关于电梯的结构分析.pdf

42|电梯工业关于电梯的结构分析ON THE OVERSPEED PROTECTION DEVICE FOR ELEVATORS UPWARD文|孙晓其 沈世鸣 钟家琪 天奥电梯（中国）有限公司 当今社会，电梯成为城市居民居家的必备交通工具，在人员出行亦或货物运输上，发挥着至关重要的作用，它在人们的日常生活中扮演着重要角色。这种需求就推进了现代电梯技术的发展。而智能电梯，则是通过电梯控制系统，对电梯进行安全化管理，智能化管理，从而使人们在乘坐电梯的过程更加简便。智能电梯的最大的特点就是它的系统性和其综合性。本文主要对电梯主要系统进行分析阐述。摘 要：电梯的中心运输环节是曳引系统，它为电梯提供运输动力，曳引系统主要由曳引机，牵引绳，导向滑轮构成。不是所有的电梯都有反绳轮。将曳引电动机与蜗轮蜗杆减速装置、曳引轮、制动器和编码器等组和在一起就有了一种有齿轮交流曳引机，它常常用于运行速度小于等于2.0m/s的各种各样的电梯上，使用蜗轮副作为减速传动装置，可以有效的减少噪音，提高运行时的平稳性。使用涡轮副的电动机也有直流的。也有无齿轮的曳引机,例如永磁同步无齿轮曳引机,它与有齿轮交流曳引机相比较,噪声低、效率高;采用外部制动器也便于装配更换;维护方便可靠,也不需要需换油。电梯曳引钢丝绳是电梯的专用钢丝绳，曳引钢丝绳在轻便的同时又拥有着很高的强度，电梯曳引绳一般采取钢丝结构，由钢丝绳拧成若干股钢丝绳，最后形成一根牵引绳，起到固定作用的是绳芯，其内可以储存润滑液，内部构造是挠性芯棒。装载乘客或者货物的地方叫做轿厢，它由轿厢架和轿厢体组成，并且有一个方便出入的箱体结构。轿厢架拥有着足够的机械强度，因为它是轿厢的承载结构，它要承载着轿厢的负荷，包括其自身重量及其载重，都会通过轿厢本身来传递给钢丝绳；它还会在一系列安全系统工作时还会承受相当大的反作用力。轿厢架还用于调节电梯轿厢轿底水平度，保证电梯底部水平，预防电梯轿厢轿底倾斜。基于安全的角度，轿厢体一般会采用不易燃易爆材料制作，一个形成电梯轿厢内部空间会拥有通风口和出入口。从乘客舒适的角度出发，设计的电梯入口和轿厢的内高度应高于两米，避免引起焦虑和恐慌；从安全的角度，为了避免超出电梯的额定负载，电梯轿厢的面积应按照相关国标规定限制在一定的范围，轿厢体应设计有安全窗。出于消音减震的的考虑，会将具有消音减震功能的橡胶垫垫放在轿厢顶、轿厢壁和轿厢底的夹层中间，除此以外，在轿厢底部和立柱之间也会垫上;基于安全和维修角度的考虑，停止装置、运行检修装置、照明装置、电源装置等一系列装置均应设置在轿顶，轿顶应设有护栏。同样是基于安全角度的考虑，每部电梯都有其最大载重量，轿厢底部一般会设置有专门的称重装置，也有将称重装置设置在上梁绳头的。称重装置本质上是一个开关，当负载超出其额定负载10%时，开关动作，致使电梯门不能关闭，电梯不能启动，同时会启动一些报警机制例如蜂鸣报警器和灯光信号。1 曳引系统2 轿厢系统图2.1 有齿轮曳引机结构图1-曳引轮;2-涡轮蜗杆减速装置;3-制动器;4-编码器;5-曳引电动机ELEVATOR INDUSTRY|43平衡系统由俩部分构成，即对重装置，重量补偿系统。顾名思义，平衡系统是使轿厢与电梯对重可以保持相对平衡的系统存在，二者在系统的操作下使之间的重量差保持在较小范围内，从而使电梯可以平稳运行。电梯的对重装置非常重要。电梯的对重装置一般会处于曳引钢丝绳的另一端，它可以平衡电梯轿厢。其主体是对重架，对重架上承载着合理计算过的对重块，对重架导靴以及压紧装置组成。对重块通过压紧装置固定在对重架上。有的对重装置还有缓冲器碰撞块。一般来说，对重装置放于轿箱两侧，由钢丝绳牵扯俩端，当钢丝绳与曳引轮因拉力拉紧时，牵引机产生摩擦力，为驱动电梯达到足够大的驱动力。对重装置是保证电梯运行的关键因素。重量补偿装置是弥补曳引轮两侧重量平衡的。当电梯处于最底层时，重量集中作用于电梯轿厢侧，反之，重量作用于对重侧，这就产生了曳引轮两侧的不平衡现象。当电梯高度达到30米以后，这种不平衡现象就更为严重，所以就需要使用由重量补偿装置。层门（厅门）和轿门（轿厢门）共同组成了电梯门。层门设计在每一层的出入口处，轿门在电梯的轿厢上，轿门是一个主动门，装有电梯门机，而层门是一个被动门，装有一些为保证安全的电气机械连锁装置。只有当安全系统正常，且电梯的两个门同时关闭到位以后，电梯才可以进行下一步动作。电梯门的安全保护装置有一般有三种，一种是安全触板式保护，还有就是光电式保护和光幕式保护。在生活中中分门和旁开门是最常用的电梯门，也有一些地方使用垂直滑动门等其他的门。由导轨架、滑轮、滑块、门、门框和地坎等共同组成了电梯的层门和轿门。电梯的门为了更好的消音，还会在其中加入减震消音用的橡胶垫。电梯的门需要一定的机械强度，仅使用薄钢板，结构件连接面承受的负载有限，所以还会在门背加上加强筋。电动机通过带动传动带轮带动变频门机。传动带轮的同轴齿轮负责带动同步传动带，从而使连接在传动带上的门扇做水平移动。变频电动机的优点是结构简单，开关平稳，能耗少。电梯门锁安装在层门上，通过轿厢门刀刃带动门锁开与关，在滚轮运动下，使得锁臂与轿门一同运动。3 平衡系统4 门系统图2.2 重量平衡系统图2.3 中分门与旁开门示意图图2.4 变频门机原理图图2.5 变频门机实物图1-重量补偿装置；2-轿厢；3-曳引轮；4-限速器；5-曳引钢丝绳；6-对重装置1-传动带夹板；2-开门极限开关；3-速度开关二；4-变频电动机；5-传动带轮球速机构；6-开门极限开关；7速度开关一；8-滑轮组；9-门导轨（a）中分门（b）旁开门44|电梯工业安全触板是一种软门，它比门突出约30毫米，在关门时如果有人或物夹在两扇门之间，就会让安全触板先被触及，发出信号，从迅速将关门电路切断并接通开门电路，让门重新开启。电梯门俩侧放置俩组水平光电感应装置，为了与正常光进行区分，一般选取防干扰的红外光。在关门时，光电保护装置只要感受到有人或物的阻挡，并会立即阻断关门指令，开启开门电路。光幕同样是门的一侧设置上红外发射器，在另一侧安装上接收器，供电就需要在电梯轿厢顶部要安装专用的电源盒，通过专门的带有柔韧性的电线连接。同样地每一个红外线发射管都有与之水平的红外接收管，从而出现了一个稠密的光幕，当有任意光束被阻挡时，都将关门电路切断并接通开门电路。电梯的导向系统主要作用是限制自由度，使电梯的运行轨道不会偏移。电梯导向系统涵盖了两个部分，一部分是电梯轿厢的导向系统，另一部分是在曳引轮另一侧的电梯对重的导向系统。固定在井道导轨架上的导轨和轿厢导靴是它们的主要构件。导轨架支承和固定导轨，它就需要一定的机械强度，并且它还要承担电梯运行时给其带来的各种力。电梯导轨架有很多种，L型最为常见。L形导轨架，也被称为对重导轨架；有山形导轨架也叫轿厢导轨架；框形导轨又叫轿厢导轨共用架。导轨的结构主要是钢轨以及连接板，从导轨横截面的形状可以将其分为：T型，最为寻常的电梯导轨结构；H型的钢导抗弯能力强，轨翼缘宽，侧向刚度大，但适用范围小，仅用于速度不超过400mm/s的电梯，；热轧空心导轨适用范围也不大，仅能用于没有安全钳的电梯对重导轨。简单的导靴就是由一个靴座和导靴头形成，复杂的导靴还有靴体。靴头部分与导轨共同工作负责限制电梯自由度，一般可以做成固定式或者移动式。限速器-安全钳是电梯中最为寻常的一种安全设备，因为它负责限制速度，所以也叫做超速保护。它涵盖了安全操作拉杆，限速器钢丝绳，张紧轮，限速器和安全钳这几部分。安全钳安装于电梯轿厢后面或侧面，张紧轮安装在井道底坑，限速器安装在机房。当电梯由于各种原因导致的电梯轿厢蹲底，就会让限速器安全钳动作，立刻使轿厢卡在导轨上，从而起到保护的作用。当电梯速度在电梯轿厢下行时超出速度额定值百分之十五时，开关立即动作，从而切断电动机电源，切断安全电路，将启动制动器上闸制动同时利用限速器的动作钳住钢丝绳，从而把轿厢卡在导轨上。缓冲器会安装在底坑内，只有当电梯的其他所有安全措施都发生故障，并且轿厢或对重发生蹲底现象时，缓冲器会发挥作用，消耗由重力势能转化的动能，使其降速，停止。门锁装置，处于闲置状态的电梯应保持关闭状态，此时电梯门内的锁钩应与钩子构件牢牢紧扣，即处于关门状态的轿厢，其连锁触点是完全接通的。电梯正常运行时，电梯门处于关闭状态，层层相连，电梯才可处于正常工作状态。当电梯运作时，只有所处楼层的电梯门可以被打开，其余楼层都不可以。图2.6 导轨的连接5 导向系统6 安全系统