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[摘 要]非标电梯结构复杂、形式繁多，为减轻设计人员的工作负担，提高生产管理水平，本文介绍非标电梯CAD数字模型的建立和软件模块功能及应用。
[关键词]非标电梯 设计软件 应用
非标电梯主要由机房、曳引机、导轨及轿厢等组成，其中轿厢的结构和尺寸变化较大，其它的变化不大，因此电梯系列化的关键是轿厢的系列化。
电梯轿厢由轿厢围板、轿架和反绳轮等组成，其中轿厢围板分左右围板、后围板、轿顶，它们与前板、底板、门框及轿门等组成轿厢主体；轿架由上横梁、下横梁、立柱等组成，是载重和轿厢自重的受力构件；反绳轮直接固定在上横梁上，通过钢丝绳牵引轿厢上升下降。我们采取的轿厢系列化方案是，轿厢围板由若干种规格的基围板组合而成，轿架是根据载重量和梁长度确定几种系列规格，反绳轮采用标准化设计。
1.轿厢型号规格的制定
轿厢结构与电梯载重量、井道结构形式、轿厢的有效面积有关，因而轿厢型号规格除轿厢系列名称外，还应包括轿厢主参数、井道结构形式和载重量。
2 轿厢围板的组合
轿厢围板有前板、后围板、左右围板及轿底底板等，除前板和轿底底板，其它围板均可采用基围板组合法产生。基围板组合法是指围板可以用若干种规格的所谓“基围板”组合连接形成的方法。
我们利用数学组合理论，研究了基围板的种类，结果表明：所有规格的围板均可由六种不同宽度的二至三件基围板组合产生。这六种基围板的宽度规格为500（1#），550（2#），…，750（6#）mm，当围板总宽度≤1500时，由二块基围板组合，宽度超过1500时，由三块板组合而成。
基围板的宽度和高度是其主要尺寸，组合左右围板的基围板和组合后围板的基围板，高度相同，均为2200mm，而且结构相似，两者归为一类，称为侧面基围板，组合顶围板的基围板，其高度与轿厢宽度B有关，称为顶面基围板。如总宽度B0=1450mm的左围板，可以由B0=700（5#）和B0=750（6#）兩种侧面基围板来组合；再如总宽度B0=1550mm的顶围板，可由B0=500（1#）、B0=550（2#）、B0=500（1#）共三块符合高度要求的顶面基围板来组合。
3 零部件代号的编制
由于组成轿厢的零部件数量较多，不同型号规格的零部件容易混杂，为便于有条不紊地组织生产和零部件管理，我们给零部件以一个特定的代号，这个代号包括零部件名称代号和规格尺寸代号两部分。零件名称代号取自零部件的汉语拼音首字母。如前板代号为QB，拉杆代号为LG，立柱代号为LZ，左右围板与后围板合用代号CWB（侧围板）等。规格尺寸代号分单向代号和多向代号。当零部件只跟一个方向尺寸（如B或S）有关联时，采用单向代号，如QB10表示第10种前板。当零部件跟两个以上尺寸（如B或S）有关联时，采用多向代号，如轿底底板的宽度决定于轿厢深度S，而长度决定于轿厢宽度B，故采用双向代号，形如DB5/18，它表明轿底底板第一方向尺寸种类为5，另一方向为18。
对于轿架来说，除了梁的长度外，还有反映梁的强度、刚度大小的量，如型钢的型号，故轿架的代号为双向性，SZL8/2表示上中横梁长度种类为8，型号种类为2。对于轿厢围板来说，由于采用若干个基围板组成，故围板代号应能反映基围板组合情况。如DWB4+5/13，表示顶围板是由二块宽度种类分别是4#、5#高度种类是13的顶面基围板所组成的。
4.非标电梯计算机辅助设计
非标电梯实现系列化后，减轻了设计负担，也使得生产、管理有序。但设计任务还是比较重的。采用计算机辅助设计，可从根本上改变这种状况，不仅使设计量减轻，而且将减小设计错误发生率。非标电梯CAD软件设计是一项繁杂的工作，我们用AutoCAD12.0版开发成功非标电梯CAD软件，软件用户界面良好，使用简单，只要输入待设计电梯轿厢的型号规格，或输入电梯载重量、井道结构形式和轿厢的宽与深度尺寸，就可以得到零件图和零件代号，并以显示、打印及绘图方式输出。以下介绍该软件设计的部分工作。
（1）数学模型
电梯轿厢由侧围板（左右围板、后围板）、轿顶、前板、轿底底板、立柱、上下横梁、拉杆、斜板、接耳和定位板等几十种零部件构成，其中部分零部件结构尺寸，不随型号规格的变化而变化，大量的零部件在结构和尺寸上会有所变化。现以上横梁和侧围板为例说明数学模型的建立。
①上横梁
上横梁连接反绳轮，是受力最大的构件，为保证安全，有必要计算梁的强度和刚度。计算时将上横梁简化为一简支梁，其上作用两个对称分布的集中力，如图1所示。图中740为反绳轮的平均直径。
为便于计算机处理，将若干种型号槽钢的信息做成一张表，每种型号信息构成子表，子表形式为：（〈型号〉〈模量WZ〉〈惯性矩J〉〈高度h〉〈腿宽b〉），用Auto Lisp语言从表中取值，然后比较，选其中符合要求的型号，并将型号、高度和腿宽赋值给相应的变量。
确定梁的长度、型号后，还应确定结构中尺寸可变部分（即哑元）的值，如孔距等。
②侧围板
侧围板包括左右围板和后围板，对于井道结构形式为A11、A21等单门标准式，右围板和左围板的总宽B0=S+50，后围板总宽B0=B，而对于井道结构形式为A12、A22等双门直通式，没有后围板，左右围板总宽B0=S，B和S为轿厢有效宽度和深度。
（2） CAD软件模块
非标电梯CAD软件是用Auto CAD R12内部嵌有的Auto Lisp语言编制而成，实现了零件图的自动生成和输出。软件有输入模块、选择模块、绘图模块和图形输出模块。
输入模块完成电梯设计原始数据的输入。原始数据是电梯轿厢型号规格，或者是载重量、井道结构形式、轿厢宽度和深度。该模块采用对话框操作完成输入，对话框由文本框、编辑框、单选按钮、弹出表及命令按钮等片型框组成。文本框显示软件名称和信息，编辑框用于轿厢型号规格的输入，单选按钮配合弹出表完成单项数据的输入，命令按钮有OK、Cancel、Help，其中OK用于输入数据的确认，Cancel取消对话框，Help用于在线帮助。
选择模块完成所绘零件图的选择，从众多零部件中选取一种作绘图对象。本模块将组成轿厢的所有零部件做成幻灯片，最后完成图标菜单的制作，通过拾取菜单项完成零部件选择，零部件选择后，进入相应的绘图模块。
绘图模块里，首先根据原始数据和数学模型计算出零件上待定尺寸（哑元）的数值，然后用相应的绘图语句进行绘图，最后给出该零部件代号。
输出模块包括并联的显示、打印和绘图三个子模块。它们将当前图形文件及零部件代号分别以显示、打印或绘图方式输出。输出模块结束后返回输入模块。
[关键词]非标电梯 设计软件 应用
非标电梯主要由机房、曳引机、导轨及轿厢等组成，其中轿厢的结构和尺寸变化较大，其它的变化不大，因此电梯系列化的关键是轿厢的系列化。
电梯轿厢由轿厢围板、轿架和反绳轮等组成，其中轿厢围板分左右围板、后围板、轿顶，它们与前板、底板、门框及轿门等组成轿厢主体；轿架由上横梁、下横梁、立柱等组成，是载重和轿厢自重的受力构件；反绳轮直接固定在上横梁上，通过钢丝绳牵引轿厢上升下降。我们采取的轿厢系列化方案是，轿厢围板由若干种规格的基围板组合而成，轿架是根据载重量和梁长度确定几种系列规格，反绳轮采用标准化设计。
1.轿厢型号规格的制定
轿厢结构与电梯载重量、井道结构形式、轿厢的有效面积有关，因而轿厢型号规格除轿厢系列名称外，还应包括轿厢主参数、井道结构形式和载重量。
2 轿厢围板的组合
轿厢围板有前板、后围板、左右围板及轿底底板等，除前板和轿底底板，其它围板均可采用基围板组合法产生。基围板组合法是指围板可以用若干种规格的所谓“基围板”组合连接形成的方法。
我们利用数学组合理论，研究了基围板的种类，结果表明：所有规格的围板均可由六种不同宽度的二至三件基围板组合产生。这六种基围板的宽度规格为500（1#），550（2#），…，750（6#）mm，当围板总宽度≤1500时，由二块基围板组合，宽度超过1500时，由三块板组合而成。
基围板的宽度和高度是其主要尺寸，组合左右围板的基围板和组合后围板的基围板，高度相同，均为2200mm，而且结构相似，两者归为一类，称为侧面基围板，组合顶围板的基围板，其高度与轿厢宽度B有关，称为顶面基围板。如总宽度B0=1450mm的左围板，可以由B0=700（5#）和B0=750（6#）兩种侧面基围板来组合；再如总宽度B0=1550mm的顶围板，可由B0=500（1#）、B0=550（2#）、B0=500（1#）共三块符合高度要求的顶面基围板来组合。
3 零部件代号的编制
由于组成轿厢的零部件数量较多，不同型号规格的零部件容易混杂，为便于有条不紊地组织生产和零部件管理，我们给零部件以一个特定的代号，这个代号包括零部件名称代号和规格尺寸代号两部分。零件名称代号取自零部件的汉语拼音首字母。如前板代号为QB，拉杆代号为LG，立柱代号为LZ，左右围板与后围板合用代号CWB（侧围板）等。规格尺寸代号分单向代号和多向代号。当零部件只跟一个方向尺寸（如B或S）有关联时，采用单向代号，如QB10表示第10种前板。当零部件跟两个以上尺寸（如B或S）有关联时，采用多向代号，如轿底底板的宽度决定于轿厢深度S，而长度决定于轿厢宽度B，故采用双向代号，形如DB5/18，它表明轿底底板第一方向尺寸种类为5，另一方向为18。
对于轿架来说，除了梁的长度外，还有反映梁的强度、刚度大小的量，如型钢的型号，故轿架的代号为双向性，SZL8/2表示上中横梁长度种类为8，型号种类为2。对于轿厢围板来说，由于采用若干个基围板组成，故围板代号应能反映基围板组合情况。如DWB4+5/13，表示顶围板是由二块宽度种类分别是4#、5#高度种类是13的顶面基围板所组成的。
4.非标电梯计算机辅助设计
非标电梯实现系列化后，减轻了设计负担，也使得生产、管理有序。但设计任务还是比较重的。采用计算机辅助设计，可从根本上改变这种状况，不仅使设计量减轻，而且将减小设计错误发生率。非标电梯CAD软件设计是一项繁杂的工作，我们用AutoCAD12.0版开发成功非标电梯CAD软件，软件用户界面良好，使用简单，只要输入待设计电梯轿厢的型号规格，或输入电梯载重量、井道结构形式和轿厢的宽与深度尺寸，就可以得到零件图和零件代号，并以显示、打印及绘图方式输出。以下介绍该软件设计的部分工作。
（1）数学模型
电梯轿厢由侧围板（左右围板、后围板）、轿顶、前板、轿底底板、立柱、上下横梁、拉杆、斜板、接耳和定位板等几十种零部件构成，其中部分零部件结构尺寸，不随型号规格的变化而变化，大量的零部件在结构和尺寸上会有所变化。现以上横梁和侧围板为例说明数学模型的建立。
①上横梁
上横梁连接反绳轮，是受力最大的构件，为保证安全，有必要计算梁的强度和刚度。计算时将上横梁简化为一简支梁，其上作用两个对称分布的集中力，如图1所示。图中740为反绳轮的平均直径。
为便于计算机处理，将若干种型号槽钢的信息做成一张表，每种型号信息构成子表，子表形式为：（〈型号〉〈模量WZ〉〈惯性矩J〉〈高度h〉〈腿宽b〉），用Auto Lisp语言从表中取值，然后比较，选其中符合要求的型号，并将型号、高度和腿宽赋值给相应的变量。
确定梁的长度、型号后，还应确定结构中尺寸可变部分（即哑元）的值，如孔距等。
②侧围板
侧围板包括左右围板和后围板，对于井道结构形式为A11、A21等单门标准式，右围板和左围板的总宽B0=S+50，后围板总宽B0=B，而对于井道结构形式为A12、A22等双门直通式，没有后围板，左右围板总宽B0=S，B和S为轿厢有效宽度和深度。
（2） CAD软件模块
非标电梯CAD软件是用Auto CAD R12内部嵌有的Auto Lisp语言编制而成，实现了零件图的自动生成和输出。软件有输入模块、选择模块、绘图模块和图形输出模块。
输入模块完成电梯设计原始数据的输入。原始数据是电梯轿厢型号规格，或者是载重量、井道结构形式、轿厢宽度和深度。该模块采用对话框操作完成输入，对话框由文本框、编辑框、单选按钮、弹出表及命令按钮等片型框组成。文本框显示软件名称和信息，编辑框用于轿厢型号规格的输入，单选按钮配合弹出表完成单项数据的输入，命令按钮有OK、Cancel、Help，其中OK用于输入数据的确认，Cancel取消对话框，Help用于在线帮助。
选择模块完成所绘零件图的选择，从众多零部件中选取一种作绘图对象。本模块将组成轿厢的所有零部件做成幻灯片，最后完成图标菜单的制作，通过拾取菜单项完成零部件选择，零部件选择后，进入相应的绘图模块。
绘图模块里，首先根据原始数据和数学模型计算出零件上待定尺寸（哑元）的数值，然后用相应的绘图语句进行绘图，最后给出该零部件代号。
输出模块包括并联的显示、打印和绘图三个子模块。它们将当前图形文件及零部件代号分别以显示、打印或绘图方式输出。输出模块结束后返回输入模块。