高效垂直输运装置优化设计及力学性能分析,     增城出租登高车,  增城登高车出租,  登高车出租    问题的提出传统电梯技术由于其自身结构的限制，即一个电梯井里有且只有一个轿厢。随着人类建筑高度增加，传统电梯技术的限制，在很大程度上制约着超高层建筑的发展。以高层住宅和所需电梯的数量的关系为例：𝑁=K𝑃𝑇240R𝑇=2𝑛V+1.25∗𝐹∗(V+3.5)+3R   𝑁为计算所需电梯的数量；K为客梯集中率，住宅（K=5%）；𝑃为使用电梯的总人数；𝑇为一个往返周期的总运行时间；V为电梯的平均速度，住宅（V=1～2.5）；𝐹为预计停站数，一般（𝐹=𝑛～0.9𝑛）；𝑛为电梯服务的总楼层数；R为额定人数。显然，随着建筑物楼层数（𝑛）和高度的增加，电梯服务的人数（𝑃）、电梯往返周期（𝑇）增加，若电梯的额定人数（R）、运行速度（V）不变，则所需电梯台数（𝑁）大大增加，同样电梯设备所占用的建筑面积也会大大增加。这也就造成了随着建筑高度的增加，可以使用的建筑面积占有率不断下降的情况。依照这种趋势，当楼层高度到达一定程度，摩天大楼的建筑空间完全被电梯占据丧失其使用价值。另一方面，电梯的运行本身需要电动机克服重力做功，会消耗大量的能量，因而电梯的运输能力一般比较有限，是制约着高层建筑使用功能的因素之一。综上所述，探索一种实现高层建筑中物资高效流通的解决方案将成为工程技术人员研究的重点和突破的方向。

     传统的垂直输送设备（如电梯、起重机、提升机等），由于其自身结构的限制，很难满足大载重、大运量等要求，而随着生产生活需求，大运量的垂直输送技术将成为迫切要求和必然趋势；另一方面，经济社会运行的高速化亦要求物流的高速化；同时，随能源问题的日益突出，也要求在满足大运量，高速的基础上，尽可能的减少能源消耗，提高能源利用率。针对上述问题，本人对高效垂直输运装置进行了力学性能分析，在此基础上进行了优化设计，并设计了一种链传动垂直双向传送装置。解决了传统电梯，一个电梯井里有且只有一个轿厢的问题，使得一个电3梯井里能够同时容纳多个轿厢，同时轿厢和传动链间可以相互分离，当轿厢到达需要的楼层时，可以从传动链上分离并停留在所需的楼层中，不会干涉到其他轿厢的运行。

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     垂直输运装置早在古埃及建造金字塔时期就出现了以人力驱动的升降机械；到了1858年，美国人率先发明了一种以蒸汽为动力，靠涡轮减速驱动的电梯标志着现代电梯技术的诞生。第二次工业革命以来，随着电气化的发展，现代电梯、起重机、斗式提升机、带式输送机等多种垂直输送设备被发明和制造出来，极大地丰富和方便了人们的日常生产生活。对于垂直输送设备等载重升降机械的设计思路，经历了三个阶段：早期是采用“设计-试验”交叉进行的方式，在设计方案最终定型前，一般需要经过多轮设计验证过程，循环多次历经“样品制造-试验验证-模型修改-设计变更”的设计验证流程，逐步完成一款新型产品从概念到详细尺寸的设计。显然，该方式不可避免地导致产品周期长，资源严重浪费的现象。进一步地，随着设计经验的积累，有丰富经验的工程师通过对以往设计案例的整理和总结，针对一下特定的结构，提出了一系列的经验公式用于简化设计验证过程，让后人可以通过理论计算来大大缩短设计周期。这种设计方法至今还在沿用，但它明显不能满足所有4载重升降机械的设计要求，无法涵盖设计过程的每一个细节。进入新世纪，一方面随着市场竞争日益激烈，另一方面也因为各种新方法、新理论、新技术的提出和日趋成熟，促使许多现代设计方法的出现，使得垂直运输设备的设计也逐步走向高效率、高质量的方向。

   

      对于专利中提出的一种链传动垂直双向传送装置，基于有限元法和现代优化设计的理论，以该装置主要结构件传动链为研究对象，在结构分析的基础上综合运用结构尺寸优化和结构拓扑优化对传动链进行优化设计，使之结构尺寸更加合理，实现轻量化设计，提高该方案的可靠性和可行性。对所研究的垂直输送设备的设计和改进具有一定的指导意义和参考价值。具体内容如下：第一，首先介绍了本课题研究的背景和意义，并针对现存的一些问题提出了一种新的解决方案；其次，简单介绍了几种垂直输运装置并阐述了现代设计方法；最后从链传动、有限元分析和优化设计的角度介绍了本研究相关领域的国内外研究现状。第二，阐述了相关专利“一种链传动垂直双向传送装置”所提出的高效垂直输运装置基本结构、运作方式，并探讨了该方案目前存在的问题及可能的解决措施；从有限元法、优化设计和ANSYS软件的角度对本文所涉及研究领域的基本理论方法进行介绍。第三，研究了高效垂直输运装置整体及各组成部分的力学性能，得出最大张力的计算表达式和载荷分布规律；借助ANSYS软件对初始模型进行结构静力分析，对结果的分析讨论为进一步的优化设计提供了理论依据和研究方向。第四，针对高效垂直输运装置的结构和载荷特点，提出了一种基于ANSYS设计优化模块的传动链结构尺寸放大倍数优化方案，计算出理论上最优放大倍数；在此基础上，分析载荷分布特点，设计了适用于高效垂直输运装置优化后的传动链模型并对其进行模拟验证。第五，借助更高级的拓扑优化的方法，基于载荷分布规律寻找更优的拓扑结构，为高效垂直输运装置轻量化、高性能的研究目标提供可行的方案。

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