Федеральное агентство
Российский государственный профессионально-педагогический университет
Кафедра электрооборудования и автоматизации промышленных предприятий
Утверждаю
Зав. кафедрой ЭП
__________ И.Л. Щеклеина
«___» «___________» 20г.
Проектирование электропривода
ГРУЗОВОГО ЛИФТА mгп=2000 кг
Пояснительная записка к дипломному проекту
З 03.0503.19.002.2441 дп
Разработчик
студент группы ЗЭА-4 Н.А. Праааааа Руководитель проекта А.А. Емельянов Нормоконтроль Н.В. Машенина
Екатеринбург
20
Содержание
Стр.
Введение………………………………………………………………………6
1. Описание грузового лифта……………………………………………...13
1.1. Принцип действия…………………………………………………..14
1.2. Классификация лифтов……………………………………………..14
2. Задание и исходные данные к проекту………………………………...19
3. Выбор типа электропривода……………………………………………..23
4. Выбор и проверка электродвигателя……………………………………...27
4.1. Расчет мощности двигателя……………….………………………….28
4.2. Предварительный выбор двигателя и расчет его параметров……....32
4.3. Расчет передаточного числа редуктора………………………………34
4.4. Расчет и построение нагрузочной диаграммы двигателя...................34
4.5. Проверка двигателя по нагреву……………………………………….40
5. Выбор силового преобразовательного устройства для питания
двигателя, выбор комплектующего оборудования и
разработка принципиальной схемы силовой части электропривода…42
5.1. Выбор тиристорного преобразователя……………………………..44
5.2. Разработка принципиальной электрической схемы сило-
вой части электропривода……………………………………………..47
5.3. Расчет параметров силовой части электропривода в абсо-
лютных единицах…………………………………………………….51
5.4. Выбор базисных величин системы относительных еди-
ниц…………………………………………………………………….52
5.5. Расчет параметров силовой части электропривода в относи-
тельных единицах……………………………………………………54
6. Проектирование САУ…………………………………………………….57
6.1. Выбор типа системы управления электроприводом……………...58
6.2. Расчет регулирующей части контура тока якоря………………….61
6.3. Расчет регулирующей части контура скорости…………………...71
6.4. Расчет задатчика интенсивности…………………………………...75
7. Экономический раздел……………………………………………………79
7.1. Техническое описание………………………………………………...80
7.2. Экономический расчет………………………………………………...81
8. Безопасность и экологичность проекта………………………………….91
8.1. Безопасность труда………………………………………………….92
8.2. Экологичность проекта………………………………………….…101
9.Методическая часть..…………………………………………………...…106
10.Выводы и заключения……………………………………………….....116
11.Список использованных источников…………………………………..118
Введение
Современные многоэтажные здания для облегчения и ускорения перемещения людей и грузов на различные уровни по высоте оборудуются - средствами вертикального транспорта. Их основное преимущество -небольшая площадь, занимаемая его оборудованием в здании. Из всех видов подъемников, применяемых в жилых, административных и производственных зданиях, наиболее распространены лифты.
Лифт – техническое устойство для перевозки по вертикали – между этажами зданий или уровнями шахт – людей, оборудования или грузов в кабине, на платформе или грузонесущими органами конвейера.
Лифт стал неотъемлемой частью искусственно созданной среды обитания человека технократической цивилизации. Практически за одно столетие удалось создать полностью автоматизированную систему внутреннего транспорта пассажиров и грузов в зданиях и сооружениях, которая надежно функционирует, не требуя от людей специальных знаний и предварительной подготовки.
Первое упоминание о лифте (вернее, о его прообразе) относится к 2600 году до нашей эры. Оказывается, при строительстве знаменитых пирамид умные египтяне использовали устройства, которые могли поднимать каменные блоки весом около 90 кг. на высоту 150 метров.
А живого предка современного лифтового механизма археологи откапали в Геркулануме. Остатки сего агрегата, предназначавшегося для подъёма кулинарных блюд из кухни в столовую, представляют собой достижение умов античности. Это в очередной раз подтверждает тот факт, что древние люди были не глупее нас. А потому современность не так далеко ушла от древних цивилизаций, потомкам осталось лишь приспосабливать и совершенствовать то, что уже придумано.
В эпоху античности вопрос подъёмной силы был решен просто и негуманно – даже блестящие мыслители, размышлявшие о человеке, не чурались эксплуатации рабской физической силы. Дёшево и сердито. Разработкой механизма занимался греческий математик Архимед, он сделал свой вклад в дело усовершенствования лифта. В средние века лифты использовались для перевозки людей и грузов на верхние этажи зданий, механизм приводился в действие благодаря мускульной силе животных. Так, например, в 1203 году во Франции, в аббатстве Святого Михаила, был установлен лифт, приводимый в движение ослами, который работает до сих пор.
Считается, что первый лифт был установлен в 1743 году во дворце французского короля Людовика XV в Версале, чтобы тридцатитрехлетний король мог, не напрягаясь, подниматься в апартаменты своей любовницы, расположенные этажом выше. Впрочем, в старинных источниках имеются упоминания и о более ранних пассажирских подъемных машинах - в Синайском монастыре (Египет, VI век н.э.) и даже в Древнем Риме (I век до н. э.). В 1795 году наш знаменитый Кулибин разработал винтовые "подъемные и спускные кресла" для Зимнего дворца. Все эти подъемники использовали физическую силу рабов или слуг, реже - тяглового скота.
В 1800 году некий американец, владелец шахты по добыче каменного угля, сделал в перёд в лифтостроении, и освободил человека и животных от тяжкой доли. Он придумал первый паровой лифт. В 1835 году этот паровой лифт вошёл в обиход фабричного грузоподъёмного дела в Англии, а потом получил распространение в США.
В 1845 году Вильям Томсон разработал первый гидравлический лифт.
Ключевым элементом современного лифта считается автоматический ловитель - устройство, останавливающее лифт в случае обрыва троса. Его изобрел американец Элайша Грейвс Отис (1811 - 1861).
Элайша Грейвс Отис – "лифтер" всех времен и народов родился 3 августа 1811 года в городке Халифакс, США. Его семья эмигрировала в Америку из Англии в 1635 году. Элайша был младшим ребенком из шести детей в семье фермера. В 19 лет юноша переехал в город Трой, рассчитывая заработать денег на различных стройках. Однако слабое здоровье "бросило" его в другую сферу деятельности – в перевозочный бизнес. В 1838 году доходы от перевозок позволили Отису купить небольшой участок, построить дом и мукомольную мельницу. Однако мельница не приносила прибыли, и будущий предприимчивый "лифтер" с легким сердцем переоборудовал ее в лесопильную мастерскую, в которой он намеревался производить вагоны и экипажи. Метания из бизнеса в бизнес привели к тому, что в 1845 году Отис бросил насиженное гнездышко и переехал в город Олбани, где устроился на работу старшим механиком на фабрику по производству кроватей. За 3 года "батрачества" он придумал несколько механизмов, которые, правда, не дошли до наших дней. В 1852 году фабрика, где работал Элайша Отис, начала строительство нового здания, и ему было поручено сконструировать подъемник для доставки досок на второй этаж. Тут Отис и сделал свое ключевое изобретение. Он прикрепил трос к платформе подъемника через плоскую пружину вроде рессоры (пригодился опыт работы с каретами). А по бокам подъемника установил зубчатые рельсы. Под весом даже пустой платформы пружина выгибалась и спокойно проходила между рельсами. В случае же обрыва каната пружина, распрямившись, своими концами застревала в зубцах рельсов, предотвращая падение.
Это задание и стало счастливой случайностью, которая решила всю дальнейшую судьбу лифтостроения.
Отис назвал свой подъемник "безопасным лифтом" и основал небольшую мастерскую по производству таких лифтов. Фирма "Отис" и сейчас весьма известна в этой области техники.
В 1854 году Отис придумал рекламный трюк для оживления спроса на продукцию фирмы. На Международной выставке в Нью-Йорке, Отис решил показать свое изделие в деле. При всем честном народе он поднялся на своем безопасном лифте, загруженном тяжелыми ящиками и бочками, на высоту 4-го этажа здания Кристал Палас. Затем изумленная публика услышала, как Отис приказал своим помощникам обрубить тросы. Лифт резко пошел вниз, но через секунду остановился, поддерживаемый безопасным механизмом. "Безопасно, господа! Абсолютно безопасно!" – галантно раскланялся Отис с высоты своего изобретения. (см. рис. 1).
рис.1
Через три года "Компания паровых подъемников Отиса" установила первый свой пассажирский лифт в пятиэтажном магазине на Бродвее. Лифт брал до пяти человек и вез их со скоростью 20 сантиметров в секунду.
Когда началось строительство небоскребов, самого Отиса уже не было в живых. В первых небоскребах чаще применяли гидравлические лифты без каната: поршень, ходящий в длинном цилиндре, под напором воды выталкивал кабинку вверх. Такая система применялась в домах не выше 20 этажей - уж больно глубокую шахту для цилиндра приходилось выкапывать под фундаментом: такой же глубины, какую высоту имел дом. Зато гидравлические лифты ходили в 20 раз быстрее, чем лифты системы Отиса. Кроме того, через некоторое время гидравлику усовершенствовали, разместив цилиндр горизонтально, а поршень через систему блоков тянул канат, поднимавший кабину. Гидравлический лифт был изобретен во Франции и впервые показан на Всемирной выставке в Париже в 1867 году. Позже его установили на Эйфелевой башне.
В 1859 году фирма "Отис" поставила в отеле "Пятая авеню" винтовой лифт. От подвала до чердака здание пронизывал огромный металлический винт, а кабина ходила по нему как гайка. Винт вращался через шкив ремнем от паровой машины, стоявшей в подвале. Когда винт вращался вправо, кабина шла вверх, влево - вниз. Чтобы кабина не вращалась вместе с винтом, вдоль одного ее угла в шахте лифта проходил рельс-ограничитель. Но эта система оказалась медленной, неудобной и дорогой. Было смонтировано только два таких лифта. В отеле он был заменен в 1875 году.
Первый электрический пассажирский лифт был изготовлен немецкой фирмой "Сименс и Гальске" в 1880 году. Он поднимался на высоту 22 метра за 11 секунд. Первый электрический лифт фирмы "Отис" был смонтирован в одном из нью-йоркских небоскребов в 1889 году. Отныне проблема подъема больше не сдерживала рост зданий вверх. Самый высокий небоскреб США ("Сирс Тауэр" в Чикаго) имеет 106 лифтов, 16 из которых - двухэтажные, то есть принимают и высаживают пассажиров сразу с двух этажей. Два экспресс-лифта для посетителей смотровой площадки на крыше преодолевают 412 метров за минуту и несколько секунд.
И все же самый мощный толчок для развития лифтостроения приходится на конец XIX в., когда в гражданском и промышленном строительстве начинает широко применяться новый материал - железобетон, сочетавший в себе свойства металла и камня. Благодаря железобетонному каркасу из колонн и перекрытий наружные стены перестают играть роль несущих конструкций. Уменьшается вес зданий, и соответственно увеличивается их высота. Строящиеся начиная с этого времени городские дома, административные и примышленные здания имеют повышенную этажность, и проблема вертикальных коммуникаций встает достаточно остро. Промышленное производство лифтов для жилых зданий становится массовым и развивается параллельно с производством других систем, призванных повысить уровень комфорта центрального отопления и канализации, электрооборудования, телефонизации и др. Этим производством начинают заниматься крупные специализированные фирмы, и конструктивное совершенство дополняется высоким уровнем, дизайна. Непрерывно повышается уровень безопасности лифтов - они оборудуются целыми системами автоматических устройств, предотвращающих аварийные ситуации. Лифты заслуженно приобретают черты "умных" машин. Упрощается и пользование ими - набор кнопок и автоматические двери делают ненужной профессию лифтера, ранее управлявшего кабиной. Для высотных зданий (небоскребов) конструируются и производятся специальные скоростные лифты большой вместимости. Автоматика регулирует также и плавность хода при начале движения и остановке кабины, повышая уровень комфорта. Здания оборудуются многочисленными грузовыми или грузопассажирскими лифтами самого разного назначения, (например, для транспортировки пациентов в больницах вместе с "каталками"), а также небольшими хозяйственными подъемниками. Возникают и специализированные службы, призванные обеспечить бесперебойную работу и обслуживание этих многочисленных и сложных инженерных систем. Эти службы на сегодняшний день являются гарантами нашего комфорта и безопасности.
Расширяющиеся потребности общественного развития требуют непрерывного совершенствования средств внутреннего транспорта зданий и сооружений на основе современных научно-технических достижений.
Возрастающий парк лифтов и других средств ближнего транспорта (эскалаторов, пассажирских конвейеров и многокабинных подъемников) требует непрерывного совершенствования техники монтажа и технического обслуживания этих машин с целью повышения надежности и безопасности применения. В нашей стране контроль за безопасностью работы лифтового оборудования осуществляет Комитет по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору (Госгортехнадзор). Госгортехнадзор разработал «Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов» (ПУБЭЛ), которые регламентируют деятельность проектных, монтажных и эксплуатирующих организаций.
В настоящее время лифт является одним из наиболее важных и массовых средств пассажирского транспорта в городах.