机械结构论文范文

近日小编精心整理了《机械结构论文范文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。摘要：垂直空间依赖于电梯，随着各地区对于空间的不断开拓，高层建筑建设的不断加快，电梯越来越受到的关注，我国电梯的生产量和使用量现已跃居世界榜首，电梯的机械装置是保证电梯运行质量的重要装置，由于电梯需求量在不断增加，对电梯机械也提出了较高要求。该文深入地分析了电梯当中的一系列机械装置和机械的结构情况，并对各个方面存在的问题进行了解决方案的制定。

第一篇：机械结构论文范文

电梯的机械装置结构安全设计

【摘 要】电梯的使用范围在不断的延伸，随着高层建筑形式的多样化，电梯作为高层建设配套设施中不可替代的组成部分，世界各国都投入大量人力物力从安全、适用、经济、环保等等方面来提高电梯的性能，以确保能够满足各种类型建筑对电梯的要求。本文对电梯机械装置结构安全设计进行了分析。

【关键词】电梯;机械装置;安全设计

一、影响电梯的机械装置结构安全设计的因素

1、能够产生影响电梯的机械装置结构安全设计的因素很多，首先是设计者的因素。设计者设计产品的时候绝对不能纸上谈兵，要广泛听取各方面人士的意见，必要的时候让一些具有实践经验的人直接参与到产品的研发设计中。设计出来的产品除了能够满足电梯各个方面性能的要求外，还要确保产品能够通过国家颁布的检测标准，要根据不同的实际情况有与之相应的产品来满足使用的要求，这样才能使电梯更加安全的运行。

2、使用者也是影响电梯机械装置结构安全设计的因素之一。使用者对于电梯的各种要求是不一样的，有的使用者可能要求电梯具有较高的安全系统、有的使用者可能要求电梯具有较好的操作系统、有的使用者可能要求电梯具有较高的承载能力等等，使用者的各种要求就会直接性或者间接的影响到电梯的机械装置结构安全设计。设计者要发挥聪明才智来解决电梯的机械装置结构安全和使用者所提出的使用要求之间的问题。

3、我国的地域辽阔，地区和地区之间的环境有着很大的差别，因此地域环境也能是影响电梯机械装置结构安全设计的因素。有些地区所处地理位置可能含氧量较低，有些地区可能是地震带，还有些地区所处地理位置比较寒冷等等，这些特殊的环境因素直接要求电梯的机械装置结构安全设计满足特定的要求。

4、电梯的使用范围在不断的增加，例如一些特殊领域对电梯的使用也影响了电梯的机械装置结构安全设计。这些特殊领域如医院通往手术室电梯、商场电梯、大型体育馆电梯、剧院电梯、学校电梯等特殊领域的电梯，这些类型电梯的舒适程度、美观程度、运载数量、安全等级等方面的要求和普通的电梯就会有很大的差别。需要根据不同的要求来设计电梯的各个方面，这样就影响了电梯在机械装置结构安全设计方面的设计。

二、分析电梯的机械装置结构安全设计的措施

通过对电梯的安全设计来减少危险，以达到对电梯的安全性能要求，是一种重要的安全技术措施。即是在电梯的功能设计过程中将电梯的安全问题一并考虑进去，而且电梯的安全问题是电梯功能设计过程中必须优先考虑的问题。主要是通过进行适当合理的结构设计以达到避免或降低风险的目标，通过采用禁止对使用者进入危险区域的设计避免危险的发生。

1、按照电梯设计规范和电梯工程实践进行电梯零部件的设计，而且必须要考虑到所有的失效形式，使所设计的电梯零部件具有非常可靠的机械结构和电气结构，并且能够承受在预定使用条件下的各种干扰和应力而不会失效，选用材料时应当充分考虑到材料的性能和使用过程中的磨损、腐蚀、老化等情况。

2、对电梯的厅轿门、轿壁等所选用板材的机械强度、以及对钢丝绳的抗拉强度都有具体的要求。通过增加运动件之间的距离，准许维修保养人员可以安全地进入所需要到达的空间区域，或者通过减少运动件之间的距离，禁止维修保养人员不能进入到达危险的空间区域，从而避免维修保养人员被剪切和挤压，为了避免轿厢冲顶或蹲底时可能会造成在轿顶或在底坑的维修人员被剪切和挤压，必须对乘客电梯和载货电梯的井道空间和底坑空间的最小尺寸作出规定，并且根据国标《电梯制造与安装安全规范》中规定在电梯轿厢的顶部设置轿顶防护栏，在电梯井道的底部设置对重防护栏。

3、为了避免乘客的脚挤入自动扶梯和自动人行道的扶手带在转向端的入口最低点与地面之间，对扶手转向端的入口最低点与地面之间的最小距离作出了规定，为了避免乘客从轿厢地坎和井道壁之间的间隙挤入和坠落，对轿厢地坎和井道壁之间间隙的最大尺寸作出了规定。乘客电梯和载货电梯的手动紧急操作装置的操作力不应超过人的正常用力范围，否则乘客电梯和载货电梯就需要安装紧急电动操作装置。还应当留有足够的检修活动空间，并且所使用的检修工作区域应当有足够的照明。

4、电梯的安全设计要考虑到各种危险的情形并采取相应的措施，为了防止电梯意外启动，自动扶梯和自动人行道设置钥匙操作式、拆卸手柄式、护盖可锁式启动开关。通过曳引机的能力校核，正确配置电梯的各部件的质量和有关参数，防止出现曳引轮上曳引绳的失控滑移，设置速度反馈装置、强迫换速装置，防止电梯速度变化失控，对关键部件如乘客电梯和载货电梯的制动器制动元件、切断制动器电源的电路以及悬挂装置等采用冗余措施，即所有参与向制动轮或制动盘施加制动力的制动器的机械部件应分两组装设，如果一组部件不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行，切断制动器电流，至少应用两个独立的电气装置来实现。当电梯停止时，如果其中一个接触器主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行，悬挂钢丝绳至少有两根，并且每根钢丝绳都应有足够的安全系数，使得由失效风险带来的危险被大大降低，对乘客电梯和载货电梯的轿厢面积进行限制，以防止超载，采用足够强度和足够锁紧力的机械锁紧装置将厅门锁紧，防止出现电梯正常运行时门打开而导致危险，采用双稳态能防止误操作的检修运行装置，并且一经进入检修运行，即取消正常运行、紧急电动运行，只有再次操作检修开关，才能使电梯恢复正常运行，使调整、维修点位于危险区外，限制操作者面临危险，当乘客电梯和载货电梯的曳引轮和限速器装于井道内时，应保证能从机房和井道外进行检修工作，预防供电的危险，通过外壳防护，绝缘、接地接零保护，短路保护和过载保护等防止电击、短路和过载等危险的发生。

5、电梯设计应保证安装、检测和维修方便。电梯有很多操作是在机房内完成，机房空间应当满足维修、通风、湿度、照明等要求。机房内应易于检查轿厢是否在开锁区，用手动紧急操作装置驱动主机，应能用手动松闸松开制动器并需要保持松开状态，在顶层或较少人通过的层门旁设置主开关、电气控制柜以及上述操作装置，并且曳引机的手动松闸与限速器的低速人为动作与制动在这里完成，应明确显示轿厢是否在开锁区。更要注意限速器的低速人为动作与制动，应满足国标《电梯制造与安装安全规范》对于额定载荷限速器、安全钳等联动试验的要求。在轿厢提升时能自动复位，还应解决平衡载荷时以及轻载冲顶与重载底时停电状态下的救援问题。井道顶部与底坑的空间应满足国标《电梯制造与安装安全规范》中的要求，曳引机必须满足曳引条件的要求，以及曳引钢丝绳安全的要求，导轨及其附件必须满足强度要求。

结束语：

安全是电梯的生命线，保护乘客的安全必须遵守国标《电梯制造与安装安全规范》。首先明确设计方案，优先考虑乘客安全，方案设计时应充分考虑各种情况下的风险，进行技术安全评审，或专家安全评定，然后进行具体设计，在电梯安全设计时，必须既要精益求精又要慎之又慎。

参考文献：

[1]顾鑫，康红，张广健，等.电梯制造与安装安全规范[J].中国标准出版社，2003，11.

[2]夏国柱，郭力宜，刘安铭，等.电梯安全管理人员培训考核必读[J].机械工业出版社，2010，5.

作者：祝欣　仲维佳

第二篇：电梯的机械装置及机械结构

摘 要：垂直空间依赖于电梯，随着各地区对于空间的不断开拓，高层建筑建设的不断加快，电梯越来越受到的关注，我国电梯的生产量和使用量现已跃居世界榜首，电梯的机械装置是保证电梯运行质量的重要装置，由于电梯需求量在不断增加，对电梯机械也提出了较高要求。该文深入地分析了电梯当中的一系列机械装置和机械的结构情况，并对各个方面存在的问题进行了解决方案的制定。

关键词：电梯 机械装置 机械结构

目前，我国高层建筑的快速普及使得很多电梯装置受到了社会各界的关注，因此，对电梯的机械装置和机械结构进行分析研究，成为了很多城市建筑领域工作人员重点关注的问题，分析电梯的机械装置和机械结构，能够很大程度上增强电梯的运行质量。

1 电梯的机械装置

1.1 限速器装置

电梯的运行速度是影响电梯安全性的重要因素，因此，限速器装置是电梯当中较为重要的装置之一，如果电梯的实际运行速度超出规定范围，限速器装置则会启动限速系统[1]。例如，当电梯的实际运行速度在规定速度的115%以上，限速器则会迅速开启危险防控系统，并在安全钳的辅助之下，对电梯当中的齿轮进行控制，依靠滑动摩擦力，对齿轮实施夹紧，使齿轮能够保证对电梯的轿厢进行锁紧。要对现有的轿厢进行连杆机构的设置，使限速器装置可以及时发出指示信号，并对电梯控制系统当中的电路进行切断处理，使电路可以更好地进行安全钳的有效控制，提升轿厢管控质量。另外，限速器装置的使用还配备了相关的安全复位系统，使得后续的轿厢运行可以在安全开关的控制下保持均匀的速度。安全钳的控制时间较长，并且可以在人为因素的影响下进行操作[2]。安全钳的安全性能防控机制较为健全，在安全钳并没有收到外部控制因素调节的情况下，电梯的轿厢不可以恢复使用，使电梯的安全防控机制可以在人为因素的操纵下进行安全保护。

1.2 缓冲器装置

缓冲器的作用不仅能够在电梯的使用过程中进行实施，也能在电梯的安全防控领域起到一定的作用。首先，如果电梯在运行的过程中出现防控机制失灵等问题，则要结合现阶段的缓冲器装置运行速度情况对轿厢实施控制，使轿厢不会在出现安全问题的状态下受到轿厢周边物质的影响。另外，缓冲器装置还能对不可避免的轿厢安全事故实施控制，将损害降低到最小的程度[3]。另外，缓冲器装置的使用不会影响到电梯轿厢的使用效率，当电梯可以在正常模式中运行的情况下，缓冲器装置不会对电梯轿厢构成安全威胁，当缓冲器装置只能根据弹簧的状况进行调节的过程中，缓冲器可以通过液压机制的应用实现电梯轿厢安全性的保证，使电梯能够在缓冲器的控制之下实现弹性性能的控制。缓冲器装置的运行效率具备较强的控制性，可以在运行过程中更好地进行能量的释放，而轿厢装置在使用的过程中，不太容易产生回弹问题。另外，缓冲器装置的使用还能很大程度上降低电梯轿厢的噪音，使电梯的速度调节不会造成电梯的质量问题。

1.3 终端保护装置

当前很多电梯装置的系统对安全防控的要求较高，因此，终端保护装置比较容易受到客观因素的影响。另外，要按照现阶段的轿厢运行规律特点，对轿厢能否实施连贯性运行进行控制，使轿厢可以避免运行过程中受到冲击性因素的影响。另外，要结合现阶段的终端运行技术要求，对保护装置的支架系统实施设置，使终端保护装置可以在使用的过程中更好地受到开关装置的控制[4]。一般情况下，在终端保护装置运行的过程中，开关装置的属性分析十分重要。另外开关装置不只简单地依靠人工操作的方式进行运行，还能够使用打板和齿轮相连接的方式进行处理，使装置可以结合钢丝的结构特点进行处理。要按照现阶段的电梯失控因素，对电梯能否具备开关连接性能实施分析，使开关装置可以更好地提升连接点的运行质量，使开关可以在使用的过程中进行指令信号资源的准确使用。如果终端保护装置不能很好地进行电梯装置的性能控制，则需要对电梯的运行轨迹进行研究，使终端保护装置可以及时实施电源装置的更改，保证电梯能够及时进行停止操作。

2 电梯的机械结构

2.1 电梯的门系统

电梯的门系统组成比较固定，正常情况下，轿厢的门如果能够得到有效的管理，则可以保证电梯装置的运行质量。另外，门系统还需要保证厅门和电梯门的有效结合，并使门系统可以和电梯的轿厢保持一致运行，要结合当前的电梯组成情况，对电梯的安全事故防控机制进行构建，以便门在电梯系统当中的作用可以得到充分的实现。另外，要结合现阶段的电梯等候要求，对电梯能否适应坠落防空系统进行设计，避免电梯在使用的过程中受到外部因素的过多影响[5]。要结合当前的电梯等候机制要求，对门系统和相关锁系统实施配套研究，使全部的门系统组件都可以在锁系统的控制之下处于关闭状态，以便厅门的质量可以得到明确的控制。要将门系统同钥匙进行有效的连通，使电梯的门系统能够在人为因素的控制之下实现良好的连接和断开，以便电梯装置的运行能够更好的在钥匙是操作之下实现运行质量的提高。

2.2 曳引系统

曳引系统在电梯装置当中主要起到动力传输功能，因此，在电梯装置进行运行的过程中，需要使用曳引系统对当中的组成机制进行深层次的应用，使曳引装置可以在使用的过程中实现多种动力系统的有效结合。另外，曳引系统当中的动力机械和曳引系统需要使用的动力传输绳，在使用的过程中必须保证能够实现有效结合，使电力装置可以同系统的底座实现有效的结合融通。另外，曳引系统是保证电梯轿厢有效运行的重要系统，其组成结构需要受到技术团队的关注。因此，曳引系统不仅要保证拖动性机械的有效运行，也要使能量装置可以实现同拖动性设备的有效融合，以便曳引系统的各类装置能够将制动装置和速度控制装置实现共同连通，保证电梯轿厢的能量传递效率，使电梯不会产生较大的噪音。

2.3 轿厢系统

轿厢系统是为电梯成员提供服务的重要系统，也是提升电梯使用质量的重要系统。在乘客乘坐电梯的过程中，轿厢是乘客必须解除的位置，而轿厢的使用质量，也是轿厢乘客高度关注的内容。轿厢在使用的过程中，必须保证轿厢的上梁和下梁能够同时进行操作，使轿厢可以更好地通过固定系统实现悬空状态的处置。另外，要根据现阶段的轿厢承重需要，对轿厢的承载性系统实施控制，以便轿厢能够在良好的刚性系统维持下进行轿厢承重压力的有效控制，使轿厢能够实现运行效率的良好控制。

3 结语

目前，高层建筑已经成为我国很多城市的主流建筑学形式，而电梯是高层建筑必备的资源，深入地分析电梯的机械装置和机械结构，对提升电梯的运行质量十分重要，因此，加强对机械装置和机械结构的研究，对提高电梯使用性能十分重要。

参考文献

[1] 何聪.四位电梯式立体车库的机械结构及控制系统优化设计[D].西南科技大学，2015.

[2] 沈强.电梯的机械结构及其相关问题分析[J].科技创新与应用，2013(23)：122.

[3] 马春雷.关于电梯机械结构装置与安全乘梯问题研究——以韩国现代电梯为例[J].城市建筑，2013(4)：117.

[4] 张书，夏龙军.可拆装专业模型电梯机械结构设计[J].机械研究与应用，2014(6)：159-161.

[5] 帅灿华.浅谈电梯的机械结构及相关问题[J].科技风，2015(16)：60.

作者：宋清

第三篇：机械结构创新设计的分析

摘要：在介绍应用变元法进行机械结构的创新设计原理后，指出设计时应遵循的8项准则。针对石油与石化设备易于腐蚀的弱点，着重阐述了结构的防腐蚀设计要点。为了优选理想的结构方案，应采用模糊综合评判法，在优选出理想结构方案的基础上，对结构中的重要零部件或机构辅之以优化设计和可靠性设计，以达到结构方案的综合优化。

一、结构创新设计新方法——变元法

结构设计是机械设计中最主要的环节，是将机械的工作原理变成技术图纸的过程。变元法源于德国，是用于机械产品结构设计的一种富有创造性内涵的新方法[1] 。笔者对变元法作了补充和改写，使之变得简洁和易于理解。该方法适用范围广，很适合石油与石化机械的结构设计。

在应用变元法进行产品结构设计时，必须首先确定该产品的一种基本结构方案，然后在此基础上开发出多种新的结构方案。

变元法的内涵有两个：第一是定义机械结构的变元，这些变元有数量、形状、材料、位置、联接、尺寸和工艺共7个;第二是通过改变这些变元创造性地构造出多个结构方案。下面对7个变元逐一介绍。

1.数量变元 机械产品结构中零件的轮廓线、轮廓面、工作面、加工面以至整个零件均可视为基本元素，可通过改变产品结构中基本元素的数量以实现产品结构的改变。

2.形状变元 改变结构零件的轮廓形状、表面形状、整体形状以及改变零件的类型和规格都可以得到不同的结构方案。

3.材料变元零件选用不同的工程材料往往导致该零件的尺寸结构随之改变，因而加工工艺也发生变化，从而影响整个产品的结构，因此通过改变材料变元可以构造出不同的结构方案。

4.位置变元通过改变产品结构中基本元素之间的布置位置可得到不同的结构方案。

5.联接变元联接变元有两层含义：一是联接方式，有螺纹联接、焊接、铆接、胶接及过盈联接等;二是对于每一种联接方式都有多种联接结构。通过改变联接方式和联接结构可得到不同的结构方案。

6.尺寸变元 尺寸包括长度、距离和角度等，通过改变零部件及构件的尺寸可改变产品的结构。

7.工艺变元 结构设计与工艺是紧密相关的。由于零件的制造工艺不同，零件和产品的制造成本、质量以及性能也不同，从而影响产品的结构。

根据所设计机械产品的特点，灵活地运用上述7个变元，同时设计者依据所具备的知识、经验，运用创造性思维方法，如类比、推理、归纳、模拟、想象、直觉及灵感等，可构思出很多种结构方案。

为保证产品结构方案设计的正确与可靠，在结构设计时应遵循力学准则、工艺准则、材料准则、装配准则、防腐蚀准则、公差配合准则、支承准则和安全与外观准则等8大项准则。

二、结构的防腐蚀设计要点

石油与石化设备的防腐蚀具有特别重要的意义，防腐蚀方案应始于结构设计阶段，始于设计图纸。除了合理选用零件材料及增加保护层以外，结构的防腐蚀设计还应注意以下要点。

(1)结构上应保证设备在停车期间能完全空干，避免介质残留淤积而引起腐蚀。

(2)结构中在视线和手触及不到的结构间隙处可能产生非常严重的局部腐蚀损坏，称之为间隙腐蚀，如在焊接、螺纹联接、铆接结构以及容器的衬板结构中都可能发生间隙腐蚀。防止间隙腐蚀有以下途径：①避免间隙结构出现;②将不可避免的间隙加以密封，使腐蚀介质无法进入;③如果上述两个途径都难以实现，可将狭窄间隙设计成宽大的空间，这样通过不停地对流使电介质平衡以减轻腐蚀。

(3)高温和高质量浓度梯度可能产生沉淀物、冷凝物和局部势差，从而加剧腐蚀进程，在结构设计中应防止此类现象发生。

(4)不同金属直接接触可能发生接触腐蚀， 应设法将不同的金属有效地绝缘开来。

(5)防止高速流体(v>2m/s)冲击流道壁面，以避免侵蚀腐蚀，如对各种接管进出口、弯头、流道截面收缩处、阀门、泵和叶轮等，应区别情况采取防腐蚀措施。

(6)遵循最小化表面积准则，即在容积相等的前提下使结构受腐蚀的表面积最小，如球体结构最佳，其次是圆柱体。

三、结构方案的评价与优化

为了优选应在对每种结构方案进行综合分析的基础上，采用模糊综合评判法[2]进行综合评价。确定评价因素应从结构方案的技术经济指标、社会效益、工艺性、可操作性、维修性和安全性等方面加以考虑。经过评价从所有备选方案中优选出理想方案。在此基础上可进而对结构中的重要零部件或机构作建立数学模型的优化设计。当数学模型能较真实地反映结构特征时，优化结果可为完善与改进结构设计提供依据，最后达到产品结构的综合优化。

数学模型能描述产品结构中的数量变元、尺寸变元，能间接描述材料变元，对其它变元则很难或不能描述。如果优化设计过于依赖于数学模型，其结果就难以达到实际上的优化，也就难以被直接采纳。

此外，还可对结构中的重要零部件或机构作可靠性设计与有限元分析，对结构中的传动件与轴承作润滑计算和分析，以便从多方面为产品结构的优化提供参考依据。

四、小结

从技术性、经济性、社会性、制造装配工艺性、可操作性、维修性及安全性等方面进行综合评价，方案b是理想方案。结构方案的综合评价，最终应以实际应用效果作为检验的依据。

如果进而对上述转盘结构中的齿轮机构进行优化设计和可靠性设计，对齿轮传动与滚动轴承作弹性流体动压润滑计算与分析，以及对密封装置的密封性能进行分析，就可为修改完善转盘结构提供更多的参考依据，这些有待进一步深入研究。

作者：韩松岩