电梯曳引机主轴系统的设计分析与优化
曳引机机架谐响应分析与优化设计
研究•开发曳引机机架谐响应分析与优化设计□罗富方□马晓奭甘肃省特种设备检验检测研究院兰州730050摘要：电梯曳引机机架的结构设计与安装质量直接影响电梯零部件的使用寿命、曳引系统的稳定性，以及电梯整体的运行情况。
建立曳引机机架的有限元模型，对曳引机机架进行模态分析与谐响应分 析，并在此基础上进行了优化设计。
通过对比优化前后曳引机机架的固有频率、最大变形、振幅，确认优 化设计的效果良好。
关键词：曳引机机架谐响应优化中图分类号：TH6:TU857文献标志码：A文章编号：1000 - 4998(2020)07 - 0027 - 05Abstract ：The structural design and installation quality of the traction machine frame of the elevatordirectly affect the service life of elevator parts, the stability of the traction system, and the overall operation of the elevator. The finite element model of the traction machine frame was established, and the modal analysis and harmonic response analysis of the traction machine frame were carried out, and optimum design was carried out on this basis. By comparing the natural frequency, maximum deformation and amplitude of the traction machine frame before and after optimization, the effect of the optimum design is confirmed to be good.Keywords ： Traction Machine Frame Harmonic Response Optimization1研究背景随着我国国民生活水准的提高，全国电梯保有量稳步提高。
曳引电梯轿架力学性能分析及结构优化
曳引电梯轿架力学性能分析及结构优化发布时间：2022-01-10T01:01:33.746Z 来源：《工程建设标准化》2021年11月21期作者：陈成张彬奚鹏[导读] 随着国家对节能减排的要求的提升，电梯作为逐年增加的机电设备。
本陈成张彬奚鹏江苏省特种设备安全监督检验研究院 , 江苏泰州 225300摘要：随着国家对节能减排的要求的提升，电梯作为逐年增加的机电设备。
本文通过对其主要部件桥架的受力分析，并采用有限软件进行模拟，通过选择相关变量，寻找最优特征参数，希望为电梯制造企业优化电梯结构提供一定的思路。
关键词：电梯桥架有限元0 前言近年来随着城市化的快速推进，电梯作为楼宇建筑必不可少的设备，其数量也在突飞猛进。
根据智研咨询发布的《2021-2027年中国电梯行业市场全景调查及发展战略研究报告》数据显示：中国电梯的采购率不断提升，采购规模在不断扩大，电梯的需求量在逐年增加，人们对电梯质量的要求越来越高。
预计2020年中国电梯保有量为620万台，同比增长6.09%。
?近两年来部分优秀的中国电梯企业的电梯零部件的技术、质量水平已经处于世界领先地位，特别在中低速电梯零部件领域，中国企业已基本可以实现自主生产。
2020年前三季度中国电梯产量为89.3万台，同比下降23.87%，电梯厂家的内部竞争压力也亟剧增大，因此如何降低电梯本身的重量，在不影响电梯承载安全的同时又能减少电梯曳引主机的负荷，满足国家节能减排的发展要求，成为各大电梯厂家寻求的方向[1]。
本文通过对电梯轿厢主要承重部件电梯桥架的受力分析及有限元模拟，并对其进行了优化设计，希望能为电梯行业的节能优化提供一定的创新和思路。
1电梯轿架结构受力分析电梯的轿厢系统是电梯乘用或者装载货物的封闭式箱体结构，一般电梯的轿厢系统主要有轿厢体和轿厢架组成。
轿厢架是轿厢体的主要支承构件，电梯导靴、安全钳机构、轿厢门等部件安装在上面；轿厢体主要由轿壁、轿顶、轿底等结构组成通过轿底防震橡胶与电梯桥架相连，侧面通过电梯桥架立柱上的卡胶进行辅助定位。
电梯曳引系统节能减排优化措施
在电梯曳引系统采购和更新改造中，优先选用节能型产品和设备。
定期检查与维护保养
制定定期检查计划
对电梯曳引系统及其门禁、照明 设备进行定期检查，确保其正常 运行和安全使用。
加强维护保养工作
对发现的故障和问题及时进行维 修和保养，避免设备带病运行造 成能源浪费。
建立维保档案管理制度
对电梯曳引系统及其门禁、照明 设备的维保情况进行记录和管理 ，为设备更新改造提供依据。
与传统调度方法对比
实际应用与推广价值
将优化后的调度方法与传统的调度方法进 行对比，验证优化措施的有效性和优越性 。
根据仿真验证结果，评估优化措施在实际应 用中的推广价值和潜力。
05
能量回馈装置应用推广
能量回馈装置原理及作用
原理
能量回馈装置通过将电梯运行过程中产生的再生能量回馈到电网中，实现能量的 循环利用，达到节能减排的目的。
方案选择与比较
方案一
基于永磁同步曳引机的节能改造方案 。优点：节能效果显著，技术成熟； 缺点：改造成本较高。
方案三
基于智能化控制系统的节能优化方案 。优点：提高电梯运行效率，降低能 耗；缺点：对控制系统要求较高。
方案二
基于能量回馈技术的节能改造方案。 优点：实现能量的有效回收和利用， 降低能耗；缺点：技术实现难度较大 。
经验教训分享
重视系统整体性能优化
在研发过程中，我们意识到单纯追求某个部件的高效性并不能带来整体性能的最优，因此需要注重系统整体 性能的优化。
加强实际应用场景测试
在实验室环境下取得的良好效果并不一定能够在实际应用中得到验证，因此需要加强实际应用场景的测试， 确保技术的可靠性和稳定性。
注重团队协作与沟通
电梯曳引机与控制系统设计
摘要本次设计是以三菱FX2n 为核心的电梯控制系统的硬件组成及软件设计，采用PLC 来控制轿箱提升电机的起、停和正、反转。
这里主要是对电梯曳引机的参数进行设计、计算、（包括电动机、减速器、轴、轴承、联轴器、制动器）以及工艺的编排和相关图形的绘制，另外对PLC 控制系统的设计，主要是PLC 控制电路图、程序流程图以及PLC 编程。
其中对曳引机的设计重点是减速器的选择和箱体零件的设计和加工。
减速器选择的是蜗杆减速器，轴承是调心滚子轴承，联轴器选择的是弹性柱销联轴器。
PLC 控制程序设计是考虑到电梯的上升和下降逻辑，以及楼层显示，运作时的加速和减速。
现在电梯都采用传统的继电器群的控制方法，由于所用的继电器较多，控制柜体积庞大，控制系统成本高，而且众多继电器的动作会产生较大的噪音，污染环境。
采用PLC 配合接口进行控制，可将传统的继电器控制逻辑变为计算机程序控制逻辑，去掉所有用于逻辑控制的中间继电器，使电梯系统的成本和噪音大大降低，控制柜的体积也可大大缩小。
关键词：PLC ; 曳引机;电动机; 减速器;联轴器;制动器AbstractThis design is take FX2n as the core elevator control system hardware composition and the software design, uses the PLC integrated circuit to control the sedan box to promote the electrical machinery, to stop with, the reverse. Here mainly is carries on the design, the computation to the elevator tractor parameter, (including electric motor, reduction gear, axis, bearing, shaft coupling, brake) as well as the craft arrangement and the correlation graph plan, moreover to the PLC integrated circuit control system design, mainly is the PLC integrated circuit control circuit diagram, the program flow diagram as well as the PLC integrated circuit programming.The most important of this design is changed huge parts of contents. The new version increases plenty of new technical contents and new calculation method.PLC integrated circuit control system design. Besides a few parts are changed according to the Chinse lift situations, this revised version is basically compliantNow the elevator all uses the method of traditional the relay group control, because of many relay have been used, control the cabinet volume huge, the cost of control system is high, most of the multitudinous relay movement have the big noise, the pollution environment. Uses the PLC integrated circuit coordination connection to carry on the control, may become the traditional black-white control logic the computer program control logic, removes all uses in the logical control intermediate relay, causes the cost of the elevator system and the noise reduces greatly, controls the cabinet the volume also to be possible to reduce greatly.Key words：PLC integrated circuit；Tractor;Electricmotor;Reduction gear;Shaft coupling;Brake目录1绪论 (1)1.1电梯的起源 (1)1.2电梯的种类 (1)1.2.1按用途分类 (1)1.2.2按速度分类 (2)123按拖动电动机类型分类 (2)1.2.4按驱动方式分类 (2)1.2.5按控制方式分类 (3)1.3电梯主要组成及结构 (3)1.3.1曳引机构的组成 (4)1.3.2曳引机构的减速器 (5)2有关参数的计算 (7)2.1曳引机的确定 (7)2.1.1选择曳引机 (8)2.1.2曳引机容量的计算 (8)2.1.3曳引力计算 (8)2.2减速器设计 (9)2.2.1 (9)2.2.2 .......................................................................................................................... 1 02. 2. 3 ................................................................................................................................ 1 2 2.3 ................................................................................................................................... 1 62.3. 1 (16)2. 3. 2 ................................................................................................................................. 1 62. 3. 3 ................................................................................................................................. 1 62.3.4轴的强度计算 (16)2.4 (20)2 . 5 ..................................................................................................................................... 2 22.5.1 .......................................................................................................................... 2 22.5.2 (22)2.5.3主要尺寸计算 (23)2.6制动器的设计与计算 (23)2.7工艺 (24)2.7.1零件的分析 (24)2.7.2工艺规程设计 (26)........................................................................................................................................... 2 9 ........................................................................................................................................... 2 93 ........................................................................................................... 29 3.1.2 PLC 的特点 (30)3.1.3PLC与继电器控制系统的比较 (32)3.1.4 PLC的基本结构 (33)3.1.5 PLC的工作原理 (35)3.2 PLC控制系统的设计分析 (37)3.2.1 PLC控制系统的设计基本原则 (37)3.2.2PLC控制系统的设计的主要内容 (38)3.2.3. ..................................................................................................................................... P LC控制系统程序设计的步骤 . (39)........................................................................................................................................... 4 04 0 ..............................................................................................................................................4 1 ........................................................................................................................................ 4 2• •• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• ••• •••43 .................................................................................................................................. 444 结论.. (46)5参考文献 (47)6翻译 (48)6.1外文资料 (48)6.2译文 (54)7致谢 (59)1 绪论1.1 电梯起源电梯是现代多层及高层建筑物中不可缺少的垂直运输设备。
曳引电梯结构的冲击和稳定性分析及优化设计
曳引电梯结构的冲击和稳定性分析及优化设计房地产市场的蓬勃发展带动我国电梯市场的快速发展。
在电梯系统中,承载结构(如轿厢架)主要由钢材制造而成。
传统的电梯钢结构设计大都以结构力学等理论为基础进行结构框架的设计,再进行实验来验证设计的可行性。
随着市场的不断发展,原有的设计研发流程已经逐渐显示出一些弊端,如没有考虑蹲底事故对于轿厢架结构产生的影响;对结构的优化仍主要以工件的厚度为参数进行尺寸优化等。
为考虑动力学工况对电梯钢结构产生的影响和进行更深层次的优化设计,结合当下主流的商用有限元分析软件和优化设计软件对电梯的承载结构进行分析就显得很有必要。
本论文的主要工作及所得结论如下:(1)建立液压缓冲器蹲底工况的数学模型,结合MATLAB求解得出缓冲力-速度关系曲线。
利用ABAQUS中的连接器单元,建立简化的缓冲器有限元模型。
通过简化的缓冲器-轿厢架碰撞模型得到轿厢架在缓冲过程中的加速度-时间曲线,并与实验所得数据进行比对。
结果表明两组数据基本吻合,说明建立的数学模型与缓冲器的简化方法是正确的。
最后将所得的加速度-时间曲线以加载曲线的方式应用到轿厢架有限元模型中,完成蹲底动力学工况的分析。
分析结果表明,防撞梁和轿厢架上底板与防震橡胶接触的位置发生了塑性应变。
防撞梁发生塑性应变说明其在碰撞中吸收能量,起到保护作用。
而另一应力较大的位置则需要进行加劲肋的布置。
(2)对主机架结构的搁机梁进行Buckling分析与Riks分析。
分析结果表明搁机梁的失稳荷载为48 k N,远大于额定工况下所受载荷,结构不会发生失稳。
(3)结合ABAQUS对轿厢架和主机架进行静力学分析。
结果表明,轿厢架上底板与防震橡胶接触的位置应力值较大。
主机架结构的中间层槽钢与防震橡胶接触的位置发生应力集中现象,需要对发生应力集中的区域进行加劲肋的布置。
(4)基于静力学与动力学的分析结果,对轿厢架结构进行尺寸优化设计及对主机架结构进行拓扑优化设计。
电梯曳引机机座结构的优化设计探讨
电梯曳引机机座结构的优化设计探讨摘要：电梯曳引机机座是保证曳引机平稳运行的重要部件，要确保机座结构设计的合理性与可行性，就需要设计工作者利用特殊的建模软件，构建机座的立体模型，并在此基础上，获得相关的曳引应力。
基于此，文章基于电梯曳引机的主要结构与工作原理，分析了曳引机机座的安装控制要点，探讨了曳引机机座结构的优化设计方案，希望能够提高机座设计的质量，满足曳引机运行的稳定性要求。
关键词：曳引机；机座结构；优化设计前言:曳引机是电梯的动力系统，为电梯的运行提供源源不断的动力，曳引机性能的高低直接决定着电梯的启动、制动、速度控制等方面的功能。
永磁同步无齿轮曳引机是近年来发展比较迅速的新型曳引机，其脱离齿轮减速箱，能够直接通过电动机带动电梯轿厢的运行，进一步提升了曳引机的运行效率。
而机座是该曳引机的重要部件，其结构的可靠性直接影响着曳引机的运行，所以要对机座结构的优化设计给予高度关注。
1电梯曳引机机座结构与工作原理以永磁同步无齿轮曳引机为例，曳引机又叫电梯主机，主要包含：电动机（转子、定子）、制动器、曳引轮、机座、编码器等部件（如图一所示）。
曳引机利用曳引绳与动力曳引轮之间产生的摩擦力带动电梯轿厢的运行，在实际运行中，利用精准性极高的数据采集系统与高性能的传感器有效控制信息检测、数据收集、系统反馈与电流变频等操作。
牵引系统在实际运行中具有一定的线性结构，同直流电流动力装置类似，可以有效调整电动机的转子速度[1]。
图一电梯曳引机结构2电梯曳引机机座的安装控制在电梯安装施工中，若电梯内部起到承重作用的横梁处在机房楼板下侧时，通常要修建超过电梯主机机座3厘米、厚度在25到30厘米的钢筋砼结构底座，该底座结构要提前填埋固定的电梯主机设备螺栓零件。
位于砼材料底座的下侧，应该将具有减震功能的橡胶垫安装在承重横梁区域，然后把电梯主机固定在砼结构的底座上。
因此，电梯在运行中，若起到承重作用的横梁位于机房楼板结构的上侧时，就能够把电梯主机底座的钢材料与承重混凝土梁有效连接，不仅如此，若该区域有必要进行减震，就要将减震装置安装其中。
电梯曳引机及传动系统设计
电梯曳引机及传动系统设计
电梯曳引机及传动系统是电梯运行的核心部件。
设计曳引机及传动系统时需要考虑以下因素：
1. 扭矩计算：电梯曳引机的扭矩要满足电梯的设计载荷以及运行速度等要求。
因此在设计曳引机时需要根据电梯的承重能力、行程和速度来进行扭矩计算。
2. 传动比计算：根据曳引机的扭矩，结合电机的转速和功率计算传动比，选取合适的减速器和传动轮来保证电梯的平稳运行。
3. 传动方式：包括带式传动、链传动、齿轮传动等多种方式。
根据实际情况选取合适的传动方式来确保电梯的运行平稳。
4. 轴承选型：选择合适的轴承来确保曳引机和传动系统的正常运行，同时要考虑轴承的寿命和维护成本。
5. 材料选择：根据曳引机和传动系统的工作环境和负载情况，选取合适的材料来确保系统的安全、稳定和寿命。
整个电梯曳引机和传动系统的设计需要充分考虑上述因素，确保电梯的运行平稳、安全可靠，并且在维护和维修方面也要具有一定的便利性。
新型电梯曳引机驱动与控制系统设计与实现探讨
新型电梯曳引机驱动与控制系统设计与实现探讨【摘要】电梯是一种特殊的设备，电梯的可靠性与安全性对核心部件曳引机及其控制的要求很高，永磁同步曳引机因为具有优良的控制性能、较高效率以及体积紧凑等特点，因为这些优点的存在，永磁同步曳引机在电梯领域中得到了广泛的推广和应用。
本文通过对电梯系统的整体结构进行了阐述，对永磁同步曳引机进行了深入的分析，在文章的最后，对控制系统电路进行了一定的研究，希望可以供相关的研究做一些参考。
【关键词】电梯；永磁同步曳引机；控制系统；驱动我国的电梯事业与世界上的发达国家相比始终不具有优势，普遍具有起步晚、起点低的特点。
随着我国经济的飞速发展，社会对电梯的需求量也逐渐增长起来，但是我国电梯的技术水平非常低，产量也非常少，所以，在我国目前只有通过大量的进口来满足国内对电梯的需求。
为了使这样的局面得到相应的改变，我国通过各种措施使电梯的相关产业得到相应的发展。
对于永磁同步曳引机的制造，国内出现了很多相关的制造企业。
下面让我么一同走进新型电梯曳引机驱动与控制系统设计与实现的探讨中。
一、电梯系统的整体结构电梯的使用在现阶段已经深入到了生活的方方面面，比方说，我们在高层建筑中安装电梯，在建筑工地和医院都安装了电梯，电梯已经深入到了我们的生活中。
电梯具有多种不同的类型，不同类型的电梯的设计也不相同，载人电梯和货运电梯在安全保护系统的设置上存在较大的区别。
就一般高层建筑中的载人电梯来说，主要的功能如图1所示。
图1向我们展示了一般电梯系统中的功能模块，如图2一般来说电梯的系统是非常复杂的，电梯厂商一般都会相应的建立自己的试验塔对设计完、没有投入使用的电梯进行整体上的测试。
二、对永磁同步曳引机进行分析曳引机是电梯中的一个系统，由制动器和电动机两个主要部分组成，另外其中还包括曳引轮和联轴器等部件。
电梯的关键部件就是曳引机电机，它是电梯的动力源泉。
现阶段市场上的曳引机电机种类非常复杂，有很多不同型号和类型的曳引机电机，永磁同步曳引机是新型的无轴承电动机。
现代化曳引电梯机械结构设计分析
现代化曳引电梯机械结构设计分析发布时间：2023-01-16T07:38:33.992Z 来源：《科学与技术》2022年第16期8月作者：滕启超[导读] 为探究现代化曳引电梯的机械结构组成，本文以曳引电梯为主要研究方向，依据曳引式电梯的基本工作原理，探究电梯的材料选择等设计，以期为现代化电梯设计与建设提供借鉴。
滕启超青岛市知识产权保护中心山东省青岛市 266000摘要：为探究现代化曳引电梯的机械结构组成，本文以曳引电梯为主要研究方向，依据曳引式电梯的基本工作原理，探究电梯的材料选择等设计，以期为现代化电梯设计与建设提供借鉴。
关键词：现代化电梯；曳引电梯；机械结构；电梯设计引言：曳引系统决定着电梯是否能够正常运转，是电梯的重要组成部分；曳引能力则是决定曳引系统，能否正常发挥功效的关键所在，占据着举足轻重的位置。
随着智能化数字信息时代的到来，因曳引系统投入资金较低、高效率、高质量等优点，被广泛用于现代化制造设计。
1基本工作原理与旧式电梯模块相仿，曳引机内部的钢丝系紧轿厢、定对重使其悬挂在电梯内部，曳引钢丝受重力的影响，反复摩擦曳引轮形成反作用的力，当电梯受感应控制转动曳引系统时，轿厢与定对重受曳引轮与曳引钢丝相互摩擦形成的力而与电梯做相对运动，促使轿厢依照感应而进行平移。
与旧式电梯平衡配重类似，称重装置全天候管控轿厢内部的负载量，控制器依据轿厢内部的感应系统实时感应厢内的总承重量，并对比同厢内的平衡重量，进而决定电梯的运转速度，以达到曳引机在各种力、负载量的作用下渐趋为零的目的，促使曳引机能够利用最小的功率带动电梯运行。
2钢丝绳结构设计2.1依据安放位置可依据安置曳引机的位置将其划分为上、下两种装置，以便轿厢与电梯的正常运行。
上置式装置能够对电梯以及轿厢给予较小的负载量，并对电梯井内部的体积要求较低，是非常普遍的装置曳引电梯的方式。
此时，电梯内部的总重量＝曳引机＋内部显示屏＋内部控制装置＋轿厢重量（以及内部人、物的总重量）＋对重重量[1]。
电梯曳引机机座结构的优化设计
㊀第３０卷㊀第５期２０１８年１０月浙江水利水电学院学报Ｊ.ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｏｆＷａｔ.Ｒｅｓ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗ.Ｖｏｌ.３０㊀Ｎｏ.５Ｏｃｔ.２０１８㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９５￣７０９２.２０１８.０５.０１４电梯曳引机机座结构的优化设计曹鹏瑶ꎬ施高萍(浙江水利水电学院机械与汽车工程学院ꎬ浙江杭州㊀３１００１８)摘㊀要:曳引机机座是永磁同步无齿轮曳引机的关键部件.运用建模软件完成曳引机机座的三维模型ꎬ并对曳引力进行计算校核.将曳引力施加于机座ꎬ通过仿真计算发现曳引机机座的筋部位出现应力集中现象ꎬ其最大应力超出材料许用应力ꎬ不满足强度条件ꎬ因此需对曳引机机座进行结构优化.通过多种优化方案的分析㊁比选ꎬ确定出曳引机机座的最优方案.关键词:曳引机机座ꎻ有限元分析ꎻ结构优化ꎻ应力中图分类号:ＴＨ１２２㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－５３６Ｘ(２０１８)０５￣００６８￣０５ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎｏｆＥｌｅｖａｔｏｒＴｒａｃｔｉｏｎＭａｃｈｉｎｅＦｒａｍｅＣＡＯＰｅｎｇ￣ｙａｏꎬＳＨＩＧａｏ￣ｐｉｎｇ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒꎬＨａｎｇｚｈｏｕ３１００１８ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｔｒａｃｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｆｒａｍｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｇｅａｒｌｅｓｓｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｔｒａｃｔｉｏｎｍａ￣ｃｈｉｎｅ.Ｉｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｒａｃｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅꎬａｎｄｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｈｅｓａｆｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｌｅｖａ￣ｔｏｒ.Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｌｉｆｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍꎬｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇａｂｉｌｉｔｙｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｖｅｒｉｆｉｅｄ.Ｔｈｅｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｔｒａｃｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｆｒａｍｅｉｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅ３Ｄｍｏｄｅｌｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅꎬｔｈｅｔｒａｃｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｆｒａｍｅｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄ.Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｌｏｃａｌｈｉｇｈｓｔｒｅｓｓｐｏｓｉｔｉｏｎｓｈａｖｅｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎａｏｆｓｔｒｅｓｓｆｏｃｕｓꎬｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｓｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｅｘｃｅｅｄｉｎｇｔｈｅａｌｌｏｗａｂｌｅｓｔｒｅｓｓ.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬａｉｍｉｎｇｔｏｒｅｄｕｃｅｓｔｒｅｓｓｆｏｃｕｓꎬｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ.Ｂｙｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｓꎬｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｌａｎｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｍｏｔｏｒｆｒａｍｅｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄꎬｗｈｉｃｈｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇａｎｄｄｅｓｉｇｎｉｎｇｔｈｅｍｏｔｏｒｆｒａｍｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｔｒａｃｔｉｏｎｍａｃｈｉｎｅｆｒａｍｅꎻｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓꎻｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎꎻｓｔｒｅｓｓ收稿日期:２０１８￣０６￣２５作者简介:曹鹏瑶(１９９５－)ꎬ女ꎬ河北省邢台市人ꎬ主要从事机械设计制造及自动化研究.０㊀引㊀言电梯是一种由电气控制系统㊁电力拖动系统㊁曳引系统㊁门系统㊁轿厢系统等八大系统组成的垂直升降工具[１]ꎬ用于多层建筑乘人或载运货物.电梯曳引机为电梯提供运行所需的动力ꎬ是曳引系统的组成部分ꎬ它的性能直接影响电梯的起动㊁制动㊁加减速度等指标[２－３].电梯曳引机的发展大致经过了直流电机㊁交流感应电机和永磁同步曳引机三个阶段[４].永磁同步无齿轮曳引机直接使用电动机带动轿厢运行ꎬ取消了齿轮减速箱ꎬ使得曳引机效率更高ꎬ电梯运行性能更佳ꎬ已成为电梯的标准配置[５－６].永磁同步无齿轮曳引机由电动机㊁制动器㊁曳引轮及机座等零件组成(见图１).机座承载着电梯重量ꎬ是电机基体.机座是曳引机的关键部件ꎬ其结构可靠性影响着曳引机的可靠性ꎬ决定着电梯运行的可靠性.因此ꎬ机座的结构设计必须满足与承载能力相应的强度和刚度要求.① 曳引轮ꎻ② 曳引机机座ꎻ③ 电机转子ꎻ④ 电机定子ꎻ⑤ 编码器ꎻ⑥ 制动系统图１㊀永磁同步无齿轮曳引机的组成１㊀曳引机的工作原理１.１㊀永磁同步无齿轮曳引机的工作原理永磁同步无齿轮曳引机靠曳引绳和曳引轮之间的摩擦力来驱动轿厢运行ꎬ其原理是通过高精度速度传感器的检测㊁反馈和快速电流跟踪变频装置的控制ꎬ以同步转速进行转动ꎬ有与直流电动机相同的线性㊁恒定转矩ꎬ可调节速度的电动机平稳地直接驱动曳引轮ꎬ具有结构紧凑㊁高效㊁节能㊁低噪音等优点[７].１.２㊀曳引机曳引力计算１.２.１㊀计算选用参数案例所选电梯额定载客人数为１３人ꎬ速度为１.６ｍ/ｓꎬ最大提升高度为８０ｍꎬ采用单通轿厢.根据文献[８]ꎬ曳引机计算参数(见表１).表１㊀曳引机计算原始参数参数名称参数代号单位数值空轿厢及其支承的部件的质量Ｐｋｇ１１００.０额定载重量Ｑｋｇ１０００.０电梯的运行速度Ｖｍ/ｓ１.６０紧急制停最小减速度ａｍ/ｓ２０.５０平衡系数ψ/０.４５０电梯的行程高度Ｈｍ８０.０钢丝绳在绳轮上的包角αʎ１６０.０钢丝绳的倍率(曳引比)ｒ/２钢丝绳的数量ｎｓ/６钢丝绳单位长度重量ｑｍｓｒｋｇ０.３４７补偿绳的数量ｎｃ/２补偿绳/链单位长度重量ｑｍｃｒｋｇ１.４９补偿绳/链涨紧装置重量Ｍｃｏｍｐｋｇ０.０随行电缆数量ｎｔ/１随行电缆单位长度重量ｑｍｔｒａｖｋｇ１.２５０系统静载荷Ｍ计算方法如式(１):Ｍ＝２Ｐ＋Ｑ＋Ｑˑψ＋ｎｓˑＨˑｑｍｓｒˑ２＋ｎｃˑｑｍｃｒˑＨ＋Ｍｃｏｍｐ＋ｎｔˑｑｍｔｒａｖˑＨ/２２(１)㊀㊀计算得系统静载荷Ｍ＝２１３５.７６ｋｇꎬ考虑到电梯曳引机在实际工作过程中所承受的偏载㊁冲击载荷等附加载荷ꎬ载荷系数取１.３ꎬ并综合考虑其它因素ꎬ确定曳引力为３０ｋＮ.１.２.２㊀曳引力校核分别考虑轿厢装载㊁紧急制停和滞留三种工况条件下ꎬ计算出曳引轮两侧曳引绳中的拉力Ｔ１和Ｔ２ꎬ当量摩擦系数ｆꎬ对曳引力进行校核[８]ꎬ校核结果(见表２).表２㊀曳引力校核工况轿厢载荷最不利情况Ｔ１/ｋＮＴ２/ｋＮ当量摩擦系数ｆ校核条件校核结果装载紧急制动滞留１２５％额定载荷额定载荷空载空载轿厢在底层轿厢在顶层轿厢在底层轿厢在顶层轿厢在顶层ꎬ对重压缓冲器１３.１５１２.９３１２.６１６.４６６.８０８.７６９.２３８.３２９.７８１.６３０.１９８０.１５００.３９６Ｔ１/Ｔ２ɤｅｆ１αＴ１/Ｔ２ɤｅｆ２αＴ１/Ｔ２ɤｅｆ２αＴ１/Ｔ２ɤｅｆ２α符合符合符合符合２㊀曳引机机座的仿真计算分析２.１㊀三维建模利用三维建模软件ꎬ通过拉伸㊁旋转㊁切除㊁镜像㊁筋㊁阵列等操作ꎬ完成曳引机机座的三维模型.㊀１.２节中计算出的３０ｋＮ曳引力作用在曳引轮上ꎬ通过主轴㊁轴承传递到曳引机机座ꎬ通过力学平衡方程ꎬ得到作用于机座处的受力大小分别为４０.９１ｋＮ㊁１０.９１ｋＮ.９６㊀第５期曹鹏瑶ꎬ等:电梯曳引机机座结构的优化设计２.２㊀仿真计算分析曳引机机座材料为球墨铸铁ＱＴ４５０１０ꎬ其力学性能参数(见表２).在仿真软件中添加材料性能参数㊁网格划分和载荷施加ꎬ得到曳引机机座的变形图和应力图(见图２ ３).表２㊀材料力学性能材料弹性模量Ｅ/ＧＰａ密度ρ/(ｋｇ/ｍ３)泊松比μ屈服强度σｓ/ＭＰａＱＴ４５０－１０１６０７.０６１０３０.２５７３１０㊀㊀图２㊀曳引机机座的变形图㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图３㊀曳引机机座的应力图㊀㊀由图２知ꎬ曳引机机座最大变形为０.３８ｍｍꎬ在允许变形１ｍｍ范围内ꎬ满足刚度条件.曳引机机座为ＱＴ４５０１０ꎬ其许用应力为:[σ]＝σｓｓ＝８８.６０ＭＰａ式中:σｓ 屈服强度ꎬＭＰａꎻｓ 安全系数ꎬ取３.５.由图３知ꎬ曳引机机座最大应力σ为１２８.１７ＭＰａꎬ超出材料的许用应力ꎬ因此曳引机机座不满足强度条件ꎬ需对机座进行结构优化.３㊀曳引机机座的优化３.１㊀优化设计方案由图２分析知ꎬ曳引机机座最大应力在两侧筋处ꎬ筋处的应力分布(见图４).图４㊀机座筋处的应力图㊀㊀分析图４知ꎬ由于筋上㊁下表面与外表面不共面ꎬ且有一定距离ꎬ所以在筋处出现应力集中ꎬ应力值达到最大ꎬ最大值为１２８.１７ＭＰａ.原设计方案下ꎬ筋厚度为２０ｍｍꎬ位于机座支撑板前侧.因此ꎬ优化方案拟从加厚筋的厚度㊁筋与外表面共面和移动筋的位置等方面着手进行优化.３.２㊀优化方案比较分析３.２.１㊀筋加厚方案原设计方案中筋厚度为２０ｍｍꎬ拟考虑将筋加厚ꎬ使筋厚度分别为２５ｍｍ㊁３０ｍｍ㊁４０ｍｍ和５０ｍｍ.通过仿真计算ꎬ计算得到该４种方案下曳引机机座的应力(见图５)ꎬ其最大应力值和最大变形(见表３).０７浙江水利水电学院学报第３０卷图５㊀筋加厚方案下筋处的应力图表３㊀筋加厚方案筋厚度/ｍｍ最大应力/ＭＰａ最大变形/ｍｍ强度条件刚度条件２５１２０.４２０.４０４８２不符合符合３０１１８.９８０.３９６０８不符合符合４０１１６.０１０.３８１５４不符合符合５０１１５.４１０.３１３３７不符合符合由表３可知ꎬ采用筋加厚方案ꎬ可以减小曳引机机座的最大应力值ꎬ但是其最大应力值仍超过材料的许用应力.且随着筋的厚度增加ꎬ最大应力值下降并不明显ꎬ因此筋加厚方案不予采用.３.２.２㊀筋与外表面共面方案由图４知ꎬ曳引机机座应力最大位于筋的上表面ꎬ该表面存在应力集中.因此ꎬ拟考虑将筋与外表面共面作为优化思路ꎬ通过仿真计算得到该方案下曳引机机座的应力(见图６).图６㊀筋与外表面共面筋时的应力图(筋厚２０ｍｍ)㊀㊀由图６知ꎬ筋与外表面共面下ꎬ此时曳引机机座的最大应力值为１０４.８７ＭＰａꎬ与原设计方案相比ꎬ最大应力值已减小ꎬ但仍超过材料的许用应力.因此ꎬ在筋与外表面共面的基础上ꎬ将筋厚度分别设计为３０ｍｍ和４０ｍｍꎬ得到最大应力和最大变形(见表４).１７㊀第５期曹鹏瑶ꎬ等:电梯曳引机机座结构的优化设计表４㊀筋与外表面共面方案方案最大应力/ＭＰａ最大变形/ｍｍ强度条件刚度条件共面且筋厚２０ｍｍ１０４.８７０.４０６２９不符合符合共面且筋厚３０ｍｍ８３.４００.３１５０７符合符合共面且筋厚４０ｍｍ１０１.２００.３７３４４不符合符合由表４知ꎬ当筋与外表面且筋厚度为３０ｍｍ时ꎬ最大应力值为８３.４ＭＰａꎬ满足其强度条件.３.２.３㊀筋位于支撑板中间方案由图４知ꎬ原设计方案中筋位于支撑板前侧ꎬ前侧支承板的应力值大于筋后侧支承板的应力值.因此ꎬ重新设计筋位置ꎬ使筋位于支撑板中间.此外ꎬ结合３.２.２优化方案ꎬ在此方案基础上ꎬ考虑增加方案ꎬ使筋与外表面共面.仿真计算上述两种方案ꎬ得到最大应力值和最大变形(见表５).表５㊀筋位于支撑板中间方案(筋厚２０ｍｍ)方案最大应力/ＭＰａ最大变形/ｍｍ强度条件刚度条件筋位于支撑板中间８７.６００.４４９１符合符合筋位于支撑板中间ꎬ外表面共面８４.３３０.４１９９符合符合３.３㊀最优方案综合上述所有方案ꎬ满足强度和刚度条件的方案(见表６).表６㊀符合条件的方案方案最大应力/ＭＰａ最大变形/ｍｍ强度条件刚度条件筋与机座外表面共面且筋厚３０ｍｍ８３.４００.３１５０７符合符合筋位于支撑板中间筋厚２０ｍｍ８７.６００.４４９１符合符合筋位于支撑板中间ꎬ与外表面共面ꎬ筋厚２０ｍｍ８４.３３０.４１９９符合符合对比上述符合条件的方案ꎬ从节约材料㊁减小应力集中等方面综合考虑ꎬ最终选择第三种方案ꎬ即筋位于支撑板中间ꎬ与外表面共面且筋厚２０ｍｍꎬ其优化方案的曳引机机座三维模型(见图７).图７㊀曳引机机座优化方案４㊀总㊀结曳引机机座的设计直接影响曳引机的工作性能.在额定工况下ꎬ曳引机机座的最大应力出现在筋处.由于该处筋设计时ꎬ筋位于机座支撑板前侧ꎬ且上㊁下表面均与外表面有一定距离ꎬ导致出现应力集中ꎬ不满足强度条件.因此ꎬ对筋处结构进行优化ꎬ通过对优化方案进行仿真分析ꎬ发现将筋上㊁下表面与外表面共面且移至机座中间是最优方案ꎬ且满足刚度㊁强度条件.参考文献:[１]㊀聂英选ꎬ段忠清.物业设施设备管理[Ｍ].武汉:武汉理工大学出版社ꎬ２０１０.[２]㊀«电梯安装维修工快速入门»编委会.电梯安装维修工快速入门[Ｍ].北京:北京理工大学出版社ꎬ２０１１.[３]㊀周㊀卫.永磁同步无齿轮曳引机测试系统的设计[Ｄ].南京:东南大学ꎬ２０１４.[４]㊀郑飞航ꎬ王志刚.曳引电梯机械结构设计[Ｊ].建筑工程技术与设计杂志社ꎬ２０１７ꎬ８(３):１.[５]㊀陈晓燕.电梯控制与拖动技术及其发展趋势[Ｊ].机械研究与应用ꎬ２０１１(４):１２－１５.[６]㊀段晨东ꎬ张彦宁.电梯控制技术[Ｍ].北京:清华大学出版社ꎬ２０１４.[７]㊀刘㊀勇ꎬ于㊀磊.电梯技术[Ｍ].北京:北京理工大学出版社ꎬ２０１６.[８]㊀中国标准化委员会.ＧＢ７５８８ ２００３(２０１５)电梯制造与安装安全规范[Ｓ].北京:中国标准出版社ꎬ２０１６.２７浙江水利水电学院学报第３０卷。
影响电梯曳引能力的主要参数及其优化
过把 制 动 过 程 与 驱 动 过 程 同等 看 待 ， 以得 到 保 证 曳 引 传动 不失 效 的 条件 。曳 引 式 电梯 的 主传 动 路 线 是 ： 电动 机 把 旋转 运 动 间接或 直接 地 传递 到 曳引 轮轴 ，通 过 曳引 轮和 曳 引绳 之 间 的摩 擦 力实 现轿 厢运 动 和静 止 。 电梯 曳 引力 的计算 ，其 实质 上 是对 曳 引轮 的两 侧之 间 的张 力所 产生 的比例 进行 的计 算 分析 ，是 一个 相 当复 杂 的不 定性
管理 。
单位产 ／ 位耗 水■ 产
０ ９吨， 万元
表 ２ 方案 实施综合 效果
工作 效率提高及人工时间节省的费用
７
４ ．通 过 控制 冷 却 水 的温 度和 流 量 ，更 好 的控 制 注
塑件 的冷 却 过程 ，从而 保证 注 塑件 的产 品质 量 。
元／ 年
６０ ０ ０元 ， 年
了更 好 地 改 善 传 动 设 计 的 经 济 性 ，本 文 在 对 影 响 曳 引 能 力 的主 要 参数 进 行 分 析 的基 础 上 ，提 出轿 厢 质 量 系 数 的概 念 ， 以得 到 最 佳 平 衡 系 数 的数 学 表 达 式 ； 并通
放 到 下 水 道 中 ，节 省 了用 水 。 也 不 需 要 进 行 额 外 的 操 作 ，保证 了生 产 的流 畅 。 ２ ．使 注 塑 机 和 模 具 能够 正常 的冷 却 ，减 少质 量 隐 患 。 因 为 机 台冷 却 改 善 ，机 台很 少 因 系 统 冷 却 不 佳 而 出现 问题 ，产 品质 量 也较 以前有 了较 大 的改善 。
５ 良好 的冷 却 保 证 了机 台 正常 的工 作温 度 ，避 免 ． 了 因系统 温 度过 高造 成 的设 备损 坏 。ｏ
曳引电梯机械系统的动态分析及参数优化 杨凯杰
曳引电梯机械系统的动态分析及参数优化杨凯杰摘要：由于近年来我国经济的发展，人们对电梯的使用次数不断增多，也越来越重视电梯的安全。
特别是电梯的动态特性，对电梯整体运行效果有着很大的影响，因此，本文就电梯机械系统的动态特性进行了分析和研究。
通过剖析电梯机械系统，为电梯动态性能的优化设计提供了依据。
文章对曳引电梯机械系统的动态分析及参数优化进行了研究分析，以供参考。
关键词：电梯；模态分析；动态响应；灵敏度分析；优化设计前言电梯的组成十分复杂，经过多年的发展，我们对电梯机械系统进行了分析，将其详细分为了5个部分，分别为轿厢和对重装置、导向系统、层轿门和开关门系统、机械安全保护系统以及驱动系统。
正是由这5部分组成了电梯机械系统。
在实际研究时，需要对这5部分进行研究和设计，并分别对其进行质量控制。
轿厢和对重装置中的轿厢是人们乘坐的空间，对重可保证轿厢的平衡，提高人们在轿厢内的舒适性和稳定性；导向系统主要是确保电梯在轨道上的稳定行走；层轿门和开关门系统利用机电控制电梯门；机械安全系统可保证电梯内部人的安全；驱动系统可为电梯提供动力，保证电梯的正常运转。
1 电梯机械系统的工作原理1.1 曳引机的升降原理曳引机在电梯工作时，需要对轿厢拉拽，从而确保整个轿厢的上下移动。
在实际工作时，对整个曳引机的要求较高，我们需要对多个方面进行质量控制。
曳引机包括钢丝绳滑轮等部分，整个机械对钢丝绳的要求较高，我们需要对钢丝绳的松紧度和滑轮的光滑程度等提出较高的要求。
如果质量不合格，则会严重影响整个电梯的运行质量。
1.2 曳引能力的设计曳引能力是对电梯托运能力的体现，曳引能力越强，每次运输的人数就越多。
对于高层建筑，人流密度较大，需要设计运输人数较多的电梯，进而对电梯的曳引能力提出了较高的要求，确保电梯的正常施工和设计目标的实现。
1.3 电梯门系统电梯门系统可起到人员保护的作用。
在实际应用时，需要对门相关的部分进行研究，确保其整体质量。
现代化曳引电梯机械结构设计分析
现代化曳引电梯机械结构设计分析摘要：现今，随着电梯行业的不断发展，各类新型的电梯结构也开始应运而生。
这其中，尤以曳引电梯的应用范围最为宽泛，其设计水平和硬件质量能够直接影响到电梯的工作性能和使用寿命。
因此，要想确保现代化曳引电梯得到更好的推广及应用，就要对其机械结构的合理设计给予相应的重视。
本文也会针对曳引电梯的特点及工作原理，对其机械结构设计要点进行着重分析，以便有关人士参考。
关键词：曳引电梯；工作原理；机械结构；设计要点；研究分析引言曳引电梯是当前高层建筑中，最为常见的电梯形式，为了使其整体运行速率和运行质量达到最大化，相关设计人员就要根据曳引电梯的工作原理，对其机械结构设计进行全面的优化，以便进一步提升曳引电梯的运行性能，进而为人们日常生产生活，提供更为便捷、可靠的电梯服务。
1.曳引电梯工作原理分析曳引式电梯主要是由曳引系统、门系统、轿厢系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统、重量平衡系统以及导向系统所组成。
其中曳引系统是其最为核心的部件之一，从其工作原理来看，曳引电机通过对联轴器、减速器与曳引轮的牵制或电机直接连接到曳引轮，需要将动力传递到曳引钢丝绳上，但由于钢丝绳一端与配重装置和轿厢相连接，所以要想顺利将曳引动力传递到钢丝绳上，就需要在轿厢和配重装置的重力作用下，通过曳引钢丝绳与曳引轮之间的紧密接触所产生的摩擦力，才能得以实现。
在这一过程中，曳引轮的运转是随着电机的转动而行，其原理为通过钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力，实现轿厢与配重的相对运动。
具体而言，轿厢在上升过程中，配重会逐步下降；反之，配重上升，轿厢就会逐步下降。
为了使轿厢和配重能够分别沿井道的导轨正常运转，就要在曳引机上安装相应的导轮，同时，还要保证电梯曳引条件满足公式，即（轿厢装载和紧急制动工况），（轿厢滞留工况），不同工况都要满足。
在该公式中，T1为轿厢侧曳引绳拉力，T2为对重（配重）侧曳引绳拉力，f为当量摩擦系数（考虑到曳引轮绳槽切口形状以及热处理状态所折算的摩擦系数），a为曳引绳在曳引轮上的包角。
电梯曳引机主轴系统的设计分析与优化
电梯曳引机主轴系统的设计分析与优化发表时间：2017-11-10T14:25:04.133Z 来源：《防护工程》2017年第13期作者：梁志雄[导读] 本文以某型号的电梯曳引机主轴系统为例，对其主轴系统的设计进行分析，并提供相应的优化方案。
广东高菱电梯有限公司摘要：电梯曳引机做为整个电梯的动力设备，其性能直接影响着电梯的安全等级和电梯的舒适度，甚至直接影响着搭乘电梯的乘客的生命安全。
而电梯曳引机的主轴系统又是曳引机的核心组成部分之一，直接决定者电梯曳引机承载的优劣程度。
本文以某型号的电梯曳引机主轴系统为例，对其主轴系统的设计进行分析，并提供相应的优化方案，期望能在节约成本的同时优化电梯曳引机主轴系统的性能，并且为相关研究提供一定的借鉴。
关键词：电梯曳引机；主轴系统；设计分析；优化Design, analysis and optimization of main shaft system of elevator tractorLiang ZhixiongGuangdong High Lift Elevator Co., Ltd.Abstract: Elevator traction machine as the whole elevator power equipment, Its performance directly affects the elevator safety level and elevator comfort, Even directly affect the lives of passengers taking the elevator. And the main shaft system of elevator tractor is one of the core components of the tractor, Directly determine the quality of the elevator traction machine. In this paper, the elevator spindle system of a certain type of elevator is taken as an example, The design of the spindle system is analyzed, And provide the corresponding optimization scheme, It is expected to optimize the performance of the main shaft system of the elevator tractor while saving the cost, And provide some reference for related research.Keywords: Traction machine; Spindle system; Design analysis；Optimization前言随着经济快速发展，带动城市建设高速推进，电梯的数量正在快速地增加，覆盖面迅速扩大。
电梯曳引机分析解析
传递动力使电梯运行。
它由 电动机 、制动器 、联轴 导向轮一般装在机架或机架下的承重梁上。
盘车手 在电机轴上。
1. 有齿轮曳引机：拖动装置的动力，通过中间 减速器 传递到曳引轮上的曳引 机，其中的减速箱通常采用蜗曳引机轮蜗杆传动（也有用 斜齿轮 传动），这种曳引机用的 电动机有交流的，也有直流的 ，一般用于低速 电梯 上。
曳引比 通常为 35：2。
如果曳引机的电动机动力是通过 减速箱 传到 曳引轮上的，称为有齿 轮曳引机，一般用于 2． 5m/s 以 下的低中速电梯。
2.无齿轮曳引机：拖动 装置的动力，不用中间的减速器而是直接 传递到曳引轮上的曳引机。
以前这种曳引机 大多是 直流电动机为动力， 现在国内已经研发出来有 自主知识产权 的 交流永磁同步无齿轮曳引机。
曳引比通常是 2： 1 和1：1。
载重 320kg ～2000kg ，梯速 0.3m/s ～ 4.00m/s 。
若电动机的动力不通过减速箱而直接传动到 曳引轮上则称为 无齿轮曳引机，一般 用于 2． 5m/s 以上的高速电梯和超 高速电梯。
3. 柔性传动机构曳引机二. 按驱动电动机分类1, 直流曳引机 又可分为直流有齿曳引机 和直流无齿曳引机 .2. 交流曳引机 又可分为交流有齿曳引机、 交流无齿曳引机和永磁曳引机 .其中交 流曳引机还可细分为：蜗杆副曳引 机、圆柱齿轮副曳引 机、行星齿轮副曳引机、其他齿轮副曳引 机。
三. 按用途分类⒈双速客货电梯曳引机 ⒉VVVF 客梯曳引机 ⒊杂货曳引机 ⒋无机房曳引机 ⒌车辆电梯曳引机四. 按速度高低分类⒈低速度曳引机 （ν<1米/ 秒）⒉中速曳引机 （快速曳引 机）（ν=1米/秒～2 米.秒） ⒊高速曳引机 （ν=2米/秒～5 米/秒） ⒋超高速曳引机 （ν>5米 /秒 ）五. 按结构形式分类⒈卧式曳引机 ⒉立式曳引机2 工作原理 编辑曳引式电梯曳引驱动 关系如图 2—2 所示。
电梯的曳引条件影响因素及改善措施
图 ２ 当量摩擦系数受 Ｂ 影响角的 变化引起摩擦 力 ｆ 的变化函数图
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技 术 与 市 场 ２ ０ １ ３ 年第 ２ ｏ 卷第 ６ 期
技 术 研 发
根据半圆切 口槽 当量摩擦 系数 ｆ 计算公式 ：
一
２ ． ２ 增 加 包 角 角度
ｆ＝４ 【 １ 一ｓ ｉ ｎ （ ｌ ｆ ／ ２ ） ］ ／ ｌ ７ ｃ —Ｊ ９ 一ｓ ｉ ｎ ｌ ｆ Ｊ 切 口圆心角 。
２ ． １ 提 高 当量摩擦 系数
需求 ， 同时也保障 了人们的生命安全 。
参考文献 ：
①优化绳 槽 ， 采 用半 圆切 口槽 ； ② 增 加单 位 面 积 的触 点
数， 在绳 槽上加工 滚花 ， 特别 是和 曳引绳 纹路 一致 的纹 路 ， 它
［ １ ］ 中国建 筑科 学研 究院 ． Ｇ Ｂ ７ ５ ８ ８ —２ ０ ０ ３ ， 电梯 制造 与安装安
引轮绳槽 的 口角。 除此之外 ， 由于摩擦力 两物体 接触 时 ， 原子层 面 的一些 凸 点相互接触 ， 距 离小 到原 子间表现 出引力 ， 也就 是说在 单位 面 积内的原子级 “ 触点 ” 越多， 摩擦 系数 就越 大 ， 因此 ， 如果 能够
由图 ４可知 ， 导 向轮 只起 导 向作用 ， 不提 供动 力 。因此 ， 影 响运动过程 的唯一 因素就 在于 曳引轮 ， 如 果曳引 轮不 打滑 且运转正常 ， 则 电梯就 能运行 平稳 、 顺 畅且 安全 。为此 ， 我 国 也制定 了相关 的行 业标 准—— 国标 Ｇ Ｂ ７ ５ ８ ８—２ ０ ０ ３ 《 电梯 制造
如果是新装 电梯 ， 可 以考虑 使用 ２ ： １的传 动方 案甚 至是
３ ： １ 的， 并 且采用复式绕法。 如果是旧电梯 ， 可 以按 照图示 的方式加装 一个压 紧轮 ， 增 加包角。 由于在压紧 轮 的作 用下 ， 曳 引绳在 曳 引轮上 的 比压
高速电梯曳引机主轴组件综合性能检测装置设计与分析
江叶峰ꎬ等高速电梯曳引机主轴组件综合性能检测装置设计与分析
ＤＯＩ:１０.１９３４４ / ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ１６７１－５２７６.２０２２.０４.０５０
高速电梯曳引机主轴组件综合性能检测装置设计与分析
江叶峰１ ꎬ苏万斌１ ꎬ易灿灿２
(１. 嘉兴市特种设备检验检测院ꎬ浙江 嘉兴 ３１４０５０ꎻ ２. 武汉科技大学ꎬ湖北 武汉 ４３００８１)
ｅｌｅｖａｔｏｒ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｊｕｄｇｅｄ. Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ
ｆａｉｌｕｒｅ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｅｌｅｖａｔｏｒ ｓｐｉｎｄｌｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ａｎｄ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｃｅｒｔａｉｎ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ.
承部位的振动信号ꎬ再通过后续处理得到相应的振动参
数ꎬ并以此作为依据来判断主轴及轴承是否发生失效是一
种比较适用的检测方法ꎮ
－
况下 Ｋ≤４ [８] ꎮ
与之相对应的ꎬ根据振动信号判断主轴或轴承是否失
效可以包括:在波峰因子超过规定的波峰因子阈值时ꎬ或
主轴在长时间的高速旋转情况下ꎬ通过传感器采集主
轴及轴承的温度变化信息ꎬ并通过显示仪进行显示ꎬ同时
进行数据采集ꎻ结合温度值的设计上限阈值、振动值的波峰因子临界阈值和峭度临界阈值ꎬ分
析判断高速电梯曳引机主轴或轴承是否失效ꎮ 试验表明:高速电梯主轴组件综合性能检测方
法和失效判据准确ꎬ达到一定的量化应用要求ꎮ
关键词:高速电梯ꎻ主轴组件ꎻ温度ꎻ振动ꎻ检测装置ꎻ方法
电梯曳引机主轴的设计与优化
电梯曳引机主轴的设计与优化发表时间：2018-12-03T10:06:39.560Z 来源：《建筑模拟》2018年第26期作者：肖健欣[导读] 电梯曳引机作为电梯的动力设备，其性能水平的优劣将直接影响到电梯的安全性与乘坐舒适性，从而直接影响到乘客的生命安全。
肖健欣奥的斯电梯曳引机（中国）有限公司天津 300450摘要：以电梯曳引机中的主轴为研究对象，对主轴进行了详细的计算，其主要包括强度计算、刚度计算以及疲劳强度计算。
通过计算得知：主轴危险截面的弯曲应力分别为31.71 M Pa与22.91 M Pa，小于材料的许用弯曲极限，即强度满足要求。
主轴危险截面的挠度分别为0.0374 m m及0.0375 m m，小于电机气隙的0.1倍（0.1 m m），即刚度满足要求。
此外，利用 AN SYS有限元软件对主轴进行优化，使得单根主轴节省约17.38元，从而极大地节省了企业的生产成本。
关键词：电梯曳引机；主轴优化；设计计算；有限元分析电梯曳引机作为电梯的动力设备，其性能水平的优劣将直接影响到电梯的安全性与乘坐舒适性，从而直接影响到乘客的生命安全。
主轴作为电梯曳引机承载的重要零件，主要起到承载和传递动力的作用，其必须能够承受外负荷、轿厢、对重和钢丝绳等零件的重量而不发生损坏或者过度的弹性变形，即主轴需要保证强度和刚度[14]。
此外，主轴必须具有足够的疲劳强度。
因而本文对某型号电梯曳引机中的主轴进行设计计算，并且采用有限元软件对主轴进行优化，从而节省企业的生产成本，提高企业的市场竞争力。
依据客户提供的某型号电梯曳引机设计参数进行计算，其技术参数为：额定载重量为650 kg，轿厢重量为950 kg，提升高度为100 m，钢丝绳直径为6.5 mm，钢丝绳每米重量为0.16 kg/m，钢丝绳的根数为6，平衡系数为0.45，曳引比为2，主轴允许挂重为2200 kg，主轴实际挂重为 1517.25 kg。
一、主轴强度的计算。
解析电梯曳引机设计中的安装与维修措施
解析电梯曳引机设计中的安装与维修措施摘要：电梯成为高层建筑中不可缺少的交通运输工具，而曳引机则是控制整个电梯运行的关键所在。
作为放置曳引机的机架平台。
为曳引机提供一个支撑作用，本文在对电梯曳引力原理做出分析同时对曳引机驱动系统设计进行阐述，并且提出曳引机类型安装选择方案，希望能够对保证电梯安全有所帮助。
关键词：电梯；曳引机设计；承重梁；安装一•概述高层建筑中由于对电梯安装电气设备空间和电梯性能的要求，曳引机需要满足以下几个条件需求：1、满足电梯平稳运行的需求，曳引机能够在电梯运行时，降低传动装置功率消耗，起到平衡电梯厢重量的作用。
2、满足乘坐电梯舒适度的需求，曳引机运行速度不随电梯的载荷变化而变化，具有良好的调速性保证电梯的稳定匀速运行。
3、由于电气设备额定电压的限制，曳引机在启动的时候要具有小电流启动的性能。
4、曳引机的还满足后期维护简单的需求。
二•市场的调研对于曳引机安装的布置方式，有针对性的对市场上的电梯产品进行一定的调研与分析，可以更好的提供设计理念，通过全面的资料收集、细致的现场调查，资料收集和实地考察结合形成验证，为曳引机架的设计方式进行初期的规划。
第一款调研的电梯的曳引机安装方式采用的是两条主机承重梁和一条对重承重梁，这种布置结构简单、灵活，可以适应较多电梯机房情况，相对传统三根主机承重梁的布置方式还节约制造成本，控制柜安装位置选择也多样性。
同样存在了一定的缺点，机架分曳引机安装底座、曳引机架、曳引机架支撑架、主机承重梁共四级，安装步骤复杂，材料成本多，主机机架的布置层级较多，相对制造成本较高，且不利安装以及对机房高度要求高。
在主机防震橡胶上采用圆形的防震橡胶，且下端用导轨压码固定，具有防滑、防翻转的功能。
在线槽方面，编码器线与主机动力线、抱闸检测线等线分开布置，减少信号的干扰，具有一定的加强保护作用。
第二款调研的电梯采用两条主机承重梁和对重绳头板与曳引机架一体的机架结构，相对传统三根主机承重梁的布置方式，这种布置结构简单、灵活，可以适应较多电梯机房，还节约制造成本。
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电梯曳引机主轴系统的设计分析与优化发表时间：2017-11-10T14:25:04.133Z 来源：《防护工程》2017年第13期作者：梁志雄[导读] 本文以某型号的电梯曳引机主轴系统为例，对其主轴系统的设计进行分析，并提供相应的优化方案。
广东高菱电梯有限公司摘要：电梯曳引机做为整个电梯的动力设备，其性能直接影响着电梯的安全等级和电梯的舒适度，甚至直接影响着搭乘电梯的乘客的生命安全。
而电梯曳引机的主轴系统又是曳引机的核心组成部分之一，直接决定者电梯曳引机承载的优劣程度。
本文以某型号的电梯曳引机主轴系统为例，对其主轴系统的设计进行分析，并提供相应的优化方案，期望能在节约成本的同时优化电梯曳引机主轴系统的性能，并且为相关研究提供一定的借鉴。
关键词：电梯曳引机；主轴系统；设计分析；优化Design, analysis and optimization of main shaft system of elevator tractorLiang ZhixiongGuangdong High Lift Elevator Co., Ltd.Abstract: Elevator traction machine as the whole elevator power equipment, Its performance directly affects the elevator safety level and elevator comfort, Even directly affect the lives of passengers taking the elevator. And the main shaft system of elevator tractor is one of the core components of the tractor, Directly determine the quality of the elevator traction machine. In this paper, the elevator spindle system of a certain type of elevator is taken as an example, The design of the spindle system is analyzed, And provide the corresponding optimization scheme, It is expected to optimize the performance of the main shaft system of the elevator tractor while saving the cost, And provide some reference for related research.Keywords: Traction machine; Spindle system; Design analysis；Optimization前言随着经济快速发展，带动城市建设高速推进，电梯的数量正在快速地增加，覆盖面迅速扩大。
目前，电梯已经成为人们日常生产生活中必不可少的交通工具。
然而随着电梯保有量的持续快速增长，电梯发生事故的频率也越来越高，电梯关人、故障停梯、运行不正常等事例不断增多，甚至损害到乘客生命安全的恶性事故也时有发生，电梯的安全与质量越来越受到人们的关注。
电梯故障多数因为电梯控制系统或者机械零件的某部分元器件工作异常，导致电梯不能正常运行，影响乘坐的舒适程度甚至产生严重的安全隐患，造成设备故障和对乘客的人生安全威胁。
而电梯曳引机是整个电梯运行的动力系统，曳引机主轴系统又是电梯曳引机的核心部件，一旦出现问题，例如发生断裂或者是轴承部位的损坏，就会使整个电梯曳引机发生故障，导致十分严重的安全事故甚至人员伤亡。
同时由于电梯建设的数量增长速度加快，有些不法企业为了获取利益，降低成本，利欲熏心，在建设电梯时只是一味的考虑如何节省成本，忽略电梯建设的安全因素，这就导致电梯的质量安全得不到保障，严重影响着人们的人身财产安全。
因此，在实际工作当中，对电梯曳引机主轴系统要进行分析，采取科学合理有效的优化解决方案，在保证电梯曳引机乃至整个电梯建设的安全前提下，有效降低成本，是当前电梯设计和建设关注的重点。
一、电梯曳引机主轴系统设计分析（一）电梯曳引机及其工作原理电梯曳引机又被叫做电梯主机，作为电梯的动力系统，电梯曳引机的作用是传送运输动力从而使电梯上下运行。
电梯曳引机由电动机、制动器、曳引轮、联轴器、减速器等部分组成，根据其减速器的减速方式不同，分为有齿轮曳引机和无齿轮曳引机两种类型[1]。
电梯曳引机的安装地点一般都在电梯机房。
钢丝绳经过曳引轮连接轿厢和对重，轿厢和对重的重力会使钢丝绳压紧曳引轮的内槽不会滑出，同时产生摩擦力来驱动曳引轮在电动机的动力下转动，带动钢丝绳来使得轿厢和对重两部分做相对运动。
当电梯运行时，轿厢会沿着井道里面的内置轨道上升（或下降），而对重部分就会沿着井道下降（或上升）[2]。
（见图1）如图2，其中A点为前轴承的支撑点；B点为后轴承的支撑点；C点为曳引轮的中点；D点为转子的的中点。
A点的轴径Da为75 mm，D 点的轴径Dd为70mm，制动花键部分最小直径dmin为44.3 mm，主轴的材质选择40 Cr。
曳引轮处受力F为2200 kg，A支点到D点距离L1为168mm，D点到B支点的距离L2为184 mm，曳引轮中点到A支点距离L3为59 mm，支点A的的作用力RA为2489.34 N，支点B的作用力RB为419.34 N，主轴运行状态时的转矩为250 N·m，制动状态时的转矩为660 N·m，A 点的弯矩为1697.64 N·m，D点的弯矩为763.05 N·m，B点的弯矩为0。
A点运行状态时的弯扭组合力矩为1690.19 N·m，制动状态时的转矩为1648.44 N·m，D点运行状态时的弯扭组合力矩为750.36 N·m，制动状态时的转矩为966.33 N·m。
A点抗弯截面模量为52200 mm3，D点的抗弯截面模量为46387.5 mm3，花键部分抗扭截面模量为19790.57mm3，A点的弯曲应力为30.71 MPa（制动状态），D点的弯曲应力为22.81 MPa（制动状态），花键部分的抗扭应力τ为30.74 MPa（制动状态），材料的许用弯曲极限［σ］为65MPa，材料的许用扭转极限［τ］为35 MPa。
过上述的计算可以得知主轴的强度是满足要求的。
C点的轴径DC为79 mm，D点的轴径Dd为75 mm，C点的惯性矩Ic为1 911 957.59 mm4，D点的惯性矩Id为1 659.52mm，材料的弹性模量E为206 000 MPa。
C点的挠度为-0.0374 mm方向向下，D点的挠度为0.0475 mm（方向朝下）。
许用挠度应不大于电机气隙的0.1倍，即0.1 mm。
通过上述的计算可以得知主轴的刚度是满足要求的。
当仅弯矩作用时，A点与D点的弯曲疲劳极限为300；A点与D点的弯矩分别为1367.64 MPa和715.05 MPa；A点与D点的抗弯截面模量分别为512400 mm3和427887.5 mm3；A点与D点的弯曲应力分别为28.06 MPa和16.65 MPa；A点与D点的平均应力为0；因而A点与D点仅考虑弯曲时的安全系数分别为11.23和28.49。
当仅扭转作用时，A点与D点的弯曲疲劳极限为250；A点与D点的弯矩分别为1587.64 MPa和763.05 MPa；A点与D点的抗弯截面模量分别为51 300 mm3和45 15.5 mm3；A点与D点的弯曲应力分别为28.06 MPa和17.95 MPa；A点与D点的平均应力为0；因而A点与D点仅考虑弯曲时的安全系数分别为11.43和32.49。
A点与D点的弯矩为600 MPa；A点与D点的抗扭截面模量分别为113400 mm3和85635 mm3；A点与D点的扭转应力分别为6.87MPa和7.63MPa；A点与D点的平均应力为0；因而A点与D点仅考虑扭转时的安全系数分别为13.85和12.69。
通过上面的计算得知，A点与D点的疲劳安全系数分别为8.96与11.77，其数值远大于1，故主轴的疲劳强度满足要求。
二、电梯曳引机主轴系统优化电梯的主轴系统在电梯运行时，承载情况和承载负荷十分复杂，因此在实际设计时，缺乏同一有效的标准来衡量主轴结构计算的可靠程度[3]。
因此本文结合本人多年实际工作经验，对电梯运行情况分为空载上行、空载下行、满载上行和满载下行四种情况。
众所周知，当电梯处于满载上行时，其主轴系统负荷最大，经计算此时受力为22561.35N。
对电梯主轴系统的优化为：将主轴的直径从80mm减少到74mm，优化后的主轴最大等效应力为58.631MPa，小于材料的许用应力169MPa，因此优化后的电梯曳引机主轴系统符合要求。
优化后的主轴系统最大位移为0.0136428mm，小于电机气隙的0.1倍，符合刚度满足设计要求。
此外，在满足强度刚度疲劳度的要求下，单根主轴节省1.45kg，节省成本15.92元。
三、结语电梯系统是一个十分复杂的交通机电系统，对电梯的曳引机这个电梯系统的核心，进行不断地优化主轴系统的设计，不仅能节约成本，提高企业经济效益，还能优化电梯的质量安全性能，提高社会效益。
参考文献：[1] 王洪如.电梯曳引机主轴断裂原因分析[J].起重运输机械,2013,(3):104-107.[2] 周健.电梯曳引机主轴系统结构动态分析与优化设计[D].东南大学,2014.[3] 唐文斌.浅析曳引式电梯平衡系数[J].中国特种设备安全,2016,32(6):71-73.。