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中高速电梯曳引系统振动问题的研究

尹纪财  
【摘要】:随着城市化的快速发展和现代城市中人口不断增长,现代城市的建筑越来越多地向高层、超高层发展。作为高楼的垂直交通工具——电梯,其需求量日益增长。目前中高速的电梯得到了广泛的应用。然而,随着中高速电梯的发展,人们对于电梯乘坐舒适性的要求越来越高,影响电梯舒适性的因素很多,振动对其影响较大,随着电梯速度的增加,振动对舒适性的影响尤为突出,因此,开展影响中高速电梯振动问题的研究,探讨其形成机理以及解决方法,对减少电梯振动,提高电梯产品的质量、改善乘坐舒适性都具有很重要的意义。 本文共六章,具体研究内容如下: 第一章,绪论。首先阐述了课题的来源及研究意义,介绍了国内外电梯机械系统动态特性的研究现状,提出了本学位论文的主要研究内容。 第二章,电梯基础。介绍了有关电梯的基础知识,包括电梯的定义及结构、电梯振动来源、曳引系统、曳引力的计算及动力学模型的求解基本方法,为后续对电梯的理论研究、仿真及实验奠定好基础。 第三章,电梯运行的动力学模型。本章从系统动力学运动方程入手,通过对1:1曳引电梯系统结构特点和振动机理的分析研究,先后建立了电梯机械系统垂直方向上12个自由度的动力学模型和水平方向上8个自由度的动力学模型。在水平方向建模时,将导轨激励转化为导轨对导靴的接触力引入振动模型。 第四章,电梯运行的动力学仿真。根据所建立的垂直方向和水平方向振动模型,分别用MATLAB对其进行仿真。在垂直方向上,将不同实验组合分别仿真求出其最大振动峰峰值,并运用正交试验数据处理方法得出实验结论;在水平方向上,根据所建立的振动模型进行仿真,得出振动曲线并与实际曲线比较。 第五章,实验研究。本章首先确立曳引轮、钢丝绳、减振垫与绳头弹簧四个可变因素的研究对象,每个因素有三个水平,设计出五个正交实验方案,在运用灰色理论建立振动试验的决策模型,并对五个方案进行评价,得出最优方案,然后进行试验,最后运用正交试验数据处理方法得出结论。 第六章,总结与展望。对本论文的主要研究工作和创新点进行了总结,并对未来电梯振动的研究进行了预测。 本论文的主要创新点有: ⑴通过对电梯曳引系统的分析与振动原因的研究,构造了1:1曳引电梯的12自由度垂直振动模型和水平方向8自由度振动模型,为结构设计奠定了理论基础。 ⑵利用MATLAB软件分别对曳引电梯的12自由度垂直振动模型和水平方向8自由度振动模型进行仿真,分别得到高速电梯轿厢垂直振动的最大峰峰值与水平振动的动力学模型曲线。 ⑶以曳引轮、钢丝绳、减振垫与绳头弹簧四个可变因素为研究对象进行了实验研究,为解决电梯振动问题提供了理论和实践基础。


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