简易自动扶梯设计.doc

1、任务书设计题目： 简易自动扶梯设计 1设计的主要任务及目标 本课题拟在设计一种加装在楼梯上的楼道电梯，不需要井道，各楼层进行“接力式”转接，每层楼电梯为独立一段，每段造价约23万元；该楼道电梯只许站1人，承重不超过200公斤。这种楼道电梯可以避免改变老楼房的房屋结构，既解决了年老体弱的弱势群体出行难的问题，造价又大大低于普通的箱式电梯和斜坡式的手扶电梯。2设计的基本要求和内容（1）在不改变楼道结构的条件下使电梯安装在楼道上（2）电梯的造价要低，安全性要好。3主要参考文献（1）竺圣刚，龚金龙；一种接力式楼道电梯P.专利号：CN101125622A；（2）浙江爱圣博楼道电梯有限公司；新型接力式楼道

2、电梯P.专利号：CN102219142A；（3）北京金基泰科贸有限公司；单人电梯P.专利号：CN1318506A；（4）程宪平；机电传动与控制M.华中科技大学出版社；4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1调查研究，查阅资料，完成开题报告答辩2014.12.152014.3.012论证和制定总体方案2014.3.022014.3.223结构设计及计算2014.3.232014.4.234绘制零件图及结构装配图2014.4.242014.5.245整理论文，准备答辩2014.5.252014.6.10 简易自动扶梯设计摘要：本课题拟设计一种加装在老式楼房楼梯上的楼道电梯，各楼层进行“接力式”转接

3、。每层楼电梯为独立一段，以各段楼道为一个单元，分别安装有独立运行的电梯；该电梯安装于楼道侧边，沿楼道坡度方向设置梯架，梯架上设有上轨道、下轨道、轨道车、牵引装置、封闭装置和控制系统。轨道车上、下方分别设有折叠扶手和折叠踏板；牵引装置带动轨道车运行；控制系统控制牵引装置的运停，以及控制折叠扶手和折叠踏板的收放。由于不需要井道，因此可以做到不占或少占用楼道空间和面积，且安装使用方便可靠。关键词：接力式，独立运行，封闭装置Simple escalator designAbstract: This study aims to design an installed in the old buildin

4、gs on the stairs on each floor corridor elevator, relay. Every floor elevator as an independent section, with each building as a unit, are respectively installed elevator run independently; the elevator installed in the corridor side along the corridor, slope direction ladder, on track, next track,

5、rail car, traction device, sealing device and a control system is provided with a ladder. Below the rail cars, are respectively provided with folding armrest and folding pedal; traction device to drive the vehicle track running; control of traction control system operation and control, and the foldi

6、ng handle and folding pedal. Because do not need well, so we can do little or no occupation of cultivated corridor space and area, and the installation is convenient and reliable to use.Keywords: rally, independent operation, sealing device目 录1 前言 1 2 整体方案的设计 3 2.1结构的设计 3 2.2传动系统的设计 4 2.3控制系统的设计 5 2

7、.3.1用PLC控制5 2.3.2用单片机控制6 2.3.3两种方法的比较 8 2.3.4控制系统的最终选择10 3 具体零件的设计 11 3.1电动机的计算与选择 11 3.2滑轮、滑轨和钢绳的选择与计算 12 3.2.1钢绳的计算与选择12 3.2.2滑轮的选择与计算 13 3.3踏板尺寸和材料的选择和计算 154 受力零件的校核16 4.1钢绳的校核16 4.2滑轮的校核17 4.3踏板的校核175 已损坏零件的维护与检修 195.1钢绳的维护195.2滑轮的维护与检修 20 5.3电动机的维护与检修 20结论 23参考文献 24致谢 251.前言 我国是世界上老年人口数最多、 增长速度

8、最快的国家， 在未来的几十年时间内， 人口老龄化压力将成为困扰我国社会发展的重要因素之一， 故，当前将 优先发展社会养老服务写入到十二五规划中，足见国家对养老事业的重视。而我国在八九十年代及其后修建的多层住宅 （59层）， 由于未安装电梯， 使得多层住宅的垂直交通问题成为困扰城市老年人口最为关键的问题， 现有相当比例的老年人常坐楼监。 各级政府也在努力尝试、 寻找解决该问题的途径， 尤其是广州、上海、北京等地在试点老旧多层住宅安装箱体电梯的方案， 但在试点的过程中发现， 老旧多层住宅加装箱体电梯存在着审批程序复杂、 井道占用的土地面积无法批复、改造费用高、施工周期长、低高层住户受益不均等产生的

9、意见分歧，对低层住户采光通风造成影响甚至与现有的建筑规范有一定程度的冲突等系列问题，使得试点方案不断被搁浅。本设计属于一种简易电梯，具体地说，是一种利用楼道空间进行乘载的楼道电梯。目前生活中使用的电梯主要有两类：一类是垂直上下的箱体式电梯，另一类是沿着斜坡连续上或下的手扶电梯。这两类电梯因占用建筑面积和空间较大，造价高，对楼层不高的住宅楼房并不经济实用。尤其是对很多未设电梯的老式楼房来说，多数居住者为老年人，由于年老体衰，上下楼常常是力不从心，有的甚至为此常年不下楼。尽管很多城市已开展了老楼房加装电梯工程，但推进较慢，主要原因可归结为两点：安装资金难解决，房屋结构难改变。因此研究设计一种适于这

10、种楼房安装使用的电梯，成了许多人努力的目标，并已提出了许多技术方案。其中较有先进性和代表性的有：中国专利公开号CN 1377824A ， 公开日2002年11月6日，名称为楼梯间单轨电梯运行系统的发明创造以 及中国专利公开号CN1522945A ,公开日2004年8月25日，名称为多层住宅楼道安全电梯的发明创造。这些电梯都是利用楼道空间进行乘载，而在电梯不用时，尽量少占用楼道空间和面积，但是这些电梯仍然存在以下问题：一、 这些电梯的运行量小，若是电梯处于使用状态，而乘者稍多，即有长时间等待的情况，不满足实际需求。二、 其乘载都是外露进行，却无发生极端故障（如牵引绳索断裂、滑脱等) 时能随即自动

11、停住的功能，至多是设置了人为的制动装置，这就不能不令人担忧会造成一些伤害事故；三、这些电梯均存在乘载装置外露自行的情况，这首先是不雅观，同时为 了安全起见，势必要设置遇物停运的功能，这又会延长乘者的等待时间。 本设计采用一种新型接力式楼道电梯，在不破坏老式楼房结构的情况下，针对现有技术的不足，提供了一种运行量较大、使用安全、乘载装置无外露的接力式楼道电梯可以实施安装和运行，帮助老人上下楼，解决其上下楼困难的问题，课题可行，具有重要意义。由于本人水平有限，错误和不妥之处在所难免，恳请老师批评、指正。2.整体方案的设计2.1结构的设计考虑到本设计是应用于老式楼房的一种接力式楼道电梯，在整体的结构设

12、计上应该尽量做到少占用空间，所以拟采用一种挂靠在楼梯扶手上的楼道电梯。这种接力式楼道电梯包括挂靠在楼梯扶手上的封闭箱，所述封闭箱中设有滑轮以及与之配套的滑轨，以及可折叠的扶手和踏板，上门槽，下门槽；并且设置有控制系统控制电机的正转和反转，使其能牵引滑轮上下运行，达到运送人员的目的。由于每段楼道各有一部可以独立运行的电梯，故运行量大幅度增加，采用封闭装置，使电梯的全部或部分安装于楼道侧边的墙体内，做到不占或少占用楼道空间和面积。工作状态详见下图2.1和2.2。图2.1 待工作状态图2.2 工作状态2.2传动系统的设计 考虑到本设计所述楼道电梯的服务对象主要是老年人，所以本电梯的运行速度不能太快。初步设定运行速度为0.2m/s。额定承重为200kg。 根据所述要求，可以通过所学物理静力学知识求得该电动机的额定功率应该是20w左右，拟采用一种交流异步电动机，使其牵引一根钢绳来提供向上或向下的动力。 该项设计需要四个定滑轮，以及与之配套的滑轨。其中四个定滑轮分别固定在封闭箱体的四个角落用来改变钢绳的方向，滑轨安装在封闭箱体的最下方，楼梯的上方，与楼梯的坡道相平行，动滑轮上缠绕钢绳并且安装在踏板和扶手所组成的轨道车下面，使电机所提供的动力可以由钢绳传递给该动滑轮，并牵引轨道车的向上向下运动，来达到电梯运送人员的目的。具体结构请参见下图2.3。图2.3 内部结构简图2.3控制系统的设计