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电梯导轨有限元计算方法研究

机械设计 2022年第S2期39卷 150-153页

作者：李信芳王继光张绪鹏北京市大兴区特种设备检测所北京102600 北京航天特种设备检测研究发展有限公司北京100074 北京市特种设备检验检测研究院北京100029

为验证有限元计算方法在电梯导轨强度、刚度及稳定性验算的可行性,以一部1350 kg、2.5 m/s曳引式乘客电梯为例,采用GB/T 7588.2—2020中5.10的理论计算方法和基于Solidworks Simulation的有限元计算方法,分别对电梯导轨在安全装置动作... 详细信息

为验证有限元计算方法在电梯导轨强度、刚度及稳定性验算的可行性,以一部1350 kg、2.5 m/s曳引式乘客电梯为例,采用GB/T 7588.2—2020中5.10的理论计算方法和基于Solidworks Simulation的有限元计算方法,分别对电梯导轨在安全装置动作工况下的弯曲应力、压弯应力及变形进行了计算,通过对比、分析计算结果误差值,找出了两者计算结果存在较大误差的原因是由于计算过程中应用了夹具定义方式不同的简支梁计算公式或加大了安全系数,并提出了利用系数修正的解决办法。经过比较所应用的不同计算公式,列出了相应的修正系数值,通过对比修正后的计算结果,误差值符合预期。最后依据GB/T 7588—2003中电梯导轨验算的评定标准,推荐了优先选用的简易计算方式,让电梯导轨有限元计算方法在操作上更为简单易学。

关键词：有限元方法电梯导轨 Solidworks Simulation

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电梯导轨自动铆接关键技术研究与应用

电梯导轨自动铆接关键技术研究与应用

作者：周志凯江苏科技大学

学位级别：硕士

电梯导轨是电梯上下行驶在井道中的安全路轨,是构成电梯的重要基准部件。因此,开展电梯导轨自动装配关键技术研究与应用,对提高电梯装配质量和效率、保障操作信号传递及安全运行,都具有重要理论意义和应用价值。论文主要研究内容和结论... 详细信息

电梯导轨是电梯上下行驶在井道中的安全路轨,是构成电梯的重要基准部件。因此,开展电梯导轨自动装配关键技术研究与应用,对提高电梯装配质量和效率、保障操作信号传递及安全运行,都具有重要理论意义和应用价值。论文主要研究内容和结论如下:(1)以电梯导轨自动装配需求为导向,在深入分析人工铆接工艺基础上,开展了自动铆接工艺流程设计,提出了基于视觉定位技术的自动铆接方法,并对连接件铆孔视觉识别与定位、铆孔识别与定位系统开发、自动铆接运动控制等关键技术进行了深入剖析。(2)研究铆接孔位视觉识别技术与方法。首先采用视觉系统对铆接零件进行图像预处理,以提高图像的清晰度及表面特征信息;其次,对铆接零件进行Line Mod模板匹配算法;然后,采用改进的边缘检测算法,并通过Hough变换算法与轮廓查找算法对零件进行特征识别与定位;最后,对零件进行位姿识别方法研究,通过相机标定以及坐标变换,将轮廓查找法识别与定位的像素坐标转换为世界坐标,以获得自动铆接运动控制参数。(3)开展铆孔识别与定位系统开发及铆接过程控制技术研究。首先,研究了自动铆接孔位识别与定位系统开发技术,包括硬件选型与开发环境选择、功能模块设计等,并给与实现;其次,研究了基于PLC的自动铆接运动控制技术,给出了控制系统总体方案,包括PLC控制系统组成、选型等,设计了PLC控制流程,开展PLC通信设计和实现方法研究。(4)搭建了自动铆接定位试验系统,并对铆接连接件的识别与定位方法进行测试。试验结果表明:本文采用的轮廓查找法运算时间短、识别与定位精度比传统方法提高了一倍,并且还可以通过设置角点数和判断轮廓外接圆矩阵来识别与定位不同特征零件等优点。

关键词：电梯导轨视觉识别组合滤波自动铆接 PLC控制

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电梯导轨校准机器人关键技术研究

电梯导轨校准机器人关键技术研究

作者：汪洋江南大学

学位级别：硕士

在高层建筑的电梯安装领域,电梯导轨的安装精度是保证电梯安全可靠运行以及满足乘客舒适度的重要考核指标。目前,电梯公司在高层建筑内安装电梯时主要是依靠安装工人的经验来人工校准每列导轨工作面与基准导轨在厅门前后方向(Back to Fr... 详细信息

在高层建筑的电梯安装领域,电梯导轨的安装精度是保证电梯安全可靠运行以及满足乘客舒适度的重要考核指标。目前,电梯公司在高层建筑内安装电梯时主要是依靠安装工人的经验来人工校准每列导轨工作面与基准导轨在厅门前后方向(Back to Front,BTF)和导轨间距方向(Distance between Guide,DBG)上的距离误差,使其安装精度符合标准规定。然而,人工校准方式存在劳动强度大、危险性高和校准效率低等问题。设计开发电梯导轨校准机器人来进行实现电梯导轨的自动化校准是电梯安装行业的未来发展趋势。本课题从电梯导轨校准机器人的结构设计与力学分析、控制系统设计和实验验证研究三个方面,对电梯导轨校准机器人的关键技术开展了一系列的研究。本课题的主要研究内容和结论如下:(1)创新设计了单梁双臂结构的电梯导轨校准机器人,可实现导轨的安装误差最小化。依据电梯导轨的校准流程和校准精度指标,设计了电梯导轨校准机器人的总体方案。开展机器人关键传动机构的选型工作,并对关键结构进行设计。同时对机器人关键机构的结构强度与机器人的动态特性进行了分析,确保满足项目使用要求。(2)提出了一种基于粒子群-模糊PID力位控制的导轨校准算法。首先设计了改进的粒子群-模糊PID控制器,作为力位控制算法中的位置控制器。其次开发了机器人的阻抗控制器和末端期望校准力自校正的方法,对期望校准力进行自校正以保证导轨的校准精度。最后将位置和阻抗控制器共同构建为力位控制算法,采用MATLAB/Simulink进行仿真模拟实验。结果表明,在干扰存在时,该算法具有较高的稳定性和鲁棒性。导轨校准力未超过最大限制1000 N,并且稳态误差都在-10～10 N之间,符合力控要求。(3)设计开发了电梯导轨校准机器人的控制系统。根据电梯导轨校准流程,提出了导轨校准机器人的控制策略,设计了机器人的控制系统架构,构建了符合控制要求的硬件平台。基于面向对象的方法开发了上层软件,以此实现人机交互的功能和运动规划功能。采用模块化编程思想,编写了机器人的底层运动控制软件。(4)开展电梯导轨校准机器人的校准精度验证实验研究。在真实电梯井道中,应用电梯导轨校准机器人的实验平台,进行了电梯导轨校准机器人的导轨校准实验。结果表明,校准后电梯导轨的DBG误差和BTF误差均控制在-0.5～0.5 mm之内,达到了国家标准要求,验证了本课题所设计机器人性能的可靠性和有效性。本课题设计了电梯导轨校准机器人及其控制系统,提出了一种基于粒子群-模糊PID力位控制算法的电梯导轨自动校准方法,实现了电梯导轨的自动化校准。通过结构设计,创新设计了国内第一套能够实际应用的电梯导轨校准机器人;通过模拟仿真,开展基于粒子群-模糊PID的力位控制算法的仿真实验研究;通过控制功能分析,开发电梯导轨校准机器人的控制系统;提出的软件滤波改进算法能够有效过滤现场环境中的干扰;并且进行了电梯导轨校准机器人的现场验证实验研究。本课题的成果实现了电梯导轨的自动化校准,提高了电梯导轨校准的工作效率,有望在电梯导轨安装领域得到推广应用。

关键词：电梯导轨校准机器人模糊PID 粒子群算法力位控制

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电梯导轨立式压力矫直关键技术研究

浙江大学学报（工学版） 2010年第8期44卷 1502-1507页

作者：余忠华周磊胡志辉宋有硕浙江大学现代制造工程研究所浙江杭州310027

为解决在垂直方向上具有非对称性的电梯导轨的弯曲变形矫直问题,提出确定电梯导轨立式矫直的反向弯曲曲率和矫直下压量的理论模型,给出明确的矫直曲率方程和矫直行程公式.从电梯导轨生产工艺流程出发分析电梯导轨弯曲变形原因,并基于弯... 详细信息

为解决在垂直方向上具有非对称性的电梯导轨的弯曲变形矫直问题,提出确定电梯导轨立式矫直的反向弯曲曲率和矫直下压量的理论模型,给出明确的矫直曲率方程和矫直行程公式.从电梯导轨生产工艺流程出发分析电梯导轨弯曲变形原因,并基于弯曲变形测量数据拟合出电梯导轨垂直方向弯曲变形的原始弯曲曲线,利用线性弹塑性理论分析了导轨立式压力矫直的反向弯曲曲率与原始弯曲曲率间的关系,给出具体的导轨压力矫直曲率方程,可便捷得到矫直一定原始曲率的矫直反弯曲率.为便于实际电梯导轨矫直的操作,利用所得的反弯曲率进一步推导出矫直行程的表达式,可直接用于计算矫直一定原始弯曲的矫直行程.利用该方法,对T90/B电梯导轨进行求解,给出其初始弯曲曲率与反弯曲率、矫直下压量的关系曲线,并对其进行有限元验证,结果显示,计算矫直行程和矫直曲率的方法有效可行.

关键词：电梯导轨矫直弹塑性理论弯曲变形

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考虑初始残余应力的电梯导轨校直研究

机械设计与制造 2022年第4期374卷 288-292页

作者：毛慧俊周自强常熟理工学院机械工程学院江苏常熟215500 苏州大学机电工程学院江苏苏州215000 江苏省机电产品循环利用技术重点建设实验室江苏常熟215500

初始应力分布状态对电梯导轨校直过程有一定的影响,而现有研究均未考虑初始残余应力的影响,针对此问题,对导轨的侧弯变形和校直过程的残余应力进行了研究。基于弹塑性力学理论对导轨侧弯变形和校直过程的加载应力和残余应力进行解析分析... 详细信息

初始应力分布状态对电梯导轨校直过程有一定的影响,而现有研究均未考虑初始残余应力的影响,针对此问题,对导轨的侧弯变形和校直过程的残余应力进行了研究。基于弹塑性力学理论对导轨侧弯变形和校直过程的加载应力和残余应力进行解析分析,给出了截面的残余应力分布函数,证明了反弯校直的M-C特性受弯曲变形历史的影响,并通过数值差分法建立了侧弯变形和反弯校直的μ-C关系。最后给出实例验证,发现500mmT75导轨在考虑初始残余应力时校直行程μ2比不考虑的校直行程μ1小0.1mm左右,且残余应力更小,并通过有限元仿真验证了理论模型的准确性。

关键词：电梯导轨校直残余应力数值差分

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电梯导轨侧弯矫直建模仿真与实验

中南大学学报（自然科学版） 2011年第6期42卷 1636-1642页

作者：周磊余忠华浙江大学现代制造工程研究所浙江杭州310027

为研制全自动电梯导轨矫直机,建立矫直电梯导轨侧向弯曲变形的理论模型,模型中对如何确定电梯导轨侧弯矫直的关键参数,如矫直压头、支点的布置及矫直行程的确定进行分析,利用弹塑性力学理论推导矫直一定原始弯曲的曲率方程式,为便于电... 详细信息

为研制全自动电梯导轨矫直机,建立矫直电梯导轨侧向弯曲变形的理论模型,模型中对如何确定电梯导轨侧弯矫直的关键参数,如矫直压头、支点的布置及矫直行程的确定进行分析,利用弹塑性力学理论推导矫直一定原始弯曲的曲率方程式,为便于电梯导轨侧弯矫直的实际操作,进一步阐述矫直下压行程的确定方法,给出矫直行程计算表达式。为验证理论模型的可行性,将其应用于T90/B系列电梯导轨的侧弯变形矫直,给出该系列导轨侧弯矫直的反弯曲率、矫直下压量与原始弯曲曲率的关系曲线,利用ANSYS有限元对实例进行仿真分析,并设计电梯导轨侧弯矫直实验,通过比较理论模型结果、有限元仿真结果及实验数据,验证了本文所提出的电梯导轨侧弯矫直模型的可行性。

关键词：电梯导轨矫直侧弯弹塑性

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电梯导轨几何误差测试系统

中国机械工程 2005年第4期16卷 303-306页

作者：李醒飞张晨阳张国雄郭敬滨天津大学天津300072 天津商学院天津300134

开发了一套电梯导轨测试系统,该系统用于静态测量电梯导轨的几何参数,包括导轨三个导向面的直线度、平面度、导轨的宽度、高度、垂直度和扭曲度等。在测量系统中,5 个光栅传感器通过适当配置用于测量电梯导轨三个面的直线度,两侧面的平... 详细信息

开发了一套电梯导轨测试系统,该系统用于静态测量电梯导轨的几何参数,包括导轨三个导向面的直线度、平面度、导轨的宽度、高度、垂直度和扭曲度等。在测量系统中,5 个光栅传感器通过适当配置用于测量电梯导轨三个面的直线度,两侧面的平面度和导轨的其他参数可以通过这些传感器的值经过适当的数学变换获得。用一个双频激光干涉仪标定了系统导轨的运动误差,用有限元分析方法对测量时导轨的挠度进行建模,进行了系统误差和挠度的补偿。实验表明,系统的测量误差小于0 .05mm。

关键词：电梯导轨直线度双频激光干涉仪有限元

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电梯导轨垂直度测量仪研究

仪器仪表学报 2003年第2期24卷 119-122页

作者：林开颜吴军辉徐立鸿同济大学信息与控制系上海200092

介绍了一种将激光技术和图像处理技术相结合的用于对电梯导轨垂直度进行测量的仪器。文中首先介绍了该测量仪的工作原理、软件设计方案 ,然后介绍了阈值分割、质心公式及霍夫变换等图像处理所用的算法。对于圆的霍夫变换 ,用对圆方程求... 详细信息

介绍了一种将激光技术和图像处理技术相结合的用于对电梯导轨垂直度进行测量的仪器。文中首先介绍了该测量仪的工作原理、软件设计方案 ,然后介绍了阈值分割、质心公式及霍夫变换等图像处理所用的算法。对于圆的霍夫变换 ,用对圆方程求导的方法将三维参数空间降低为二维处理。

关键词：电梯导轨垂直度图像处理霍夫变换测量仪激光技术

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电梯导轨表面轮廓的在线检测与分析系统

光电工程 2004年第2期31卷 37-39页

作者：李醒飞张晨阳郭丽峰张国雄天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室天津300072 日本右芝株式会社

该系统包括PSD,激光垂直准直器,数据采集箱和应用软件四个部分。激光准直器发出的光分为两路:一路用于建立测量的垂直基准;另一路用于补偿光束的随机漂移。与导轨紧密相连的PSD用来检测导轨表面与垂直基准的距离变化。实验结果显示:使... 详细信息

该系统包括PSD,激光垂直准直器,数据采集箱和应用软件四个部分。激光准直器发出的光分为两路:一路用于建立测量的垂直基准;另一路用于补偿光束的随机漂移。与导轨紧密相连的PSD用来检测导轨表面与垂直基准的距离变化。实验结果显示:使用降噪技术后,系统在50米测量范围内精度达40m,导轨直线度标准差也减小。

关键词：位置敏感器件电梯导轨实时测量激光准直仪直线度垂直基准