Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Модернизация грузопассажирского лифта грузоподъемностью 1000 кг с целью повышения работоспособности и улучшения плавности его работы.

Содержание:

Введение 6
1 Анализ существующих систем управления пассажирским лифтом 8
1.1 Системы управления лифтами 8
1.2 Системы управления серии УЛ 10
1.3 Системы управления серии УЭЛ 12
1.4 Системы управления серии УКЛ 14
1.5 Системы управления серии ШУЛ 16
1.6 Патентный поиск в области систем управления лифтами 18
2 Расчетно-конструкторская часть 29
2.1 Общий расчет лифта 29
2.1.1 Расчет массы кабины и противовеса 29
2.1.2 Расчет и выбор канатов 30
2.1.3 Расчет и выбор диаметра КВШ 32
2.2 Тяговый расчет лифта 35
2.2.1 Расчет натяжения каната в подвеске кабины и противовеса в рабочих и испытательных режимах 35
2.2.2 Расчет соотношений натяжения канатов, консольной и окружной нагрузки канатоведущего шкива 39
2.3 Расчет лебедки лифта 41
2.4 Динамический расчет лифта 45
2.4.1 Приведенный момент инерции привода 45
2.4.2 Расчет необходимого момента инерции штурвала ручного привода лебедки 48
2.4.3 Расчет приведенной к ободу КВШ массы поступательно движущихся частей 49
2.4.4 Расчет приведенного момента инерции поступательно движущихся масс для 10 режимов 51
2.4.5 Расчет уточненного приведенного момента инерции механической системы привода для 10 режимов 52
2.4.6 Расчет ускорения при пуске, генераторном торможении, механическом выбеге 52
2.4.7 Расчет величины коэффициента динамичности соотношения натяжения канатов подвески кабины и противовеса 56
2.4.8 Расчет точности остановки кабины 56
2.5 Расчет ловителей 59
2.6 Расчет масляного буфера кабины 63
2.7 Расчет механизма привода дверей и дверей шахты 73
2.7.1 Расчет автоматического привода дверей 73
3 Расчет регулируемого привода лифта с использованием частотного преобразователя 76
3.1 Выбор преобразователя частоты 76
3.1.1 Выбор тормозного резистора / устройства 80
3.1.2 Режим многоступенчатой скорости (управление шкивным тормозом и контактором осуществляется с помощью преобразователя частоты) 81
3.2 Выбор контроллера 82
3.3 Выбор датчиков 83
3.3.1 Датчик силы 83
3.3.2 Датчик точной остановки кабины 84
3.4 Моделирование системы управления пассажирским лифтом 85
3.4.1 Токовое звено 86
3.4.2 Преобразователь частоты 88
3.4.3 Регулятор тока 88
3.4.4 Регулятор скорости 89
3.5 Техническое обслуживание при эксплуатации лифта 91
3.5.1 Требованию к выполнению технического обслуживания 91
3.5.2 Ежедневное обслуживание 92
3.5.3 Плановое обслуживание 92
3.5.4 Плановая замена деталей повышенного износа 93
4 Экономическая часть 96
4.1 Определение годовой эксплуатационной производительности лифта (провозная способность) 96
4.2 Расчет капитальных вложений 99
4.3 Расчёт годовых текущих затрат 99
4.3.1 Затраты на заработную плату механиков 100
4.3.2 Затраты на капитальный ремонт 100
4.3.3 Затраты на техническое обслуживание и текущие ремонты 101
4.3.4 Затраты на электроэнергию 102
4.3.5 Затраты на смазочные материалы 103
4.3.6 Затраты на сменную оснастку 103
4.4 Расчёт экономического эффекта 104
4.4.1 Определение показателей приведённых затрат 104
4.4.2 Экономическая эффективность 105
4.5 Расчёт дополнительных показателей экономической эффективности 107
4.5.1 Экономия годовых затрат труда 107
4.5.2 Годовая экономия затрат материала, из которого изготовлен лифт 108
4.5.3 Годовая экономия электроэнергии 108
5 Охрана труда и защита окружающей среды 110
5.1 Мероприятия по борьбе с вредными производственными факторами 110
5.2 Охрана труда при эксплуатации лифта 120
5.3 Освещенность машинного помещения лифта 124
5.4 Противопожарная и взрывобезопасность 126
5.5 Защита окружающей среды 129
Заключение 131
Список используемых источников литературы 132

Введение:

Реализация национального проекта «Жилье и городская среда» предполагает улучшение качества услуг, предоставляемых населению, путем экономичного использования имеющихся средств, а также снижение стоимости обслуживания.
Лифтовое хозяйство является важной частью комплекса ЖКХ. Путем применения новых технологий, даже оставаясь в рамках существующих тарифов, можно приступить к процессу модернизации за счет уменьшения расходов на эксплуатацию лифтов путем постоянного мониторинга их состояния. Модернизация предполагает замену отдельных, наиболее изношенных узлов, дальнейшая эксплуатация которых может быть небезопасна.
Лифты являются самым популярным подъемно-транспортным механизмом и все возрастающие тарифы на электроэнергию должны заставить задуматься над рациональным использованием электроэнергии.
Современный уровень развития электроники, микропроцессорных средств управления и контроля, средств автоматического регулирования позволяет широко использовать технические достижения для решения задач энергосбережения. Применение современных способов регулирования скорости технологических механизмов в сочетании с широкими возможностями автоматизации может обеспечить оптимальное использование энергетических ресурсов. Из множества решений и проблем энергосбережения, наиболее эффективным является внедрение частотно-регулируемых асинхронных электроприводов при проведении модернизации подъемно-транспортных механизмов, в частности, пассажирских лифтов.
В среднем каждый лифт проходит 3 тыс. километров в месяц и совершает порядка 10 тыс. пусков. Находясь в постоянной эксплуатации, лифт, как и любой другой механизм, подвержен износу и нуждается в постоянном техническом обслуживании.
На всех лифтах, используемых в настоящее время, в основном применяются нерегулируемые асинхронные электроприводы. Большие пусковые токи и резкие толчки при пуске и торможении неблагоприятно сказываются на лифтовом оборудовании, сложность в обслуживании и дорогостоящий ремонт приводят к продолжительным простоям.
Поскольку замена лифта – дело дорогостоящее, поэтому чаще проводится модернизация.
Модернизация лифта – это обновление, усовершенствование узлов, обеспечивающее их новый качественный технический уровень (при сохранении основных параметров: грузоподъемности, скорости и кинематической схемы), и восстанавливающее полный или частичный срок службы лифта.
Внедрение частотно-регулируемых приводов позволяет экономить от 30 до 70% электроэнергии, а также уменьшает износ лифтового оборудования за счет уменьшения пусковых токов и резких толчков при пуске и торможении.
А это в конечном итоге приводит к повышению работоспособности и улучшению плавности работы лифтов.

Заключение:

В ходе выполнения дипломной работы был проведен патентный поиск и анализ существующих систем управления пассажирскими лифтами, рассмотрены характеристики данных систем.
По итогам анализа было сделано заключение, что конструктивно системы управления незначительно отличаются друг от друга. Главными критериями при выборе системы управления являются скорость движения кабины, грузоподъёмность, назначение лифта и количество этажей в здании.
По результатам расчетов механической части электропривода были выбраны следующие устройства пассажирского лифта:
– асинхронный двухскоростной электродвигатель 5АН(Ф)225L6/24;
– преобразователь частоты лифтовой серии INVT CHV180-018G-4;
– контроллер Delta DMPC;
– датчики силы;
– датчики точной остановки кабины.
Завершением работы можно считать моделирование системы управления пассажирским лифтом в среде Matlab. По полученным графикам переходных процессов можно сделать вывод, что разработанная система управления работает и может применяться для пассажирских лифтов.
Новая техника превосходит базовую и имеет ряд положительных факторов, связанных с внедрением современного оборудования:
– увеличение производительности пассажиропотока;
– экономия трудовых затрат, электроэнергии и материалов.
Годовой экономический эффект составляет 826034 руб., а экономический эффект на срок службы модернизированного лифта – 1874477 руб.
Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений на модернизацию лифта равен 0,51 года.

Фрагмент текста работы:

1 Анализ существующих систем управления пассажирским лифтом

1.1 Системы управления лифтами

Системы управления лифтами можно разделить на:
1) релейно-контакторные. Станция управления данного вида состоят из релейных аппаратов. Питание электродвигателя лебёдки главного привода осуществляется трехфазным напряжением 380В. Питание электромагнитных катушек осуществляется от понижающего трансформатора через выпрямительный мост однофазным переменным напряжением 110 В. Количество остановок от 1 до 16.
Достоинства: станции просты в обслуживании, большую часть вышедших из строя деталей можно заменить.
Недостатки: так как питание цепей управления релейной станции 110В, и некоторые из реле включены постоянно, то потребление электроэнергии очень высокое; требуется много провода для подключения всех контактов реле и разводки по станции управления. При поиске неисправности большую часть времени занимает поиск определённого провода, продёргивание его по жгуту, замер напряжений в станции, замер напряжений в шахте. Шкаф управления имеет большие габариты и вес, рядом устанавливается понижающий трансформатор, имеющий также немалые размеры,
2) электронные. Станция управления обеспечивает управление движением лифтовой кабины с автоматическим закрытием /открытием дверей в лифтовой шахте, реализует алгоритм смешанного собирательного управления при движении вниз одиночных и групповых (парных) пассажирских лифтов со скоростью движения до 1,4 м/с для жилых зданий и сооружений до 17 этажей.
Достоинства: станция управления гораздо меньше по размерам; при наличии пассажира в кабине лифта и отсутствии приказа, двери кабины остаются открытыми; обслуживание нескольких зарегистрированных вызовов начинается с самого верхнего зарегистрированного; при загрузке кабины на 90% попутные вызовы игнорируются; выполнение приказов осуществляется последовательно по направлению движения кабины.
Недостатки: используется много логических элементов;
3) микропроцессорные. Плата управления такой станции выполняет следующие функции: определение местоположения кабины лифта по сигналу от датчика точной остановки и сигналам направления движения, регистрацию сигналов кнопок приказов и вызовов и их индикацию, отмену зарегистрированного приказа или вызова по прибытии кабины лифта на этаж при открытии дверей, выбор направления и скорости движения, включение и выключение привода дверей, определение и индикацию неисправности лифта.
Плата температурной защиты предназначена для защиты от перегрузок и коротких замыканий в цепях нагрузки, фиксирует состояние дверей шахты, контролирует максимально допустимый уровень нагрева статорных обмоток двигателя главного привода.
Плата контроля трехфазной сети предназначена для контроля допустимого уровня и правильности чередования фазных напряжений в трехфазных цепях переменного тока с линейным напряжением 380В.
Плата управления тормозом осуществляет управление тормозом, обеспечивая его включение и переход в режим удержания, обеспечивает включение вентилятора электродвигателя главного привода.
Плата семисторных ключей позволяет коммутировать нагрузку в цепях с напряжением 110 В (питание магнитных пускателей).
Достоинствами являются:
– повышенная плавность хода и точность остановки;
– комфортабельность и пониженная шумность;
– антивандальные кнопки панели управления и вызывных постов с подсветкой;
– индикаторы направления движения и положения кабины;
– могут оснащаться противопожарными дверями.
Дополнительно могут устанавливаться:
– частотный регулятор скорости лебёдки;
– привод дверей с частотным регулированием скорости движения;
– зеркало до поручня или до пола;
– вентиляторы;
– индикация перегрузки кабины;
– световой барьер на дверях кабины;
– табло индикации положения кабины и перегрузки с речевым сообщением.
Недостатками микропроцессорной станции управления являются:
– наличие некоторых дорогостоящих полупроводниковых приборов;
– ремонт вышедших из строя электронных блоков возможен только в специализированной мастерской, из-за чего пользователи вышедшего из строя лифта вынуждены терпеть неудобства;
– высокая стоимость по сравнению с предшествующими станциями управления.