超高速大运距本科毕业设计选题报告.docx

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超高速大运距本科毕业设计选题报告

中国矿业大学机电工程学院

2015届本科生毕业设计

选

题

报

告

选题名称：

超高速大运距电梯的设计

题目类型：

工程设计

题目来源：

科研课题

学生姓名：

孟浩

学生班级：

机自11-3

指导教师：

王大刚

2015年3月20日

1.选题背景

随着我国城镇化水平的不断提高，未来我国可用于建筑的土地面积会越来越少，这就要求建筑物会越来越高，高层建筑的增多，必然会带来高速电梯的需求,我们将电梯按照其提升速度分为以下几类：

（1）低速梯

梯速小于等于1m/s的电梯。

（2）快速梯

梯速大于1m/s而小于2m/s的电梯。

（3）高速梯

速度在2~3m/s的电梯。

（4）超高速电梯[1]

速度在3m/s以上的电梯成为超高速电梯。

今后一段时间，超高速电梯依然会成为行业的研究方向。

超高速电梯应经在一些建筑中得到了充分应用，并取得了很好的经济效益和社会效益。

比如台北101大厦采用的电梯速度达到16m/s。

上海中心大厦采用运行速度为18m/s的电梯，上海中心大厦不仅是中国最高的建筑，采用的电梯也将成为世界最高速电梯。

[2]另外在上海环球金融中心、上海金茂大厦等高层建筑中均采用了不同速度的高速电梯。

随着我国高层建筑的不断增多，目前中国上海的上海中心大厦已经高达632米；全球最高十大建筑中，中国已经占据了七座。

[3]对超高速大运距电梯的需求会不断增加，因此超高速大运距电梯必然成为电梯行业的发展趋势

，而一般的低速电梯，因其速度较低，运输距离较短，已经不能满足高层建筑对电梯装置的需求。

并且曳引机技术的发展也为超高速电梯的发展奠定了很好的基础，能够满足超高速大运距电梯对驱动装置的需求。

伴随着市场需求的增大，以及相关技术水平的提高，超高速电梯将会有很好的发展前景。

2.选题意义

首先，超高速大运距电梯的发展符合高层建筑随电梯装置的要求，能够更大程度上扩大人们的生存空间，提高人们的工作效率。

[4]再者，我们从国内与国外电梯的发展水平来看，超高速大运距的电梯设计是很有必要的。

目前，已经有不少的国外电梯企业可以生产超高速电梯，最高时速可达16.8m/s,提升的高度可达500米以上。

改革开放以来我国电梯产业得到了极大的发展，但不得不承认的是我国目前的而电梯制造与研发水平仍与一些大的电梯公司如美国奥的斯、瑞士迅达、德国蒂森克虏伯、芬兰通力、日本三菱和日本日立等存在较大的差距。

[5]这些企业在国际上占有的份额最大，特别是高端市场。

并且一直独占高速电梯市场。

有资料显示，目前，虽然一些企业的许可证已经达到7m/s或以上，但我国大部分制造的还是5m/s以下的乘客电梯各种规格的载货电梯、2.5米/秒以下的观光电梯、国内自用的医用病床电梯、自动扶梯、自动人行道、别墅家用电梯、特种电梯等。

[6]我国电梯企业成熟的电梯技术只能达到7m/s,在超高速电梯这个市场里，我国企业的水平还与世界上高水平的电梯公司有较大的差距，我国企业所能分得的蛋糕就更为有限。

因此，对超高速大运距电梯的设计就很有意义。

发展超高速电梯能够提高我国超高速电梯的设计水平，提高我国电梯行业的整体水平，提高我国电梯企业在超高速电梯市场中的市场占有率。

3.国内外相关技术现状

目前世界电梯市场上的电梯技术特点，都以乘客电梯的技术为主。

而乘客电梯技术以高速电梯技术的掌握来控制电梯高端市场的份额。

[7]目前世界上速度最高的电梯为28.5米/秒，相当于时速102公里；国产电梯目前成熟技术的最高速度为7.0米/秒，相当于时速25公里。

预计在2015年中国本土企业8-10m/s速度的电梯不断地通过检测，从而中国的高速电梯也将进入实质性应用阶段，4-6m/s速度的国产电梯也将开始更多安装使用。

[8.9]

近几年，中国国内出现了大量的超高层建筑，但几乎所有的超高层建筑都选用原装进口的超高速电梯。

[10]

国内的超高速电梯发展所遇到的问题主要体现在以下几个方面：

（1）驱动电机

超高速的驱动电机, 必须满足三个条件:

 紧凑, 节能,能够降低振动和噪音。

因为超高速电梯一般要求在启动10s以内达到全速运行，对电机的启动功率有很高的要求。

[11]国外企业由于率先掌握了永磁同步电机技术和能量反馈技术，应用于超高层电梯高速电梯内，使得国外的超高层电梯在节能、环保和运行舒适感方面暂时优于国内电梯。

[12]目前国内电梯的驱动电机在这几个方面还有差距。

（2）合适的安全钳材料

当电梯在10m/s以上的速度运行中触发安全钳，传统的铜钢制安全钳会因与导轨激烈摩擦而产生的高温融化掉。

造成安全钳德尔失效，从而造成严重后果。

[13]例如台北101大厦电梯特别采用昂贵的氮化硅陶瓷。

目前国内技术花存在一定的局限性。

（3）轿厢内的巨大噪声

超高速电梯轿厢内的噪声主要来源于高速运行中的轿厢与空气的摩擦。

国外的电梯一般在电梯的外边加整流罩，来减小摩擦，并且通过风动实验对电梯的外形与空气阻力的关系进行研究，而在国内关于这方面的研究还是凤毛麟角。

（4）减小电梯运行中的振动

电梯运行过程中的振动, 主要取决于下面的两个因素:

 高质量的导轨安装、动态的实时的振动控制和智能控制技术的应用。

[14]

由于超高速电梯的提升高速一般都大于100m。

因此导轨的安装质量直接影响到电梯的运行振动。

一般在超高速电梯的导轨安装中, 普通的校验手段已经不能满足需要, 需要采用激光较轨设备进行校验。

 第二个有效降低超高速电梯运行过程中的振动的方法是采用电磁或磁悬浮式的动态振动控制导靴。

现在,已经有国外企业开发出了超导导靴实现了轿厢与导轨的非接触式的导靴开始运用。

国内企业在这个方面所做的问题还十分有限。

[15]

由此可见，我国超高速电梯技术并不成熟，且与国外企业相比还存在较大的差距。

我国的电梯企业还有很长的路要走。

4.毕业设计主要内容及设计工作量体现

（1）电梯总体结构的设计：

确定电梯的整体传动方案；

（2）力学计算：

电梯曳引能力的计算、曳引钢丝绳的受力计算；

（3）驱动机构的设计：

电梯驱动系统整体结构的选择、曳引机的选型、曳引轮的设计；

（4）安全制动装置的设计：

主要涉及曳引机制动器、安全钳、限速器、缓冲器的设计；

（5）电梯门机系统的实际：

涉及轿厢门、层门、门锁的设计；

（6）导向机构的设计和井道设计：

涉及滚动动导靴，导轨的设计

（7）电梯的补偿装置、对重的设计；

（8）设计完成整个电梯系统的总装图A0图纸一张;曳引机制动器

装配图A0图纸一张;门机系统A0图纸一张；限速器装配图A1图纸一张；曳引轮零件图A1图纸一张；安全钳装配图一张图纸共计4张A0图纸；

（9）编写完成设计计算说明书;

（10）翻译外文文献

5.时间进度安排

起止日期

主要内容

预期结果

1.1~1.24

搜集文献，整理开题报告

1.25~3.8

毕业实习，编写实习报告，并练习绘图软件，为毕业设计做好准备

3.9~3.25

编写选题报告并翻译外文文献

3.25~4.15

设计电梯的驱动系统的设计

完成对电梯曳引机、制动器、钢丝绳的选型；完成制动器的装配图以及曳引轮的零件图；编写设计说明书的第二章。

4.16~5.5

完成电梯机械安全装置部分的设计

完成限速器和安全钳图纸的绘制；编写完成设计说明书的第三张。

5.6~5.20

完成轿厢，门机的设计。

完成门机的装配图；并编写设计说明书第四章。

5.21~6.10

进行电梯总体装配图的绘制。

图纸绘制完成

6.11~6.13

整理毕业设计，准备答辩。

完成毕业设计。

6.参考文献

[1]刘勇，于磊．电梯技术［M］．北京：

北京理工大学出版社，2014.4

[2]张琦，张广明.诸小鹏.现代电梯构造与使用［Ｍ］.北京：

清华大学出版社，北京交通大学出版社，2004.9

[3]王欧海.变频调速电梯原理设计［D］.大连：

大连理工大学

[4]叶建.浅谈电梯限速器--安全钳系统的原理及失效模式［Ｊ］.中国机械，2014，（12）：

283～285

[5]毛怀新．电梯与自动扶梯技术检验［M］．北京：

学苑出版社，2001.3

[6]黄雯雯.电梯安全钳工作原理与故障分析［Ｊ］.科技传播，2014，（4）：

142～143

[7]张琦，张广明，诸小鹏.现代电梯构造与使用［Ｍ］.北京：

清华大学出版社，北京交通大学出版社，2004.9

[8]解楠.浅谈超高层建筑电梯设计［Ｊ］.城市建设理论研究，2013，（16）：

39～40

[9]周志翔，刘剑.超高速电梯发展中存在的问题与研究方向［Ｊ］.控制工程，2003，28（5）：

28～32

[10]曾俊峰.超高速电梯关键部件气动特性分析与优化设计［Ｄ］.杭州：

浙江大学

[11]关华成.探讨电梯限速器原理及检验的浅见［Ｊ］.试验与检测，2013，

（2）：

238～239

[12]叶建.浅谈电梯限速器--安全钳系统的原理及失效模式［Ｊ］.中国机械，2014，（12）：

283～285

[13]黄建华译.支持超高层大规模建筑的电梯技术[J].中国电梯,2000,11

（2）:

14216.

[14]梅尚先.浅析超高速电梯的关键技术及应用[J].机电工程技术，2007，36（7）:

74~77

[15]黄尚君.浅谈超高层建筑的电梯设计[J].科技创新导报，2009，（19）：

34

7.指导教师意见与建议

指导教师签字年月日

8.审查意见

主管领导签字年月日

9.备注

说明：

题目类型分为工程设计、理论研究、实验研究、软件开发、其他。

题目来源分为科研课题、生产或社会实际、实验室建设、自拟题目、其他。

各项栏目空格不够，可自行扩大。

用A4纸打印。

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