力F合</p><p><b>　　電梯下降過程中：</b></p><p><b>　　加速下降過程：</b></p><p>　　

84、由公式3-3、公式3-4、公式3-5、公式3-6</p><p>　　得：=3225.83N、=45.31N</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中：L的變化范圍為（0~0.2）m</p><p><b>　　f=9.06N</b></p><p>

85、　　=45.31- 注：L的變化范圍為（0~0.2）m</p><p><b>　　勻速下降過程：</b></p><p>　　由公式3-3、公式3-4、公式3-5、公式3-6、公式3-7得：</p><p>　　得： =3267.5N、=45.89N</p><p><b>　　= </b>&

86、lt;/p><p>　　式中：L的變化范圍為（0.2~2.8）m</p><p><b>　　f=9.18N</b></p><p>　　= 45.89- </p><p>　　式中：L的變化范圍為（0.2~2.8）m</p><p><b>　　減速下降過程：</b><

87、;/p><p>　　由公式3-3、公式3-4、公式3-5、公式3-6、公式3-7</p><p>　　得： =3309.17、=46.48N</p><p><b>　　= </b></p><p>　　式中：L的變化范圍為（2.8~3）m</p><p><b>　　f=9.30N<

88、;/b></p><p>　　= 46.48- </p><p>　　式中：L的變化范圍為（2.8~3）m</p><p>　　受力情況：（如圖3-14）</p><p>　　加速下降過程：=3225.83N</p><p>　　勻速下降過程：=3267.50N</p><p>　　減

89、速下降過程：=3309.17N</p><p>　　圖3-14頂端定滑輪豎直分力F1</p><p>　　摩擦力f受力情況：（如圖3-15）</p><p>　　加速下降過程：f=9.06N</p><p>　　勻速下降過程：f=9.18N</p><p>　　減速下降過程：f=9.30N</p><

90、;p><b>　　圖3.15摩擦力f</b></p><p>　　受力情況：（如圖3-16）</p><p>　　加速下降過程：= 注：L的變化范圍為（0~0.2）m</p><p>　　勻速下降過程：= 注：L的變化范圍為（0.2~2.8）m</p><p>　　減速下降過程：= 注：L的變化范圍為（2.8

91、~3）m</p><p>　　圖3-16頂端定滑輪水分方向分力F2</p><p>　　導軌支持力（輪壓）：（如圖3-17）</p><p>　　加速下降過程：=45.31N</p><p>　　勻速下降過程：=45.89N</p><p>　　減速下降過程：=46.48N</p><p>　　

92、圖3-17導軌支持力N1（輪壓力）</p><p>　　導軌支持力N2（輪壓力）；（如圖3-18）</p><p>　　加速下降過程：=45.31- 注：L的變化范圍為（0~0.20）m</p><p>　　勻速下降過程：= 45.89- 注：L的變化范圍為（0.2~2.8）m</p><p>　　減速下降過程：= 46.48- 注：L

93、的變化范圍為（2.8~3.0）m</p><p>　　圖3-18導軌支持力N2（輪壓力）</p><p>　　下降過程中鋼絲繩拉力變化如圖3-19</p><p><b>　　=</b></p><p>　　圖3-19鋼絲繩拉力F合</p><p>　　3.3 滾輪軸的設計計算</p>

94、<p>　　3.3.1 滾輪軸的計算</p><p><b>　　圖3-20 滾輪軸</b></p><p><b>　　根據(jù)公式1-1：</b></p><p><b>　　單個輪最大受力為：</b></p><p><b>　　（公式3-8）<

95、/b></p><p>　　式中：F為受力，單位：N</p><p>　　L為到作用點距離：m</p><p><b>　　由公式得：</b></p><p>　　根據(jù)抗彎截面系數(shù)公式： （公式3-9）</p><p><b>　

96、　式中：π為圓周率</b></p><p><b>　　D為直徑，單位為m</b></p><p><b>　　由此公式得：</b></p><p>　　根據(jù)許用正應力公式： （公式3-10）</p><p>　　式中：為轉(zhuǎn)矩，單位N

97、·m</p><p><b>　　為抗彎矩界面系數(shù)</b></p><p>　　電梯半軸材料選取45號鋼，上式計算結(jié)果小于45號鋼的最大許用應力235Mpa，所以半軸直徑D設計尺寸符合要求。</p><p>　　3.3.2 滾輪軸的彎矩圖</p><p><b>　　圖3-21彎矩圖</b>

98、;</p><p>　　3.4 定滑輪軸的計算、校核</p><p>　　3.4.1 定滑輪軸的計算</p><p>　　圖3-22 定滑輪軸</p><p><b>　　根據(jù)公式3-8得：</b></p><p><b>　　根據(jù)公式3-9得：</b></p>

99、<p><b>　　根據(jù)公式3-10得</b></p><p>　　電梯頂端定滑輪軸材料選取45號鋼，上式計算結(jié)果小于45號鋼的最大許用應力235Mpa，所以半軸直徑D設計尺寸符合要求。</p><p>　　3.4.2 定滑輪軸的剪力彎矩圖</p><p><b>　　剪力彎矩圖</b></p>

100、<p>　　圖3-23 剪力彎矩圖</p><p>　　3.5 鋼絲繩直徑的選擇</p><p>　　表1 電梯用鋼絲繩的尺寸規(guī)格： 單位：mm</p><p>　　圖3-24 鋼絲繩示意圖</p><p><b>　　鋼絲繩1號：</b></p><

101、;p>　　根據(jù)公式： （公式3-11）</p><p><b>　　K為安全系數(shù)</b></p><p>　　F為鋼絲繩的破斷力，單位N </p><p>　　D為電梯用鋼絲繩的直徑，單位mm</p><p>　　由公式得：1號鋼絲繩結(jié)果為：</p><p>　　選擇鋼絲繩直徑為：mm<

102、;/p><p><b>　　鋼絲繩2號：</b></p><p>　　根據(jù)公式3-11： </p><p><b>　　K為安全系數(shù)</b></p><p>　　F為鋼絲繩的破斷力，單位N </p><p>　　D為電梯用鋼絲繩的直徑，單位mm</p><p&

103、gt;　　由公式得：2號鋼絲繩結(jié)果為：mm</p><p>　　選擇鋼絲繩直徑為：mm </p><p><b>　　4 液壓油路設計</b></p><p>　　圖4-1 液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　1—液壓缸2—兩位三通換向閥3—單向順序閥4—節(jié)流閥5—單向閥6—比例換向閥</p><p&

104、gt;　　7—單向閥8—液壓泵9—溢流閥10—液位計11—空氣濾清器12—濾油器</p><p>　　表2 液壓電梯電磁鐵動作順序表</p><p>　　系統(tǒng)實現(xiàn)電梯上升、下降工作循環(huán)的工作原理圖：</p><p>　　電梯上升：按下上升按鈕，電磁鐵1Y得電，三位四通比例換向閥6左位工作，兩位三通電磁換向閥2左位工作，泵8向系統(tǒng)供油，輸出油經(jīng)過單向閥7、三位四通比

105、例換向閥6、單向順序閥3、兩位三通電磁換向閥2，進入液壓缸下腔。液壓缸上腔油液通過三位四通比例換向閥6排回油箱。</p><p>　　電梯下降：按下下降按鈕，電磁鐵2Y得電，三位四通比例換向閥6右位工作，兩位三通電磁換向閥2左位工作，泵8向系統(tǒng)供油，輸出油經(jīng)過單向閥7、三位四通比例換向閥6，進入液壓缸下腔。液壓缸上腔油液通過兩位三通電磁換向閥2、單向順序閥3、三位四通比例換向閥6，排回油箱。</p>

106、<p>　　電梯急停：按下急停按鈕，電磁體全部處于失電狀態(tài)，兩位三通電磁換向閥2處于中位，三位四通比例換向閥6處于中位。泵8向系統(tǒng)供油，輸出油經(jīng)過溢流閥9排回油箱。</p><p>　　緊急狀態(tài)：斷電狀態(tài)下，應急電源啟動，電磁鐵3Y得電，兩位三通電磁換向閥2右位工作，三位四通比例換向閥6處于中位。在重力的影響下，液壓缸下腔油液通過兩位三通電磁換向閥2、節(jié)流閥4，一部分通過單向閥5進入液壓缸上腔，另一部

107、分則直接排回油箱。</p><p>　　圖4-2 二級背簍式液壓電梯油源圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本課題是設計一個家用液壓電梯。主要思路是采用液壓動力驅(qū)動，結(jié)構(gòu)采用二級背簍形式?；钊醉敳渴且粋€定滑輪結(jié)構(gòu)，活塞缸頂起定滑輪帶動鋼絲繩，通過二級滑輪組實現(xiàn)速度和位移放大，從而實現(xiàn)利用較少的空間提升重物。

108、完成背簍式家庭液壓電梯設計總體結(jié)構(gòu)設計，即完成包括總體裝配設計、主要部件設計計算、非標零件設計；升降系統(tǒng)總體的受力分析及校核計算等。</p><p>　　了解國內(nèi)外液壓電梯發(fā)展過程及國內(nèi)外差距。</p><p>　　了解液壓電梯的技術(shù)特點和控制原理</p><p>　　通過比較剪叉式液壓電梯、直升式液壓電梯和背簍式液壓電梯的優(yōu)點及不足，進而選擇出適合本課題的液壓電梯

109、類型。</p><p>　　在本課題研究中，針對電梯上升和下降過程充分了解電梯在上升和下降過程中各部分受力變化和大小。</p><p>　　最終通過滑輪組選出背簍式液壓電梯，設計出符合本課題的液壓電梯</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)論文主要考察學生大學四年所學綜合知識的掌握程度，

110、通過這次液壓電梯的畢設課題，讓我充分的體會到了xx校訓“學以致用”的深刻含義,在研究此次畢設課題過程中，仿佛又讓我回到了剛進入大學時的學習狀態(tài)，我不光在理論知識得到了鞏固，清楚了自己以前對知識的掌握情況和了解程度，另一方面也提高了我的自學能力， 查閱文獻資料、設計手冊、調(diào)整文本格式、電腦制圖及引文翻譯，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，豐富了經(jīng)驗。在理論和時間中都得到了完善。</p&

111、gt;<p>　　在本次液壓電梯課題中，感謝xx老師的耐心指導和監(jiān)督。每當遇到一些自己較難克服的問題就及時向xx老師請教，每周xx老師總是能夠給予細心的幫助和講解，并且向我們提供一些有關(guān)于課題的參考資料幫助我們更深入的理解課題。還有液壓組的xx老師對我們也幫助很大，階段性的檢查我們的畢設進度，監(jiān)督我們的論文質(zhì)量，在這里要再次特別感謝液壓組xx老師、xx老師對我們的大力幫助，還有我們組的其他成員的相互鼓勵和幫助。我會把老師們

112、的話牢記在心，并在今后的生活和學習中更加努力。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]《機械力學與設計基礎》機械工業(yè)出版社，李鐵成主編，2005.7。</p><p>　　[2]《起重機設計手冊》機械工業(yè)出版社，1980年3月天津第一次印刷，1984年9月北京第二印刷。</p><p>

113、　　[3]《機械設計手冊》化工工業(yè)出版社，第二版，第一分冊，1979年10月北京第2版，1979年10月北京第1次印刷。</p><p>　　[4]《西德工業(yè)標準-起重運輸機械》機械工業(yè)部北京起重運輸機械研究所1983年。</p><p>　　[5]《實用起重機電氣技術(shù)手冊》機械工業(yè)出版社，2002年1月第一版·第1次印刷。裘為章主編。</p><p>　

114、　[6]許福玲.液壓與氣壓傳動第二版.北京：機械工業(yè)出版社，1996</p><p>　　[7]《理論力學》上、下冊，高等教育出版社，第五版，1961年6月第1版，1997年77.《起重機課程設計》陳道南，盛漢中，冶金工業(yè)出版社，1983年</p><p>　　[8]《機械設計基礎》高等教育出版社，1979年5月第一版，1999年6月第4版，2001年4月第3次印刷。楊可貞，程光蘊主編。&

115、lt;/p><p>　　[9]楊華勇，路甬祥，駱季皓。液壓電梯的發(fā)展概況，中國機械工程，1994:65-67。</p><p>　　[10]紀名剛.機械設計.高等教育出版社，1999</p><p>　　[11]吳宗則等.機械設計課程設計手冊.北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　[12]李春勝.機械工程材料手冊.北京：電子工業(yè)出版

116、社，2007</p><p>　　[13]俞新陸.液壓機現(xiàn)代設計理論.北京：機械工業(yè)出版社，1987</p><p>　　[14]徐美剛.工程機械液壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[15]盧宏遠.壓鑄技術(shù)與生產(chǎn).北京：機械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[16]楊培元.液壓系統(tǒng)設計簡明手冊. 北京：機械工