磁懸浮式緩沖器設(shè)計(jì)方案論文
時(shí)間:2022-05-13 03:30:00
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1電梯的結(jié)構(gòu)及安全事故的簡(jiǎn)要分析
電梯是機(jī)、電一體化產(chǎn)品。包括機(jī)械部分、電氣部分和控制系統(tǒng)。從電梯各構(gòu)件部分的功能上看,可以分為八個(gè)部分:曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂、門(mén)系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)。在安全保護(hù)系統(tǒng)中,包括制動(dòng)器、安全鉗和緩沖器,緩沖器是電梯安全的最后一道防線(xiàn),是電梯安全最基本的保障。通過(guò)對(duì)大量電梯事故的分析和總結(jié),電梯事故的原因通常可分為電梯設(shè)計(jì)與制造、安裝、使用與維護(hù)幾個(gè)方面。我國(guó)的電梯制造起步很晚,20世紀(jì)五十年代國(guó)內(nèi)才開(kāi)始自行研制自己的電梯。好多隱患來(lái)自于使用了劣質(zhì)的配件,如安全鉗、限速器等保障安全的配件。還有很多容易老化、集成化程度不高的電氣元件。這就使電梯的故障率增高。安裝的環(huán)節(jié)中,如果由一些不專(zhuān)業(yè)的工程隊(duì)或者沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的工程隊(duì)來(lái)安裝,同樣也會(huì)使電梯留下安全隱患。人們不合理的乘坐電梯,會(huì)使電梯無(wú)法正常運(yùn)行,導(dǎo)致電梯故障。如在電梯內(nèi)打鬧、推門(mén)、扒門(mén)等不合理的行為。
從對(duì)資料的大量查閱開(kāi)始,要使簡(jiǎn)單有效的原理支撐的設(shè)想轉(zhuǎn)化為具體能實(shí)際工作的模型并不是一蹴而就的事情。每個(gè)設(shè)想或者設(shè)計(jì)都存或多或少的紕漏,當(dāng)紕漏達(dá)到一定程度時(shí),便要從另一個(gè)角度去從新思考。單純的將磁懸浮原理生硬的套用在緩沖器上,只能說(shuō)是一種簡(jiǎn)要的設(shè)想。磁懸浮技術(shù)開(kāi)始于20世紀(jì)90年代,是一項(xiàng)偉大的發(fā)明。磁懸浮技術(shù)是利用電磁力將物體無(wú)機(jī)械接觸的懸浮起來(lái),該裝置由傳感器、控制器、電磁鐵和功率放大器等部分組成。磁懸浮技術(shù)并不是和它的原理:“同性相斥,異性相吸”這么簡(jiǎn)單,還必須考慮磁力的大小,還有其它因素對(duì)磁力的影響,如溫度、電流、渦流等等。
2.1設(shè)計(jì)方案一
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一件復(fù)雜而又必須小心謹(jǐn)慎的工作,任何的瑕疵都可能使整體結(jié)構(gòu)的瓦解。從一開(kāi)始,設(shè)想在電梯井道的底部,將常規(guī)的液壓緩沖器替換成一個(gè)大的電磁鐵或者幾個(gè)相對(duì)小一點(diǎn)的電磁鐵。同樣在轎廂的底部也安裝相應(yīng)的逆向電磁鐵,與井道中的電磁鐵相互作用,而對(duì)電梯達(dá)到減速的作用。實(shí)際上,這種看似可行的結(jié)構(gòu)方案并不能很好的說(shuō)服大家或者得到專(zhuān)家的認(rèn)可。沒(méi)有準(zhǔn)確的理論數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)支撐,只能把它定為初步設(shè)想。
2.2設(shè)計(jì)方案二
要設(shè)計(jì)出來(lái)的緩沖器是要使電梯失控時(shí),將其速度逐步降低。那么,就要連續(xù)地對(duì)電梯進(jìn)行作用。所以,就可以提出另外一種設(shè)想:在每個(gè)樓層之間都纏繞線(xiàn)圈,通電之后就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),將電梯轎廂看做一個(gè)導(dǎo)體,做切割磁感線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)。這樣轎廂就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與電梯運(yùn)動(dòng)反向相反的反作用力,從而使電梯能夠在失控時(shí)一直在做減速運(yùn)動(dòng),降低電梯的動(dòng)能??墒菑慕?jīng)濟(jì)性和實(shí)際的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安裝來(lái)說(shuō),這個(gè)設(shè)想就會(huì)有很多紕漏。首先,大量的線(xiàn)圈會(huì)使電梯公司的成本增高,這個(gè)是電梯公司最不愿意做的事情。其次,還要制作絕緣層,防止漏電。而整個(gè)線(xiàn)圈在樓層之間的安裝也會(huì)成為工程隊(duì)的一個(gè)難題,再次加重了電梯公司的成本。
2.3設(shè)計(jì)方案三
磁懸浮列車(chē)的成功,是一個(gè)很大的啟示。列車(chē)能快速的行駛和平穩(wěn)的停止,這位新的設(shè)想提供了技術(shù)上的支撐。電梯井道和鐵路一樣,都有相應(yīng)的導(dǎo)軌。電梯井道的導(dǎo)軌安裝在井道的內(nèi)壁上,導(dǎo)軌的橫截面為“丁”字形,剛性強(qiáng)度高,可靠性高,能承受電梯超速事故時(shí)制停電梯的受力。導(dǎo)靴與導(dǎo)軌相對(duì)應(yīng),導(dǎo)靴分為滑動(dòng)導(dǎo)靴和滾動(dòng)導(dǎo)靴兩類(lèi)?;瑒?dòng)導(dǎo)靴一般是由帶凹形槽的靴頭,靴體和靴座組成。在靴頭凹槽部分中一般鑲由耐摩擦的靴襯,靴頭可以固定也可以活動(dòng)。滾動(dòng)導(dǎo)靴則用三個(gè)滾輪沿著軌道運(yùn)行。根據(jù)磁懸浮原理,電梯導(dǎo)軌上裝上磁感應(yīng)材料,同時(shí)在電梯導(dǎo)靴的凹形槽內(nèi)裝上電磁鐵。導(dǎo)軌和導(dǎo)靴凹形槽內(nèi)表面涂有耐高溫材料和絕緣材料,防止渦流產(chǎn)生的熱量對(duì)導(dǎo)軌和導(dǎo)靴的剛性強(qiáng)度產(chǎn)生影響。當(dāng)電梯發(fā)生事故超速時(shí),限速器發(fā)出相應(yīng)指令,觸發(fā)安全鉗和緩沖器。在安全鉗無(wú)效阻止轎廂強(qiáng)制停止的情況下,再次觸發(fā)緩沖器通電并開(kāi)始工作。在電梯下降的同時(shí),電磁鐵及時(shí)工作發(fā)出足夠強(qiáng)大的磁場(chǎng)感應(yīng)導(dǎo)軌上的特定磁感應(yīng)材料,在磁感應(yīng)材料表面產(chǎn)生渦流,進(jìn)而產(chǎn)生和電梯轎廂運(yùn)動(dòng)相反方向的阻力,從而對(duì)電梯達(dá)到減速的目的。
3結(jié)論
本文從電梯的結(jié)構(gòu),電梯事故原因的簡(jiǎn)要分析,提出了一種新的電梯緩沖器。根據(jù)磁懸浮原理,在電梯導(dǎo)軌和導(dǎo)靴之間利用電磁鐵和感應(yīng)金屬片形成磁場(chǎng)相互作用,對(duì)電梯轎廂進(jìn)行作用,保障電梯在失控時(shí)電梯內(nèi)人員的安全。相比較常規(guī)的緩沖器,這種新型的緩沖器能更好的從源頭上將電梯速度降低,耗能少,更加安全。
作者:章佳佳張?jiān)汽d單位:中國(guó)石油大學(xué)