电梯悬挂系统ppt
试论有限差分法模拟电梯悬挂系统
试论有限差分法模拟电梯悬挂系统现如今是一个“时间就是金钱”的时代，人们对于电梯的速度以及安全性的要求越来越高，但是频繁发生的电梯事故让人们对电梯产生一种恐惧感。
电梯悬挂系统振动包括沿垂直轴线方向的横向振动和轴线方向的纵向振动两种振动形式。
当电梯高速运行时，由于会受到外界横向激励的作用，从而使电梯绳索的横向振动幅度要大于其纵向振动幅度，因此会造成人们在乘坐电梯的过程舒适性和安全性发生变化。
为减少电梯振动所带来的不利影响，通过有限差分法模拟电梯悬挂系统横向受迫振动的实验，能够对电梯的空间变量进行离散化的处理，建立电梯各变系数的常微分方程组，从而来验证模拟电梯悬挂系统横向受迫方法的有效性和可行性。
1 有限差分法的基本概况1.1 有限差分法的界定有限差分法是一种用泰勒技术展开式将变量的导数变为变量，然后在不同的空间点或时间值的差分形式的一种方法，并且是一种积分微分方程和微分方程的一种数值解的方法。
基本思想是按时间步长和空间步长，将时间和空间区域剖分成若干网格，并且将连续的定解区域用有限的离散点所构成的网格来代替，而这些离散点则作为网格的节点，同时将原方程与定解条件中的微商值与差商值进行近似，积分采用积分和的形式来近似，即原微分方程和定解条件就可以用代数方程组，也可称之为有限差分方程组，通过解有限差分方程组就可以得出离散点在原问题上的近似值。
1.2 有限差分法求解微分方程的步骤（1）区域离散化，确定离散点。
即是将偏微分方程的求解区域按照属性以及时间或者空间的差异性将其分为有限的离散点来构成区域网格;（2）近似求解。
即应用有限的差分方程公式对每一个网格点的导数以近似的形式来求解;（3）精准求解。
精准求解是一个应用插值多项式及其微分来取代偏微分方程的求解的一个过程。
2 电梯悬挂系统的基本模型2.1 电梯悬挂系统的动力学模型电梯悬挂系统是由曳引、导向、轿厢以及平衡系统所组成的，而柔性的曳引钢丝绳是将各个组成部件连接在一起的工具，基于此原理结构可以获知电梯的震动具有一定的柔性系统的特点。
电梯悬挂系统动力学计算及其应用
电梯悬挂系统动力学计算及其应用湖州安川双菱电梯工程有限公司2浙江湖州 313009摘要：电梯悬挂系统动力学计算比较繁琐，这是因为涉及到轿厢和对重的相互作用，涉及到曳引钢丝绳重力、补偿装置重力、随行电缆重力、井道阻力、电动机驱动力矩和负载力矩、制动力矩、传动效率等因素的影响，涉及到转动惯量与直线运动等效质量的转换。
在本文中，推导出一种容易理解的电梯悬挂系统动力学计算方法，应用该方法能够对不同的额定载重量、不同的轿厢空载质量与额定载重量比、不同的曳引钢丝绳根数和规格、不同的补偿链(绳)根数和规格、不同的随行电缆根数和规格、不同电动机驱动力矩和制动器制动力矩的电梯，当轿厢在不同位置时，准确计算悬挂系统的加、减速度。
反之，应用该方法也能够在确定要求的加、减速度后，准确地计算电动机所需要驱动力矩和制动器制动力矩，或者轿厢上行超速和意外移动保护装置、安全钳的制动力要求。
关键词：电梯悬挂系统；动力学计算；应用；引言随着社会的发展，电梯越来越多地用于日常生活。
除了电梯的安全，人们越来越关注电梯的运输质量，持续振动是衡量运输质量的最重要指标之一。
目前，我们只能通过安装过程调整等后续措施来提高运输质量，但效果并不显著。
因此，建立适当的动态模型对于研究和解决牵引升降机的振动问题至关重要。
1轿厢下行工况轿厢下行加、减速时，取轿厢及其下部补偿装置、电缆等悬挂部件为分析对象。
根据牛顿第二定律(F=ma)，得出：式中：gn是标准重力加速度；F阻是轿厢或对重在导轨上运行的阻力，假设轿厢和对重在导轨上运行的阻力相同；a(t)下为轿厢下行加、减速度(负值为减速度，下同)，它是时间的函数；F1、x也是非定值，与时间相关。
(2)轿厢下行加、减速时，取轿厢及对重的悬挂钢丝绳、主机旋转部件和滑轮等为分析对象。
(3)各旋转部件的转动惯性力矩等效到轿厢直线运动的惯性力F旋的计算。
设电梯悬挂比为r=2，轿厢速度为v，无齿轮曳引主机转动惯量为J1，曳引轮角速度为ω1=2v/R1，导向轮(如果有)转动惯量为J2，导向轮节圆半径为R2，导向轮角速度为ω2=2v/R2，反绳轮转动惯量为J3，反绳轮节圆半径为R3，反绳轮自转角速度为ω3=v/R3，多个相同规格反绳轮个数为n3。
电梯悬挂系统详解课件
无人化与自动化
实现电梯悬挂系统的全自动化运行和 无人化维护，提高运营效率，降低人 力成本。
更严格的安全标准
随着电梯技术的发展，未来将面临更 严格的安全标准和法规，需要不断提 高电梯悬挂系统的安全性能。
全球化与市场竞争
电梯悬挂系统企业需要应对全球化的 市场竞争，提高产品性价比，拓展国 际市场。
THANKS
通过以上内容的详细了解与实践，可以确保电梯悬挂系统的安全与稳定运行，降低事故风险 ，延长设备使用寿命。
05
电梯悬挂系统的安全与防护
安全装置与保护措施
限速器
电梯悬挂系统必须配备限速器，它能在电梯超速时迅速动 作，使电梯停止运行，避免事故发生。
安全钳
安全钳是电梯悬挂系统中的重要保护装置，当电梯出现超 速或断绳等异常情况时，安全钳能够迅速夹紧导轨，使电 梯停止运行。
悬挂系统的寿命与更换时机
寿命因素：悬挂系统的寿命受多种因素影响，包括使用频率、载荷大小、维护保养情况等。 一般情况下，钢丝绳的寿命在8-10年左右，吊钩和悬挂装置的寿命可适当延长。
更换时机：当悬挂系统关键部件出现严重磨损、变形、裂纹等问题，或达到预定使用寿命时 ，应及时进行更换。同时，要根据电梯的实际运行情况和检查结果，综合考虑是否需要提前 更换。
平稳。
安装支架
将支架固定在井道壁上，确保 支架的稳固和水平。支架的间 距应根据设计要求进行设置。
安装悬挂装置
将悬挂装置安装在支架上，确 保悬挂装置与导轨的平行和间 距一致。
连接部件紧固
检查所有连接部件，用适当的 工具将其紧固，确保悬挂系统
的稳定性。
悬挂系统的调试与检测
调试前的检查
调试运行
在调试前，应对悬挂系统进行全面检查， 确保所有部件安装正确，连接紧固。
电梯结构与运行原理图
电梯的停止由控制柜接收指令，通过控制曳引机转动速度和方向，使电梯轿厢 平稳地停在指定楼层。
电梯的上下行控制
上行控制
电梯上行时，控制柜根据指令将电梯 轿厢向上移动，同时通过传感器检测 电梯轿厢的位置和速度，确保电梯运 行平稳。
下行控制
电梯下行时，控制柜根据指令将电梯 轿厢向下移动，同时通过传感器检测 电梯轿厢的位置和速度，确保电梯运 行平稳。
电梯门系统
电梯门系统由电梯门、门滑轮、 门导轨等部件组成。
门系统的作用是封闭电梯门洞， 为乘客提供安全保障，同时实现
电梯门的开关和锁定功能。
门系统的结构和功能根据电梯的 类型和规格而有所不同，但通常 都采用滑动门或旋转门的形式。
电梯轿厢系统
电梯轿厢系统由轿厢、轿架、 悬挂装置等部件组成。
轿厢的作用是承载乘客或货 物，同时实现电梯的垂直运
电梯导向系统
电梯导向系统由导轨、导轨支架、导靴等部件组成。
导向系统的作用是通过导轨和导靴的配合来控制电梯的水平和垂直方向的运动，确 保电梯运行的稳定性和安全性。
导向系统的结构和功能根据电梯的类型和规格而有所不同，但通常都采用钢轨或塑 料导靴的形式。
03
电梯运行原理
电梯的启动与停止
启动
电梯的启动由控制柜发出指令，通过曳引机带动曳引轮转动，进而驱动电梯轿 厢开始上下移动。
电梯结构与运行原理 图
目录
• 电梯概述 • 电梯结构 • 电梯运行原理 • 电梯维护与保养 • 电梯安全与法规
01
电梯概述
电梯的定义与分类
定义
电梯是一种垂直运输工具，通过电机 和钢丝绳等设备，将乘客或货物从一 层楼提升到另一层楼。
分类
电梯按照用途可分为乘客电梯、载货 电梯、医用电梯、观光电梯等；按照 控制方式可分为自动控制电梯和手动 控制电梯。
电梯初级知识点总结图解
电梯初级知识点总结图解一、电梯基本结构和工作原理1. 电梯的基本结构电梯主要由电梯舱、悬挂系统、门系统、传动系统、控制系统等部分组成。
电梯舱是乘客和货物的载体，悬挂系统包括导轨、钢丝绳、平衡块等，并负责支撑和运行电梯舱。
门系统包括门轨、门扇等，负责电梯的开启和关闭。
传动系统包括电动机、减速机、导轮等，负责提供动力和传递力量。
控制系统包括控制柜、电气元件、传感器等，负责控制电梯的运行和安全。
2. 电梯的工作原理电梯的运行是由电动机驱动，通过传动系统提供力量，使得电梯舱在导轨上上下运动。
控制系统监控电梯的运行状态，通过电气信号和控制指令控制电梯的开闭、停靠等操作。
电梯的安全装置和紧急系统能够在发生故障或紧急情况下及时保护乘客和货物的安全。
二、电梯的安全设施和标准1. 电梯的安全装置电梯的安全装置包括限速器、安全钳、轿厢限位器、门锁检测装置、地震传感器等。
限速器在电梯超速时立即制动，安全钳在电梯发生意外时立即切断电梯的电源，轿厢限位器能够确保电梯在轨道范围内运行，门锁检测装置能够确保电梯门的关闭，地震传感器能够在地震发生时及时停机。
2. 电梯的安全标准电梯的安全标准包括国际标准、行业标准和地方标准。
国际标准主要是由国际电梯协会和国际标准化组织制订，主要包括EN115、EN81、ISO 9001等。
行业标准由国内电梯行业协会和标准化组织制订，地方标准由各地政府和相关部门制订。
三、电梯的维护和保养1. 电梯的维护周期电梯的维护周期通常包括日常维护、周期性维护和定期大修。
日常维护是指对电梯日常运行中的小故障和异常进行处理，周期性维护是指根据电梯的使用情况进行定期检查和保养，定期大修是指根据电梯的使用寿命进行全面维修和更新。
2. 电梯的维护内容电梯的维护内容包括机械部分的润滑、检查和清洁，电气部分的检查和调试，安全装置和紧急系统的测试和维护，控制系统和传感器的检查和校准等。
3. 电梯的维保单位和人员电梯的维保单位通常是由电梯生产厂家或专业维保公司提供，维保人员需要有相关的资质和证书，能够熟练操作和维护电梯，保证电梯的安全和稳定运行。
电梯运行原理
电梯运行原理电梯是现代生活中不可或缺的交通工具之一，广泛应用于各类建筑物，为人们的出行提供了方便和效率。
然而，对于电梯的运行原理，大多数人可能了解得较为有限。
本文将详细介绍电梯的运行原理，以帮助读者更好地理解电梯的工作机制。
一、悬挂系统电梯的悬挂系统是电梯能够上下运行的基础。
其主要由钢丝绳、导轨和杂物架组成。
钢丝绳连接电梯舱和对重，通过承受重力和牵引力，实现电梯的运行。
导轨则用于引导电梯的升降运动，确保其稳定和安全。
二、电动机与传动系统电梯的电动机是电梯上下运行的动力来源。
电动机通过传动系统将其产生的力量传递给悬挂系统，从而带动电梯舱的升降。
传动系统一般包括齿轮、轮胎、传动链等组件，能够将电动机的旋转运动转化为线性运动，实现电梯的升降。
三、控制系统电梯的控制系统起着至关重要的作用。
它能够根据乘客的需求，精确地控制电梯的升降和开关门动作。
控制系统一般包括电子控制器、按钮和传感器等组件。
当乘客按下相应的按钮时，控制系统会根据乘客的需求，发出相应指令，控制电梯的运行。
四、安全系统为了确保乘客的安全，电梯配备了多种安全系统。
例如，电梯门上设有安全触板，当乘客在电梯门关闭之前将手臂等物体伸出，触及到触板时，电梯会停止运行，并自动开启门。
此外，电梯舱内还配备了紧急停止按钮和报警装置，以便乘客在紧急情况下能够迅速采取行动并获得帮助。
五、电梯运行原理简述在乘客上电梯后，通过按钮选择目标楼层。
控制系统会根据乘客的选择，计算最短路径和最佳电梯，在确认电梯位置后，电动机通过传动系统带动电梯舱在轨道中上升或下降。
当电梯到达目标楼层时，控制系统会自动打开门，乘客可安全地下电梯。
在电梯运行过程中，控制系统会不断监测各种传感器的数据，如超载传感器、速度传感器和位置传感器等。
一旦检测到异常情况，比如超载、速度超过安全范围或者电梯偏离轨道等，控制系统会立即采取安全措施，如停止电梯运行、报警等，以确保乘客和电梯的安全。
六、总结电梯的运行原理主要涉及悬挂系统、电动机与传动系统、控制系统和安全系统等方面。
电梯悬挂系统详解
悬挂系统应能够适应不同楼层高度和 井道尺寸的变化，保证电梯在各种环 境下都能稳定运行。
精确的定位
悬挂系统应能够实现电梯轿厢的精确 定位，确保电梯在停靠时能够准确平 层。
舒适性要求
平稳的启动和停止
悬挂系统应确保电梯在启动和停 止时平稳无冲击，避免给乘客带 来不适感。
低噪音运行
悬挂系统的设计和制造应保证电 梯在运行过程中噪音低，不会对 乘客和周围环境造成干扰。
电梯悬挂系统详解
汇报人：XX
• 悬挂系统概述 • 电梯悬挂系统结构与原理 • 电梯悬挂系统性能要求 • 电梯悬挂系统维护与保养 • 电梯悬挂系统设计与选型 • 电梯悬挂系统发展趋势与展望
01
悬挂系统概述
定义与功能
定义
电梯悬挂系统是电梯的重要组成部分，用于连接电梯轿厢和 对重，并承载它们之间的重量，保证电梯在井道中的稳定升 降。
的性能等。
常见故障及排除方法
钢丝绳磨损
更换磨损严重的钢丝绳，调整张力，确保各绳张力均匀。
曳引机故障
检查曳引机电机、减速器等部件，进行维修或更换。
导向轮、反绳轮故障
检查轴承磨损情况，及时更换损坏的轴承或轮子。
保养注意事项
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使用专用润滑剂
定期对悬挂系统各部件进行润 滑，使用专用电梯润滑剂。
保持清洁
定期清理悬挂系统各部件表面 的灰尘和油污，保持清洁。
调整张力
定期检查并调整钢丝绳的张力 ，确保各绳张力均匀，避免打
滑现象。
注意安全
在维护和保养过程中，注意安 全措施，避免发生意外事故。
05
电梯悬挂系统设计与选型
设计原则与方法
安全可靠
电梯悬挂系统详解课件
检查曳引机是否正常运转，如有问题 及时更换或维修。
钢丝绳磨损
定期检查钢丝绳的磨损情况，如有磨 损严重或断股现象应及时更换。
悬挂装置松动
检查悬挂装置的紧固情况，如有松动 应及时紧固或更换部件。
电气系统故障
检查电梯电气系统是否正常工作，如 有问题及时维修或更换相关元件。
05
电梯悬挂系统的安全性能
橡胶安装方式
确保橡胶元件安装稳固，与电梯结 构连接可靠，防止松动或脱落。
复合悬挂元件的设计
复合材料选择
采用多种材料的组合，如金属与橡胶、塑料与橡 胶等，以实现悬挂元件的多重功能。
复合元件结构设计
根据电梯悬挂系统的要求，设计合理的复合元件 结构，确保其稳定性和可靠性。
复合元件安装工艺
优化安装工艺，确保复合元件与电梯结构的有效 连接，并保证其使用寿命和安全性。
电梯悬挂系统的功能
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03
承载重量
电梯悬挂系统承受着轿厢 和配重装置的所有重量， 包括乘客、货物以及电梯 本身的重量。
导向作用
悬挂系统中的滑轮使钢丝 绳在电梯运行过程中能够 顺畅地绕过滑轮，起到导 向作用。
平衡作用
平衡链用于平衡轿厢和配 重装置的重量，保证电梯 运行的稳定性和安全性。
02
电梯悬挂系统的类型
新技术的应用
智能监测与诊断
通过安装传感器和智能化监测系统， 实时监测悬挂系统的运行状态，预测 潜在故障并及时预警，提高电梯安全 性能。
远程控制与维护
利用物联网和云计算技术，实现电梯 悬挂系统的远程控制与维护，降低维 护成本、提高响应速度。
系统优化与改进
优化设计
通过对悬挂系统进行优化设计，减少部件数量、简化结构，降低系统重量、提 高运行效率。
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比压计算的讨论
公式是基于绳在槽中的比压符合正弦规律得出的 （1927年提出，有数学基础）
比压随静力的增加而增加，随曳引轮直径增大绳数的增 加而减少。
绳径比D/d一般取40～80，即分母Dd即可变成40d² 和80d²，这说明了钢丝绳的截面积对比压的影响。
当切口角增大比压增大，V型角减少比压增大 比压和强度安全系数均未考虑弯曲对钢丝绳的损伤
结构型式： 6×19＋fiber core, 8×19＋ fiber core 8×19＋ fiber core Independent wire rope core wire rope（IWRC） 6×36＋ fiber core(仅适用于补偿绳)
绳芯： 纤维(fibe)， 钢基组合（steel-based composite)如钢+纤维,钢+尼龙 纤维+其他非金属(nometallic cores other than fiber only) IWRC （金属绳芯式钢丝绳）
电梯钢丝绳的强度级别
单强度绳：绳中钢丝的抗拉强度相同； 双强度绳：绳中内、外层钢丝的抗拉强度不同。
我国电梯钢丝绳的结构和规格
电梯用钢丝绳的表达方法
如钢丝绳结构为8×19的西鲁式，绳芯为天然 纤维芯，直径为13mm，钢丝的抗拉强度为 1370、1770（1500）N/mm²，双强度配 置，捻制方法为右交互捻的电梯钢丝绳，其标 记为：
附录N的设计方法，考虑了影响绳寿命的系统参 数。最终能保证其最短的服务寿命。
基于弯曲损伤的安全系数计算
根据Feyrer研究的钢丝绳寿命理论，钢丝绳每 通过一次曳引轮或导向轮对钢丝绳都产生一定 的损伤，这样的损伤（在轮上）可以用绳轮的 等效数来计算。
曳引轮的损伤程度由绳槽形状确定(见表N1） 导向轮的损伤程度取决于曳引轮和导向轮的比
电梯悬挂系统
—电梯技术系列讲座
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电梯悬挂系统的组成
1 悬挂绳 1.1 钢丝绳 1.2 复合钢带 1.3 非金属绳
2 端接装置 3 补偿装置 4 随行电缆
1、悬挂绳
1.1 钢丝绳 1.1.1 结构 1.1.2 制作工艺 1.1.3 计算与选择 1.1.4 影响寿命的因素 1.1.5 电梯钢丝绳的报废标准
钢丝原材料
拉丝
捻股
捻绳
捻绳
1.1.3 钢丝绳的计算及选择
静强度计算（安全系数法） 比压计算（98版以前的标准） 98版附录N规定的安全系数计算 伸长量计算 疲劳寿命预测
强度计算（安全系数法）
钢丝绳的安全系数应满足 n≥12（不小于三根绳的曳引驱 动；卷筒驱动） n≥16 （使用二根绳的曳引驱动）
电梯钢丝绳 8×19S＋NF-13-1500(双)右 交-GB8903-88
国际上电梯钢丝绳的规格现状
国际上电梯钢丝绳标准的一般要求: 满足基本的安全要求（如最小破断拉力） 具有较好的经济性（与用途相适应） 有很好的互换性（英制、公制） 材料要求（钢丝材料、强度级别、绳芯） 尺寸要求（公称直径（椭圆度）允差、长度 允差）
适用范围和强度级别
适用范围
悬挂绳(Suspension Ropes) 限速器绳(Governor Ropes) 补偿绳(Compensating Ropes)
强度级别
单强度级别: 1570,1770 N/mm² 双强度级别:1180/1770,1370/1770
1570/1770 N/mm²
绳结构型式和绳芯
值、个数以及是否存在逆向弯曲。
悬挂绳安全系数的计算
log6( 95.85106 Nequi)v
( Dt)8.567
(2.6834
Dr
)
Dt log7( 7.09( )2.894
sf 10
Dr
Dt＝曳引轮直径，Dr＝钢丝绳直径， Nequiv＝等效滑轮数
算例1
V型槽
γ＝40度 Nequiv（t）＝7.1 Npr＝0 Nps＝1 Dt＝600 Kp＝5.06 Dp＝400 Nequiv（p）＝5.06 dt＝10 Nequiv＝12.16 Sf＝11.36
基于弯曲损伤的安全系数计算
GB7588-2003附录N（标准的附录）悬挂绳的安全 系数计算
前版标准对钢丝绳只考虑三个因素：最小安全系 数、比压和D/d。其欠缺之处：如果钢丝绳绕过 多个滑轮，或使用在一个复杂的绕绳系统中，选 用的钢丝绳即使满足上述三个条件，仍有可能寿 命很短。钢丝绳一年检一次，快速的损伤会导致 危险。
n=一根钢丝绳的最小破断拉力/额定载荷 的轿厢停在最低层站时一根绳受的最大力
关于钢丝绳的破断拉力：
a) 计算破断拉力 金属横断面积与公称抗拉强度之积
b) 试验的破断拉力 绳的所有钢丝的试验破断拉力之和
c) 实际的破断拉力 根据整绳试验得到的破断拉力
钢丝绳在绳槽中的比压计算
钢丝绳在绳槽中的接触区域
1.1、钢丝绳
1.1.1 钢丝绳结构
绳、股、芯
捻距的概念
捻距是指绳股中某一钢丝绕股芯旋转一周后相应点的距离。多层丝 捻成的股一般指外层钢丝。捻距常用表达式计算：S＝K*D,其中K为捻距 倍数，D为绳（或股）的直径。
捻距是钢丝绳的一个重要的工艺参数，捻距大，生产效率高，承载 力大负载后变形小。反之，柔性好，耐疲劳不易松散。一定的结构和一 定直径的绳有一个最佳捻距。
交绕和顺绕
普通股型式和紧凑股型式
圆股等捻距的6×19和8×19钢丝绳
电梯用重型钢丝绳
绳丝接触状态及分类
接触状态： 点接触－－股内各层之间钢丝互相交叉，呈点接触 线接触－－股内各层之间钢丝在全长上平行捻制，呈线 接触 面接触－－股内钢丝形状特殊，呈面接触
分类与名称 外粗式（西鲁型，X型） 粗细式（瓦灵吞型，W型） 填充式（T型）
6×36 Seale Filler Wire RRL IWRC
6×41 Seale Fill.2 钢丝绳的一般制作工艺
原料（如Φ5.5mm 60#圆条钢，细钢丝 用优质碳素钢盘条）入厂－→酸洗及磷酸盐 化成皮膜处理－→粗拉丝－→中间热处理－ →中间拉丝－→最终热处理－→再制品酸洗 及磷酸盐化成皮膜处理－→半成品拉丝－→ 半成品钢丝检验－→捻股－→剑麻绳芯制造 －→捻绳－→包装