电梯安全钳机构的运动分析及优化设计

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1、万方数据山东建筑大学硕士学位论文5．3安全钳提拉机构运动仿真设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一43—5．3．1安全钳提拉机构设计要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．一43-5．3．2建立虚拟样机模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一44—5．3．3仿真与测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-48-5．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-50-第6章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．一51-6．1总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯-51—6．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一52-参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．52．致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．58．攻读硕士学位期间论文发表及科研情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．59．VI万方数据山东建筑大学硕士学位论文第1章绪论1．1课题研究背景随着生活水平的不断提高，高层建筑的不断涌现，电梯的使用量不断增加。根据国家质量监督检疫总局统计，截至2013年底，我国在用电梯数量为917313台，

3、约为全球电梯总量的1／10。全球1／5的人口使用着1／10的电梯，我国人均电梯使用量为世界平均水平的一半【11。2014年我国电梯销量增速保持在10％左右，总产量突破70万台【2]。然而电梯的使用存在很大的安全隐患，关于电梯事故的报道时常发生。2013年上半年垂直升降电梯事件中，困人、下坠、蹲底、开门溜车(走梯)、踏空坠落、冲顶、开门被夹等现象不断发生，下图1．1为垂直电梯事件分布情况【3】。电梯安全一直是政府和社会的关注焦点，安全乘用电梯是广大市民的基本需求。电梯安全钳装置是保障电梯安全运行的重要保护装置，它能够在无论什么原因使电梯超速甚至下降而其他安

4、全设备都不起任何作用的情况下，在限速器的作用下迫使轿厢停在导轨上【4]。电梯正常运行时，安全钳处于非动作状态，钳块与导轨之间保持一定的间隙；当电梯超速(运行速度达到额定速度的1．15倍)时，限速器绳8提拉安全钳联杆机构6，安全钳联杆机构就会进一步动作，两侧的提升拉杆4被提起，同时带动钳块2与导轨3接触，并使安全钳同时夹紧在导轨上制停轿厢5，其动作原理如下图1．2所示。在限速器的控制下，安全钳动作使轿厢制停在导轨上，它是电梯安全系统中至关重要的装置之一，能够在电梯超速或者坠落时保护乘客的生命财产安全。因此，电梯安全钳系统的故障、误动作及失效将给电梯及乘客造

5、成影响甚至严重后果。安全钳性能作为防止电梯坠井事故的重要指标之一，除其安装因素外，安全钳提拉机构的输出精度也是电梯先天性“优”或“劣”的决定因素。因此，研究安全钳提拉机构的重要度分析方法和优化设计理论对于完善提拉机构的实用性具有十分重要的意义。万方数据山东建筑大学硕士学位论文!困人j49％f／图1．1垂直电梯事件分布情况1．2国内外研究现状1．钳座2一钳块3一导轨4．拉杆5．轿厢6．连杆系统7．限速器8一限速器绳9．张紧轮图1．2安全钳动作原理图1．2．1电梯安全钳研究现状安全钳装置是由安全钳操纵机构和安全钳体两部分组成，具体包括提拉机构、提拉杆、安全钳

6、座和钳块等[5】。按照钳块结构形式的不同，电梯安全钳有以下三种形式：锲块型、偏心轮型和滚柱型；根据制停时速度的不同，包括瞬时式和渐进式这两种情况，如下图所示1．3～1．4。依据国家标准规定GB7588．2003，瞬时式安全钳适用于电梯速度小于等于0．63m／s的情况，而渐进式安全钳适用于电梯速度大于O．63m／s的场合。瞬时式安全钳在制停轿厢时会对导轨产生快速的增加力，其制动力大小的确定主要包括所制停的轿厢质量及运动情况，具有制停距离短及冲击力大的特点。因为瞬时式安全钳通过楔块、滚珠等制动元件对导轨施加压力，没有任何弹性元件，因此通常将瞬时式安全钳称为刚

7、性安全钳。瞬时式安全钳装置根据其制动元件形式的不同又分为偏心块式、楔块式和滚柱式。其中，偏心块式安全钳是通过偏心块转动后缩小间距而制动。电梯正常运行时，偏心块与导轨之间必然存在一定的间隙；当电梯超速时，偏心块在提拉机构的作用下运动以夹紧导轨，通过摩擦力把轿厢制停。由于此类安全钳卡紧导轨时的接触面积小，接触面上的压力大，导轨及偏心块受挤压变形比较大，因此偏-tl,块式安全钳的使用很少。楔块式安全钳的工作是通过楔形钳被提拉机构提起而沿斜面运动楔紧导轨，此类安全钳的嵌体与导轨的接触面积比较大，接触面的受力万方数据山东建筑大学硕士学位论文相对较小，因此导轨及楔块

8、的变形比较小，比较适用于速度较低的载货电梯。滚柱式安全钳的制动元件是表面有滚花的