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模拟电梯机械机构设计 第 1 章 绪 论 1.1 课题的研究背景及现实意义 我国近几年高层建筑如雨后春笋般的拔地而起， 随着我国工业企业自动化水平的 不断提高，垂直升降式电梯也会越来越多，并且逐渐成为自动化生产线的主要方式。 为了配合大中专院校、技校、职业学校、劳动就业培训中心、电梯维修物业管理部门 等有关电梯专业和工业自动化专业课程演示实验，使更多的人能够更好地了解电梯、 使用电梯，培养出更多的电梯专业人才，适应电梯行业的发展需要，设计并制造仿真 电梯就成为当下重要的课题。 电梯是标志现代物质文明的垂直运输工具是机—电一体化的复杂运输设备。 它涉 及电子技术、机械工程、电力电子技术、微机技术、电力拖动系统和土建工程等多个 科学领域。目前电梯的生产情况和使用数量已成为一个国家现代化程度的标志之一。 随着现代化城市的高速发展，每天都有大量人流及物流需要输送。为节约用地和适应 经贸事业的发展，一幢幢高楼拔地而起，这些高层建筑的垂直运输是一个突出问题， 与人们的工作和生活紧密相关。 目前，国产电梯大部分为继电器及PLC控制方式，继电器控制系统性能不稳定、 故障率高，大大降低了电梯的舒适性、可靠性和安全性，经常造成停梯，给乘用人员 的生活和工作带来了很多不便， 因而传统的电梯控制系统的更新势在必行， 而PLC （可 编程控制器）在电梯控制中得到了广泛的应用。 我国垂直升降式电梯市场刚刚起步， 而国内装备制造业正处于由传统装备向先进 制造装备转型的时期，与西方国家在设备和先进技术等方面有较大的差异，为了尽快 迎合国际先进水平与国际接轨，我们克服了无法近距离观察和研究真实电梯的缺陷， 制造出模拟电梯供有关人员学习和研究。 1.2 国内外电梯业的发展状况 电梯是高层宾馆，高层商店，高层住宅，多层厂房和多层仓库等高层建筑不可 缺少的垂直方向的交通运输工具。 作为升降设备，据说它起源于公元前 236 年的古希腊。当时阿基米德设计出一 1  种人力驱动的卷筒式卷扬机，共造出三台，安装在妮罗宫殿里。人们把这三台卷扬 机看做是现代电梯的鼻祖。事实上，早在公元前  1100 前后，我国的周朝时期就出 现了提水用的辘轳，这是一种由木制 （或竹制）的支架，卷筒，曲柄和绳索组成的 简单卷扬机，它是利用轮轴原理制成的一种起重工具，通常安在井上汲水。 在瓦特发明了蒸汽机以后，于  1850 年，在美国纽约市出现了世界第一台由亨 利.沃特曼制作的以蒸汽机为动力的卷扬机。1852年美国人伊莱沙.格雷夫斯.奥梯斯 （1811～1861年）发明了世界上第一部以蒸汽机为动力，配有安全装置的载人升降 机。这便是世界上第一部备有安全装置的客梯，在  1857 年被安装在纽约市豪华商 厦里。在此期间，英国的阿姆斯特朗发明了水压梯。随着水压梯的发展，蒸汽梯也 就被淘汰了。后来发展为采用油压泵和控制阀的液压梯。直到今天，液压梯仍在使 用。 1.3 课题研究的主要内容 电梯是根据最常见的升降式电梯结构,采用透明有机材料制成，其结构与实际 电梯完全相同，且几乎具备了实际电梯的所有功能。事实上可以把它看作是小型化 了的真实电梯。 为了便于教学，电梯大部分部件均是采用透明有机材料制成，使得电梯的内部 结构一目了然；同时，电梯的运行过程，以及每个动作都十分明了，且可以反复实 际动手操作。使学生能够很直观、透彻地了解、掌握电梯的结构及其动作原理，达 到事半功倍的效果。解决了以往电梯教学中单纯理论的教学方式或是参观实际电梯 时所带来的不安全，无法全面了解其内部结构及运行过程等实际问题。 图 1.1  透明仿真教学电梯装置 2  电梯的电气控制系统采用日本松下的可编程控制器 (PLC)智能控制，交流变频 调速(VVVF)驱动，其硬件结构的组成及功能与实际电梯完全一样。具有自动平层、 自动关门、顺向响应轿内外呼梯信号、直驶、电梯安全运行保护以及电梯急停、慢 上、慢下、照明、风扇等功能。且具有性能可靠、运行平稳、操作简单、能耗低和 便于教学等特点。