畢業(yè)設(shè)計(jì) 自動(dòng)扶梯驅(qū)動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

第1頁共43頁自動(dòng)扶梯驅(qū)動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：自動(dòng)扶梯應(yīng)用日益廣泛，大型商場，賓館都已離不開它，且在火車站，機(jī)場等更是大顯身手。一個(gè)完整的扶梯系統(tǒng)包括電動(dòng)機(jī)、主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及滾輪、梯級、扶手等。通常把電動(dòng)機(jī)、主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及制動(dòng)、限速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成一整體，叫做驅(qū)動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)機(jī)是自動(dòng)扶梯最為重要的機(jī)構(gòu)，它的質(zhì)量直接決定了自動(dòng)扶梯的工作性能、工作狀態(tài)、工作壽命等。本設(shè)計(jì)通過對自動(dòng)扶梯的基本結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，考慮了各方面的因素，對自動(dòng)扶梯的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)做了選擇。進(jìn)行了自動(dòng)扶梯的功率計(jì)算、蝸桿軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，剛度校核計(jì)算等，最后設(shè)計(jì)了自動(dòng)扶梯的電氣控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：自動(dòng)扶梯；電動(dòng)機(jī)；驅(qū)動(dòng)機(jī)裝置；蝸桿軸；低速軸，電氣控制ABSTRACT：TherangeofEscalatorsincludesproductsforcommercialuseindepartmentstores,hotelsoroffices,aswellasthoseforuseinpublicareassuchasrailwaystations,airportsortheunderground.Acomprehensivesystemofescalatorincludestheelectricmotor,themainTransmissionmechanism,thechaintransmissionmechanismandsteps,handrails.Usually,gettheelectormotor,themaintransmissionmechanismandadditionalbrakesintoone,calledthedrive.Thedriveisthemostimportantpartoftheescalator,whicheffectsdirectlythequalityoftheescalator.forexample,thedriveistheoriginofthenoiseandthevibrationproducedwhentheescalatorworks.Basedontheescalatorunderstandingofthebasicstructure，andconsideringthevariousfactors,wedecidethetransmissionofescalator.Wehavemakedthepowercalculationofescalator,thedesigningofwormshaft,thedesigningofLow-speedshaft,calculationofstiffnesscheckingandsoon.Atlast,designedtheelectricitycontrolsystem.Keywords:Escalator；motor；Driversdevice；wormshaft；low-speedshaft；electricitycontrol第2頁共43頁一、引言自動(dòng)扶梯是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品。近年來自動(dòng)扶梯的高速度發(fā)展，不僅滿足了各部門得到需要，而且促進(jìn)了各行業(yè)的興隆發(fā)達(dá)，效益倍增?！白詣?dòng)扶梯熱”的形成和持續(xù)，將進(jìn)一步促使新產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。在這種形式下，普及電梯技術(shù)，研究電梯技術(shù)已成為當(dāng)務(wù)之急。自動(dòng)扶梯是由一臺特種結(jié)構(gòu)型式的鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和兩臺特殊結(jié)構(gòu)型式的膠帶輸送機(jī)所組合而成的，用以在建筑物的不同層高間運(yùn)載人員上下的一種連續(xù)輸送機(jī)械。一系列的梯級與兩根牽引鏈條連接在一起，在按一定線路布置的導(dǎo)軌上運(yùn)行即形成自動(dòng)扶梯的梯路。牽引鏈條繞過上牽引鏈輪、下張緊裝置并通過上、下分支的若干直線、曲線區(qū)段構(gòu)成閉合環(huán)路。這一環(huán)路的上分支中的各個(gè)梯級（也就是梯路）應(yīng)嚴(yán)格保持水平，以供乘客站立。上牽引鏈輪（也就是主軸）通過減速器等與電動(dòng)機(jī)相連以獲得動(dòng)力。扶梯兩旁裝有與梯路同步運(yùn)行的扶手裝置，以供乘客扶手之用。扶手裝置同樣由上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。為了保證自動(dòng)扶梯乘客絕對安全，要求裝設(shè)多種安全裝置。自動(dòng)扶梯由動(dòng)力源、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其工作原理是：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及多個(gè)滾輪，帶動(dòng)梯級循環(huán)運(yùn)行，執(zhí)行輸送任務(wù)，往往把電動(dòng)機(jī)、主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及附加的制動(dòng)與限速裝置設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，這個(gè)整體就稱為驅(qū)動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)機(jī)是自動(dòng)扶梯的驅(qū)動(dòng)和減速機(jī)構(gòu)，是其主要組成部分。主要功能是驅(qū)動(dòng)扶梯減速運(yùn)行，完成停車制動(dòng)，限制超速和逆轉(zhuǎn)運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量直接影響整個(gè)扶梯的工作性能、工作狀態(tài)、運(yùn)載能力、工作壽命，所以扶梯對驅(qū)動(dòng)機(jī)提出了極高的技術(shù)要求，研究驅(qū)動(dòng)機(jī)，采用高技術(shù)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)機(jī)，高質(zhì)量地生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)已成為開發(fā)和發(fā)展自動(dòng)扶梯的重要課題。本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)自動(dòng)扶梯驅(qū)動(dòng)機(jī)的蝸輪蝸桿減速器。二、自動(dòng)扶梯的基本結(jié)構(gòu)自動(dòng)扶梯由梯級、牽引鏈條、梯路導(dǎo)軌系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、扶手裝置和金屬結(jié)構(gòu)等若干部件組成。第3頁共43頁（一）梯級梯級的功能是用來運(yùn)送乘客，是扶梯的工作部件。梯級上有四個(gè)輪子，二個(gè)直接裝在梯級上，稱為梯級滾輪；另二個(gè)裝在梯級鏈上，使梯級與梯級相連，稱為梯級鏈滾輪。由于梯級鏈滾輪受的力要大一些，又稱為梯級主輪；梯級滾輪則被稱為副輪。圖2-1梯級結(jié)構(gòu)示意圖1-梯級豎板2-梯級踏板3-主動(dòng)軸4-梯級主輪5-梯級構(gòu)架6-梯級副輪（二）牽引鏈條牽引鏈條是自動(dòng)扶梯主要的傳遞動(dòng)力構(gòu)件，其質(zhì)量直接影響自動(dòng)扶梯的運(yùn)行平穩(wěn)和噪聲高低。圖2-2套筒滾子鏈1-銷2鏈板3-滾子4-梯級主輪5-梯級軸第4頁共43頁圖2-3滾輪鏈圖2-4梯級的滾輪1-滾輪(梯級副輪)2-梯級3-鏈板1-輪轂2-球軸承3-輪緣（三）梯路導(dǎo)軌系統(tǒng)自動(dòng)扶梯梯路導(dǎo)軌系統(tǒng)包括主輪和輔輪的全部導(dǎo)軌、反軌、導(dǎo)軌支架及轉(zhuǎn)向壁等。導(dǎo)軌系統(tǒng)的作用在于支承由梯級主輪和輔輪傳遞來的梯路載荷，保證梯級按一定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)以及防止梯級跑偏等。圖2-5導(dǎo)軌形狀1-主輪工作軌2-副輪工作軌3-返回軌4-卸載軌圖2-6轉(zhuǎn)向?qū)к?-主輪導(dǎo)軌2-轉(zhuǎn)向內(nèi)導(dǎo)軌3-轉(zhuǎn)向外導(dǎo)軌4-梯級鏈安全裝置組件5-連接導(dǎo)軌6-返回主導(dǎo)軌第5頁共43頁（四）驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置的作用是將動(dòng)力傳遞給予梯路系統(tǒng)及扶手系統(tǒng)。一般由電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、傳動(dòng)鏈條及驅(qū)動(dòng)主軸等組成。按驅(qū)動(dòng)裝置所在自動(dòng)扶梯的位置可分為端部驅(qū)動(dòng)裝置和中間驅(qū)動(dòng)裝置兩種。端部驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形式生產(chǎn)時(shí)間已久，工藝成熟，維修方便，我國絕大多數(shù)企業(yè)均生產(chǎn)這種形式結(jié)構(gòu)。圖2-7端部驅(qū)動(dòng)裝置1-扶手帶2-牽引鏈輪3-控制柜4-驅(qū)動(dòng)機(jī)組5-傳動(dòng)鏈條6-傳動(dòng)鏈輪7-主驅(qū)動(dòng)軸8-扶手驅(qū)動(dòng)輪9-扶手帶壓緊裝置10-梯級鏈條11-梯級端部驅(qū)動(dòng)裝置是常用的一種驅(qū)動(dòng)裝置。由圖2-7可知：驅(qū)動(dòng)機(jī)組通過傳動(dòng)鏈條帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)主軸（見圖2-8），主軸上裝有兩個(gè)牽引鏈輪、兩個(gè)扶手驅(qū)動(dòng)輪、傳動(dòng)鏈輪以及緊急制動(dòng)器等。牽引鏈條上裝有一系列梯級，由主軸上的牽引鏈輪帶動(dòng)。主軸上的扶手驅(qū)動(dòng)輪通過扶手傳動(dòng)鏈條使扶手驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)扶手膠帶。另有扶手膠帶壓緊裝置，以增加扶手膠帶與扶手驅(qū)動(dòng)輪間的摩擦力，防止打滑。1.主機(jī)：扶梯的動(dòng)力，通過主驅(qū)動(dòng)鏈?zhǔn)怪鬏S轉(zhuǎn)動(dòng)。2.主驅(qū)動(dòng)軸：軸使得梯級鏈輪帶動(dòng)梯級鏈，使安裝在梯級鏈條上的梯級運(yùn)功；軸上的扶手帶驅(qū)動(dòng)鏈以相同的方式驅(qū)動(dòng)扶手帶驅(qū)動(dòng)輪，使扶手帶運(yùn)功。第6頁共43頁圖2-8主驅(qū)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)圖2-9裝有吸音墊的梯級鏈輪1-驅(qū)動(dòng)鏈輪2-梯級鏈輪3-軸1-鏈輪2-吸音墊4-附加制動(dòng)器5-扶手驅(qū)動(dòng)鏈輪3.梯級鏈輪張緊裝置：使自動(dòng)扶梯的牽引鏈條獲得必要的初張力，以保證自動(dòng)扶梯正常運(yùn)轉(zhuǎn)。圖2-10梯級鏈張緊裝置1-鏈輪2-拉簧4.動(dòng)潤滑裝置：其功能是定時(shí)、定量對梯級、主驅(qū)動(dòng)鏈等運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行潤滑。（五）扶手系統(tǒng)扶手系統(tǒng)由扶手帶、扶手帶驅(qū)動(dòng)裝置和扶手裝置組成。1.扶手帶：是與梯級以相同速度運(yùn)動(dòng)的，供人扶手的部件。圖2-11平面型扶手帶圖2-12三角帶型扶手1,4-橡膠2-滑動(dòng)層3-三角帶5-鋼絲2.扶手帶驅(qū)動(dòng)裝置：其功能是驅(qū)動(dòng)扶手帶。3.扶手裝置：扶手裝置是乘客乘扶梯時(shí)扶手用的，同時(shí)起到護(hù)欄的作用。它第7頁共43頁由扶手帶、扶手帶導(dǎo)軌、扶手支架、扶手欄板、內(nèi)外蓋板及裙部組成。（六）金屬結(jié)構(gòu)自動(dòng)扶梯的金屬結(jié)構(gòu)即扶梯的桁架，桁架架設(shè)在建筑物結(jié)構(gòu)上，能支承全部部件和乘客的重量，用型鋼焊接而成。桁架上所有的弦、柱及對角支承均可采用角鋼、方形鋼管焊接而成。要求剛度好、重量輕。根據(jù)設(shè)計(jì)需要和便于運(yùn)輸，桁架一般分成三段，即上水平段框架、傾斜段框架。下水平段框架。提升高度較大時(shí)，再對傾斜段分段。圖2-13金屬結(jié)構(gòu)1-上弦2-對角支承3-柱4-下弦（七）安全保護(hù)系統(tǒng)安全保護(hù)系統(tǒng)的功能是當(dāng)自動(dòng)扶梯處于不安全狀態(tài)，安全裝置使之停止。最常見的保護(hù)裝置有：1.主驅(qū)動(dòng)鏈破短保護(hù)：當(dāng)驅(qū)動(dòng)鏈松弛或破斷時(shí)，使扶梯停止。2.扶手帶入口保護(hù)：防止手伸入扶手帶入