第2章 电梯系统组成.doc

2 电梯系统组成
2.1 电梯系统组成概述
电梯品种繁多，结构各有不同但它们却有共同之处，都少不了机械、电气和安全装置三大部分。机械部分是电梯的骨架，电气则是拖动和控制，是电梯赖以运行的保障，安全装置有机地和机、电装置组为一体，互相制约，以保证电梯可靠、安全地运行。常见的有机房交流乘客电梯基本结构如图2-1所示。

图2-1 电梯基本结构
2.1.1 电梯机械系统
电梯的机械系统由曳引系统、轿厢与门系统、重量平衡与导向系统、机械安全保护系统等部分组成。
曳引系统是输出和传递动力、实现电梯上下运行的驱动装置。它由曳引机、曳引钢丝绳及绳头组合的均衡装置等组成。
电梯的重量平衡系统包括对重和重量补偿装置，对重由对重架和对重块组成。对重将平衡轿厢自重和部分的额定载重。重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧曳引钢丝绳长度变化对电梯平衡设计影响的装置。导向系统包括轿厢引导系统和对重引导系统两种，是保证轿厢和对重在电梯井道中沿着固定的滑道——导轨运行的装置，由导轨与支架、导靴、导向轮和复绕轮等部件组成。
轿厢是用来运送乘客或货物的电梯组件。轿厢由轿厢架和轿厢体两大部分组成。轿厢架是轿厢体的承重构架，由横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成。轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定载重量或额定载客人数决定。电梯的门有轿门和厅门两种，门系统由轿门、厅门、开关门机构、门锁等部件组成。轿门挂在轿厢上，和轿厢一起上下运动，厅门装在各楼层的井道进出口处，用以封住井道的进出口。
2.1.2 电梯电气系统
电梯的电气系统包括电力拖动系统与运行控制系统两个部分组成。电气系统是电梯按照人们的意愿做功的动力，能使电梯按照人们的指令启动、加速、运行、换速平层、停车制动、开门关门等。这些都要依靠拖动装置和运行控制信号来完成。
电力拖动系统由曳引电机、供电系统、速度反馈装置、调速装置等组成，对电梯实行速度控制。曳引电机是电梯的动力源，根据电梯配置可采用交流电机或直流电机。供电系统是为电机提供电源的装置。速度反馈装置是为调速系统提供电梯运行速度信号。一般采用测速发电机或速度脉冲发生器，与电机相联。调速装置对曳引电机实行调速控制。
电气控制系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等组成,它的作用是对电梯的运行实行操纵和控制。操纵装置包括轿厢内的按钮操作箱或手柄开关箱、层站召唤按钮、轿顶和机房中的检修或应急操纵箱。控制屏安装在机房中，由各类电气控制组件组成，是电梯实行电气控制的集中组件。位置显示是指轿内和层站的指层灯。层站上一般能显示电梯运行方向或轿厢所在的层站。选层器能起到指示和反馈轿厢位置、决定运行方向、发出加减速信号等作用。
2.1.3 电梯安全保护系统
电梯是频繁载人的垂直运输工具，必须有足够的安全性。电梯的安全，首先是对人员的保护，同时也要对电梯本身和所载物资以及安装电梯的建筑物进行保护。为了确保电梯运行中的安全，防止一切危及人身安全的事故发生，设置了多种机械保护、电气保护和安全防护装置。
机械安全保护系统主要包括：机械保护有超速保护装置——限速器、安全钳；超越行程的保护装置——强迫减速开关、终端限位开关；冲顶（撞底）保护装置——缓冲器；门安全保护装置——厅门门锁与轿门电气联锁及门防夹人的装置；轿厢超载保护装置及各种装置的状态检测保护装置（如限速器断绳开关、钢带断带开关）。
电气方面的安全保护首先要充分考虑电气拖动和运行控制的可靠性，还针对各种可能发生的危险，设置专门的安全装置。电气安全保护系统一般设有如下保护环节：超速保护开关、厅门锁闭装置的电气联锁保护、门入口的安全保护、上下端站的超越保护、缺相断相保护、电梯控制系统中的短路保护、曳引电机的过载、过流保护等。另外还须对电梯的电气装置和线路必须采取安全保护措施，以防止发生人员触电和设备损毁事故。
安全防护主要有机械设备的防护，如曳引轮、滑轮、链轮等机械运动部件防护以及各种护栏、罩、盖等安全防护装置。
这些装置共同组成了电梯安全保护系统，以防止任何不安全的情况发生。
2.2 电梯曳引系统
电梯曳引系统由曳引机、曳引钢丝绳及绳头组合的均衡装置等组成，如图2-2所示。安装在机房的电动机与减速箱、制动器等组成曳引机，是曳引驱动的动力。曳引钢丝绳通过曳引轮一端连接轿厢，一端连接对重装置。为使井道中的轿厢与对重各自沿井道中导轨运行而不相蹭，曳引机上放置一导向轮使二者分开。轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮槽内产生摩擦力。这样，电动机转动带动曳引轮转动，驱动钢丝绳，拖动轿厢和对重在井道中沿导轨上、下往复运行，执行垂直运送任务。

图2—2电梯曳引传动系统
2.2.1 曳引机
曳引机是电梯的动力设备，又称电梯主机。功能是输送与传递动力使电梯运行。它由电动机、制动器、联轴器、减速箱、曳引轮、机架和导向轮及附属盘车手轮等组成。
如果拖动装置的动力通过中间减速器传递到曳引轮上的曳引机称为有齿轮曳引机如图2-3（a）所示，它由电动机、制动器、减速器和曳引轮组成并固定在底座上。有齿轮曳引机用的电动机有交流电动机也有直流电动机，广泛应用于速度小于或等于2.5米/秒以下的低中速电梯。
如果拖动装置的动力不用中间的减速箱，而直接传到曳引轮上的曳引机称为无齿轮曳引机，如图2-3（b）所示。无齿轮曳引机的电动机转子同制动轮和曳引轮同轴直接相连。由于没有减速箱这一中间传动环节，所以传动效率高、噪声小、传动平稳。但是存在能耗大、造价高、维修不便等缺点。无齿轮曳引机大多是直流电动机或者交流永磁同步电机，一般用于2.5米/秒以上的高速电梯和6米/秒以上的超高速电梯。

（a）有齿轮曳引机 （b）无齿轮曳引机
图2-3曳引机实物
曳引电动机是驱动电梯上下运行的动力源，而电梯则是典型的位能性负载，在运行中每小时起制动次数常超过100次，最高可达到每小时180～240次，根据电梯的工作性质，电梯曳引电动机应具有以下特点：
1. 能够频繁起、制动，其工作方式为断续周期性工作制；
2. 能够适应一定电源电压波动，有足够的启动力矩；
3. 起动电流较小；
4. 有发电制动特性，能由电动机本身性质来控制电梯在满载下行和空载上行时的速度；
5. 较硬的机械特性，不会因为电梯负载变化造成运行速度变化；
6. 良好的调速特性；
7. 运转平稳、工作可靠、噪声小、维护简单。
2.22 减速器
有齿轮曳引机在曳引电动机转轴和曳引轮转轴之间安装有减速器（箱），其作用是降低电动机输出转速，提高电动机的输出转矩，以适应电梯的运行要求。减速器常采用蜗轮蜗杆传动，也可使用斜齿轮传动或行星齿轮传动。
蜗轮蜗杆减速器（蜗杆减速器）是由带主动轴的蜗杆与安装在壳体轴承上带从动轴的蜗轮组成，如图2-4所示。蜗轮和曳引轮同轴，电动机能通过蜗杆驱动涡轮和绳轮做正反向运动，从而通过曳引绳和曳引轮之间的摩擦力驱动轿厢和对重上下运动。蜗杆减速器传动比大，噪音小、传动平稳，而且当由蜗轮传动蜗杆时，反效率低，有一定的自锁能力；可以增加电梯制动力矩，增加电梯停车时的安全性。

图2-4蜗轮蜗杆传动示意图
在减速器内，凡蜗杆安装在蜗轮上面的称为蜗杆上置式，其特点是减速箱内蜗杆、蜗轮齿的啮合面不易进入杂物，安装维修方便，但润滑性较差；凡蜗杆安装在蜗轮下面的称为蜗杆下置式，其特点是润滑性能好，但对减速器的密封要求高，否则很容易向外渗油。
斜齿轮减速器于20世纪70年代应用于电梯传动，斜齿轮减速器相比蜗轮蜗杆减速器传动效率可提高约15%，以及可降低电能消耗15%，但是对机件的疲劳强度、可靠性和质量的稳定性要求较高。行星齿轮减速器具有效率高（可达98%）、体积小、重量轻、精度较高、无污染、使用寿命长、额定输出扭矩可以做的很大，但价格较贵。
2.2.3 曳引轮
曳引轮是嵌挂曳引钢丝绳的轮子也称曳引绳轮或驱绳轮，绳的两端分别联接轿厢和对重装置。当曳引轮转动时，通过曳引绳和曳引轮之间的摩擦力（也叫曳引力），驱动轿厢和对重装置上下运动，因此说曳引轮是电梯赖以运行的主要部件之一。
有齿轮曳引机的曳引轮装在减速器中的蜗轮轴上，无齿轮曳引机的曳引轮装在制动器的旁侧，与电动机轴、制动器轴在同一轴线上。
曳引轮分成两部分构成，中间为轮筒（鼓），外面是在轮缘上开有绳槽的轮圈，外轮圈与内轮筒套装，并用铰制螺栓连结在一起成为一个曳引轮整体，其曳引轮的轴就是减速器内的蜗轮轴。
由于曳引轮要承受轿厢、载重量、对重等装置的全部动静载荷，因此要求曳引轮强度大、韧性好、耐磨损、耐冲击，其材料多用球墨铸铁。为了减少曳引钢丝绳在曳引轮绳槽内的磨损，除了选择合适的绳槽槽型外，对绳槽的工作表面的粗糙度、硬度应有合理的要求。
曳引轮靠钢丝绳与绳槽之间的摩擦力来传递动力，当曳引轮两侧的钢丝绳有一定拉力差时，应保证曳引钢丝绳与绳槽之间不打滑。摩擦力（即曳引力）的大小以及曳引钢丝绳的寿命与曳引轮绳槽的形状有直接关系。在电梯中，常用的曳引轮绳槽的形状有半圆槽、带切口半圆槽（又称凹形槽）、V形槽，如图2-5所示。

（a）半圆槽 （b）带切口半圆槽 （c）V形槽
图2-5曳引轮绳槽形
半圆槽与曳引绳接触面积大，曳引绳变形小，有利于延长曳引绳和曳引轮寿命，但这种绳槽的当量摩擦系数小，因此曳引能力低多用在高速无齿轮曳引机直流电梯上。V形槽的两侧对曳引绳产生很大的挤压力，曳引绳与绳槽的接触面积小，接触面的单位压力（比压）大，曳引绳变形大，曳引绳与绳槽间具有较高的当量摩擦系数，可以获得很大的驱动力，但这种绳槽的槽形和曳引绳的磨损都较快，只在轻载、低速电梯上应用。凹形槽（带切口的半圆槽）是在半圆槽的底部切制一条凹槽，曳引绳与绳槽接触面积减小，比压增大，曳引绳在凹槽处发生弹性变形，部分楔入沟槽中，使当量摩擦系数大为增加，使曳引能力增加。这种槽形既使当最摩擦系数大，又使曳引绳磨损小，广泛应用在各类电梯中。
2.2.4 制动器
为了提高电梯的安全可靠性和平层准确度，电梯上必须设置制动器，当电梯的动力电源失电或者控制电路电源失电时，制动器应自动动作，制停电梯。电梯不工作时制动器抱闸制动，电梯运转时松闸。
电梯制动时，依靠机械力的作用，使制动带与制动轮摩擦而产生制动力矩；电梯运行时，依靠电磁力使制动器松闸。根据制动器产生电磁力的线圈工作电流，分为交流电磁制动器和直流电磁制动器。直流电磁制动器主要由制动线圈、电磁铁芯、制动臂、制动瓦、制动轮、抱闸弹簧等构成，如图2-6所示。由于制动平稳，体积小，工作可靠，电梯多采用直流电磁制动器。
电梯采用的是机—电摩擦型常闭式制动器，如图2-6所示。

图2-6 电磁式直流制动器
当电梯处于静止状态时，曳引电动机、电磁制动器的线圈中均无电流通过，这时因电磁铁芯间没有吸引力、制动瓦在制动弹簧压力作用下，将制动轮抱紧，保证电机不旋转；当曳引电动机通电旋转的瞬间，制动电磁铁中的线圈同时通上电流，电磁铁芯迅速磁化吸合，带动制动臂使其制动弹簧受作用力，制动瓦张开，与制动轮完全脱离，电梯得以运行；当电梯轿厢到达所需停站时，曳引电动机失电、制动电磁铁中的线圈也同时失电，电磁铁芯中的磁力迅速消失，铁芯在制动弹簧的作用下通过制动臂复位，使制动瓦再次将制动轮抱住，电梯停止工作。
制动器必须设置两组独立的制动机构，即两个铁芯、两组制动臂、两个制动弹簧，若一组制动机构失效时，另一组仍能有效的制停电梯。
有齿轮曳引机的制动器安装在电动机与减速器之间，即在电动机轴与蜗轮轴相连的制动轮处；无齿轮曳引机制动器安装在电动机与曳引轮之间。
对电梯制动器的基本要求是：能产生足够的制动力矩，而且制动力矩大小应与曳引机转向无关；制动时对曳引电动机的轴和减速箱的蜗杆轴不应产生附加载荷；当制动器松闸或制动时，要求平稳，而且能满足频繁起、制动的工作要求；制动器应有足够的刚性和强度；制动带有较高的耐磨性和耐热性；结构简单、紧凑、易于调整；应有人工松闸装置；噪声小。
另外，制动器还应具备以下功能：
（1）当电梯动力电源失电或控制电路电源失电时，制动器能立即进行制动。
（2）当轿厢载有125％额定载荷并以额定速度运行时，制动器应能使曳引机停止运转。
（3）电梯正常运行时，制动器应在持续通电情况下保持松开状态；断开制动器的释放电路后，电梯应无附加延迟地被有效制动。
（4）切断制动器的电流，至少应用两个独立的电气装置来实现。电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行。
（5）装有手动盘车手轮的电梯曳引机，应能用手松开制动器并需要一持续力去保持其松开状态。
2.2.5 曳引绳及曳引形式
1.曳引钢丝绳
曳引钢丝绳也称曳引绳，电梯专用钢丝绳联接轿厢和对重，并靠曳引机驱动使轿厢升降。它承载着轿厢、对重装置、额定载重量等重量的总和。曳引机在机房穿绕曳引轮、导向轮，一端联接轿厢，另一端联接对重装置（曳引比1：1）。
由于曳引绳在工作中受反复的弯曲，且在绳槽中承受很高的比压，并频繁承受电梯起、制动时的冲击。因此在强度、挠性及耐磨性方面，均有很高要求。
曳引钢丝绳一般为圆形股状结构，主要由钢丝、绳股和绳芯组成，如图2-7所示。钢丝是钢丝绳的基本组成件，要求钢丝有很高的强度和韧性（含挠性）。

图2-7 曳引钢丝绳结构
钢丝绳股由若干根钢丝捻成，钢丝是钢丝绳的基本强度单元；绳股由钢丝捻成的每股绳直径相同的钢丝绳，股数多，疲劳强度就高。电梯用一般是6股和8股。绳芯是被绳股缠绕的挠性芯棒，通常由纤维剑麻或聚烯烃类（聚丙烯或聚乙烯）的合成纤维制成，能起到支承和固定绳的作用，且能贮存润滑剂。
钢丝绳中的钢丝的材料由含碳量为0.4％～1％的优质钢制成，为了防止脆性，材料中的硫、磷等杂质的含量不应大于0.035％。
随着电梯技术的不断发展，为了配合小机房电梯或者无机房电梯曳引系统的应用，出现了一种与传统的电梯用钢丝绳不同的新型复合钢带。它是将柔韧的聚氨酯外套包在钢丝外面而形成的扁平皮带，一般尺寸30米米宽，仅3米米厚，与传统的钢丝绳相比更加灵活耐用，且重量轻20%，寿命延长2~3倍，每条皮带所含的钢丝比传统的钢丝绳所含的要多，能承受3600公斤的重量。由于这种钢带具有良好的柔韧性，能围绕直径更小的驱动轮弯曲，使得主机仅占传统齿轮机30%的空间成为可能，这使得更小型的电梯系统容易实现。由于钢带的聚氨酯外层具有比传统的钢丝绳更好的牵引力，因此，能更有效地传送动力，同时，因扁平钢带接触面积大，也就减少了驱动轮的磨损。
2. 曳引形式
曳引绳线速度与轿厢运行速度的比值称为曳引绳传动比。曳引轮带动钢缆所行走的距离，未必与升降机上落的距离一样。在机箱、对重或井道位置加设不同缆轮，改变钢缆的绕法，便可以改变曳引比。
要计算曳引比，最简单的方法，就是以曳引轮和其中一端绳头之间，共有多少段钢缆，能被带动伸缩。常见的曳引比为1:1或2:1，如图2-8所示。

（a）1:1传动 （b）2:1传动 （c）4:1传动
图2-8 常见曳引形式
1:1传动形式如图2-7（a）所示，钢丝绳的一端与轿厢上的绳头板连接，另一端要与对重上的绳头板连接；
2:1传动形式如图2-7（b）所示，钢丝绳的两端都必须引到机房，与机房上的固定支架的绳头板连接固定；
4:1传动形式如图2-7（c）所示，钢丝绳的两端都必须引到机房，与机房上的固定支架的绳头板连接固定。
货运电梯多使用2:1绕缆增加曳引比能使负载能力提高，而速度则会减慢，部份更用上4:1甚至6:1的绕缆方式；客用电梯短行程的多用1:1绕缆，中高行程的电梯，由于多数用无齿轮曳引机，其转速较高，所以也会用2:1绕缆；无机房电梯普遍用2:1绕缆，而原于机顶的反绳轮则放到机底，钢缆横过机底，以使机箱处于最高层，能比曳引电动机高如图2-9所示。

图2-9无机房电梯曳引形式
曳引绳在曳引轮上缠绕方式主要有半绕式和全绕式，半绕式传动曳引绳在曳引轮上的最大包角不超过180º；全绕式传动将曳引绳绕曳引轮和导向轮一周后再引向轿厢和对重，以提高摩擦力。
2.3 轿厢和门系统
2.3.1 轿厢作用和组成
1. 轿厢结构
曳引电梯的轿厢和对重悬挂于曳引轮两侧。轿厢是运送乘客和货物的承载部件，它是由轿厢架和轿厢体以及若干其它构件和有关的装置，如图2-10所示。

图2-10 轿厢结构示意图
轿厢架是轿厢体的承重构架，由上梁、立柱、下梁和拉条等组成，框架的材质选用槽钢或按要求压成的钢板，上、下、立梁之间一般采用螺栓联结，可以拆装，以便进入井道组装。在上、下梁的四角有供安装轿厢导靴和安全钳的平板，在上梁中部下方有供安装轿顶轮或绳头组合装置的安装板，在立梁上（也称侧立柱）留有安装轿厢开关板的支架。
设置拉条的目的在于增强轿厢架刚度，防止厢底负荷偏心导致地板倾斜。负载重量小、轿厢较浅的电梯，可以不设拉条；轿底面积较大的电梯，就特别需要拉条；一些大轿厢结构还需设双拉条。
轿厢架钢材的强度和构架的结构，要求都很高，牢固性要好，要保证电梯运行过程中，万一产生超速而导致安全钳扎住导轨掣停轿厢，或轿厢下坠与底坑内缓冲器相撞时，不致发生损坏情况。对轿厢架的上梁、下梁还要求在受载时发生的最大挠度应小于其跨度的1/1000。
轿厢体形态像一个大箱子，轿厢体由厢底、厢壁、厢顶、轿门及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮板等组成。
厢底框架采用规定型号及尺寸的槽钢和角钢焊成，在厢底框架上面铺设一层钢板或木板，常在其上再粘贴一层塑料地板。在厢底的前沿应设有轿门地坎及护脚板（挡板），以防人在层站将脚板插入轿厢底部造成挤压。
厢壁由几块薄钢板拼合而成，内部有特殊形状的纵向筋以增强厢壁强度，并在拼合接缝处加装饰嵌条。厢内壁板面上通常贴有一层防火塑料板或不锈钢薄板或把厢壁填灰磨平后喷漆的。厢壁间以及厢壁与厢顶、厢底之间一般采用螺钉连接、紧固。当两台以上电梯共设在一个井道时，为了应急的需要，可在轿厢内侧壁上开设安全门。安全门只能向内开启，并装有限位开关，当门开启时，切断电路。
厢顶的结构与厢壁相似，由于在安装、检修和营救的需要，轿厢顶有时需要站人，我国有关技术标准规定，轿顶要能承受三个携带工具的检修人员（每人以100kg计）时，其弯曲挠度应不大于跨度的1/1000。
轿顶上应有一块不小于0.12米2的站人用的净面积，其小边长度至少应为0.25米。对于轿内操作的轿厢，厢顶应设置尺寸不小于0.35米×0.5米的安全窗，安全窗应有手动锁紧装置，可向轿外打开，打开后，电梯的电气联锁装置就断开控制电路，使轿厢无法开动，以保证安全。同时厢顶还应设置排气风扇以及检修开关、急停开关和电源插座，以供应检修人员在轿顶上工作时使用的需要。厢顶靠近对重的一面应设置防护拦杆，其高度不超过轿厢的高度。有的厢顶下面装有装饰板（一般货梯没有），在装饰板的上面安装照明、风扇。
2.轿厢尺寸设定
为保证轿厢的功能满足各种使用要求，轿厢的几何尺寸有相应的要求。各类轿厢除杂物梯外内部净高度至少为2000米米。通常，载货电梯内部净高度为2000米米。乘客电梯因顶部装饰需要净高度为2400米米。住宅电梯为满足家具的搬运内部高度一般为2400米米。轿厢门净高度至少为2000米米。轿厢的宽深比一般是客梯轿厢宽度大而深度较小，以利于增加开门宽度，方便乘客出入。病床梯轿厢为满足搬运病床的需要，深度不小于2500米米，宽度不小于1600米米。货梯轿厢可根据运载对象确定不同的宽深度尺寸。
为了防止由于轿厢内人员过多引起超载，GB 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》对轿厢的有效面积（轿厢内的实用面积）与额定载重量、乘客人数都做了具体规定。乘客数量按“额定载重量/75”计算，计算结果向下取整到最近的整数或按表2-3取其较小的数值。
表2—3乘客人数与轿厢最小有效面积
乘客人数
轿厢最小有效面积（米2）
乘客人数
轿厢最小有效面积（米2）
乘客人数
轿厢最小有效面积（米2）
乘客人数
轿厢最小有效面积（米2）
1
0.28
6
1.17
11
1.87
16
2.57
2
0.49
7
1.31
12
2.01
17
2.71
3
0.60
8
1.45
13
2.15
18
2.85
4
0.79
9
1.59
14
2.29
19
2.99
5
0.98
10
1.73
15
2.43
20
3.13
注：超过20位乘客时对超出的每一乘客增加0.115米2。
额定载重量与最大有效面积之间的关系见表2-4。
表2—4额定载重量与轿厢最大有效面积
额定载重量（kg）
轿厢最大有效面积（米2）
额定载重量（kg）
轿厢最大有效面积（米2）
额定载重量（kg）
轿厢最大有效面积（米2）
额定载重量（kg）
轿厢最大有效面积（米2）
100①
0.37
525
1.45
900
2.20
1275
2.95
180②
0.53
600
1.60
975
2.35
1350
3.10
225
0.70
630
1.66
1000
2.40
1425
3.25
300
0.90
675
1.75
1059
2.50
1500
3.40
375
1.10
750
1.90
1125
2.55
1600
3.56
400
1.17
800
2.00
1200
2.80
2000
4.20
450
1.30
825
2.05
1250
2.90
2500③
5.00
注：①一人电梯的最小值；
②二人电梯的最小值；
③超过2500kg每增加100kg面积增加0.16米2，中间的载重量其面积由线性插入法确定。
3.轿厢超载保护装置
乘客从厅门、轿门进入到轿厢后，轿厢里的乘客人数（或货物）所达到的载重量如果超过电梯的额定载重量，就可能造成电梯超载后所产生的不安全后果或超载失控，造成电梯超速降落的事故。为防止电梯超载运行，多数电梯在轿厢上设置了超载装置。
当轿厢超过额定载荷时，超载装置能发出警告信号并使轿厢不关门不能运行。按照超载装置安装的位置，可分为轿底称重式（超载装置安在轿厢底部）及轿顶称重式（超载装置安在轿厢上梁）等。
一般轿厢底是活动的，轿底称重式超载装置也称为活动轿厢式。这种形式的超载装置，采用橡胶块作为称量组件。橡胶块均布在轿底框上，有6～8个，整个轿厢支承在橡胶块上，橡胶块的压缩量能直接反映轿厢的重量，如图2-11所示。

图2-11 橡皮块式活动轿厢超载装置
在轿底框中间装有两个微动开关，一个在80％负重时起作用，切断电梯外呼电路，另一个在110％负重时起作用，切断电梯控制电路。碰触开关的螺钉直接装有轿厢底上，只要调节螺钉的高度，就可调节对超载量的控制范围。
这种结构的超载装置有结构简单、动作灵敏等优点，橡胶块既是称量组件，又是减振组件，大大简化了轿底结构，调节和维护都比较容易。
轿顶称量式超载装置分为机械式、橡胶块式和负重传感器式等几种。
机械式轿顶称量式超载装置以压缩弹簧组作为称量组件，负载变化时，机械秤杆会上下摆动，当轿厢负重达到超载控制范围时，秤杆头部碰压微动开关触头，切断电梯控制电路。
橡胶块式轿顶称量式超载装置四个橡胶块装在上梁下面，绳头装置承支在橡胶块上，轿厢负重时，橡胶块会产生形变，从而导致微动开关动作，达到超载控制的目的。以橡胶块式称量装置结构简单，灵敏度高，但橡胶易老化变形，当出现较大称量误差时，需要换橡胶块。
机械式和橡胶块式装置，只能设定一个或二个称量限值，不能给出载荷变化的连续信号。为了适应其它的控制要求，特别是计算机应用于群控后，为了使电梯运行达到最佳的调度状态，须对每台电梯的容流量或承载情况作统计分析，然后选择合适的群控调度方式。因此可采用负重式传感器作为称量组件，它可以输出载荷变化的连续信号。
当轿底和轿顶都不能安装超载装置时，可将其移至机房之中。此时电梯的曳引绳绕法应采用2:1（曳引比非1:1）。由于安装在机房之中，它具有调节、维护方面的优点。
4.各类电梯轿厢的具体结构及外形差异
（1）客梯的轿厢，一般宽深比为10:7或10:8，宽大于深以方便人员进出，提高效率。为保证安全，客梯轿厢只设一个门。客梯轿厢分为可乘8、10、13、16和21人五种。客梯应有一定的装饰，使乘客有舒适安全感。如轿顶装有柔和的照明、通风设备、护手栏、整容镜等，轿厢底铺设橡胶和地毯等。
（2）住宅梯轿厢，用于居民住宅，除乘人外，还需装载居民日常生活物资。轿厢不必考究装饰，喷涂油漆或喷塑即可。载客容量分为5、8、10人三种。
（3）病床梯轿厢，多载病床和医疗器具，因此轿厢窄而深。轿顶照明采用间接式，以适应病人仰卧的特点。有些轿厢设有穿堂门，方便病床的出人。轿厢的装饰一般化。
（4）观光梯的轿厢，多采用菱形或圆形，轿厢壁用强化玻璃做成，轿厢内外装饰豪华。
（5）超高速电梯轿厢，多采用流线型轿厢，以减小空气的阻力以及运行时噪声。
（6）货梯的轿厢，一般深大于宽或深宽相等，且面积大于客梯以便于货物的装卸。由于货梯承重较大，轿厢架和轿厢底都采用刚性结构，轿厢底直接固定在底梁上，保证载重时不会变形。
（7）杂物电梯，根据载重，轿厢有40Kg、100Kg和250Kg三种。40Kg、100Kg的轿厢，其高度为800米米；250Kg的轿厢，其高度为1200米米，从而限制人的进入，确保人身安全。
2.3.2 门系统组成及作用
1.电梯门系统组成
电梯门系统主要包括轿门（轿厢门）、厅门（厅门）与开门关门等系统及其附属的零部件。厅门和轿门是为了防止人员和物品坠入井道或轿内乘客和物品与井道相撞而发生危险，都是电梯的重要安全保护设施。
轿门是设置在轿厢入口的门，是设在轿厢靠近厅门的一侧，供司机、乘客和货物的进出，由门扇、门导轨架、门靴和门刀等组成。厅门设在层站入口，由门扇、门导轨架、门靴、门锁装置及应急开锁装置组成。
简易电梯，开关门是用手操作的称为手动门。一般的电梯都装有自动开门机，开门机设在轿厢上，是轿厢门和厅门启闭的动力源。为了将轿门的运动传递给厅门，轿门上设有系合装置（如门刀），门刀通过与厅门门锁的配合，使轿门能带动厅门运动。只有轿门开启才能带动厅门的开启。所以轿门称为主动门，厅门称为被动门。
为保证电梯的安全运行，只有轿门、厅门完全关闭后，电梯才能启动运行。为此在厅门上装设有具有电气联锁功能的自动门锁，在轿厢外只有用钥匙才能打开厅门，门锁上的微动开关控制电梯控制回路的通断，允许电梯起动或者停运。为了防止电梯在关门时将人夹住，在轿门上常设有关门安全装置（防夹保护装置），常见的是装有机械结构和微动开关的安全触板或者是非接触的光电式、电磁感应式或者超声波等门安全装置。
2.电梯门型式及结构
为了方便乘客和货物进出厅门和轿厢，门的型式和结构要不仅能进出方便，且结构简单，构造科学。电梯门主要有两类，即滑动门和旋转门，目前普遍采用的是滑动门。滑动门按其开门方向又可分为中分式、旁开式和直分式三种，厅门必须和轿门是同一类型的。
中分式门也称对开门，门由中间分开。开门时，左右门扇以相同的速度向两侧滑动；关门时，则以相同的速度向中间合拢，常见的有两扇中分式和四扇中分式，如图2-12所示。

（a） 两扇中分式 （b） 四扇中分式
图2-12 中分式门平面图
中分式门运行效率高；比较美观，但是门口阔度不能尽用。两扇门使用最广泛；四扇门或以上的多为货运、汽车电梯等使用，此时单侧两个门扇的运动方式与两扇旁开式门相同，但门板越多也越易故障。
旁开式门开关时门扇由一侧向另一侧推开或由一侧向另一侧合拢，各块门扇的移动速度成比例关系。按照门扇的数量，常见的有单扇、双扇和三扇旁开门，如图2-13所示。

（a）单扇旁开式 （b）两扇旁开式 （c）三扇旁开式
图2-13 旁开式门平面图
旁开式门的机门阔度比对开式门大（除单门机），但是开关门时间较长，而且机门移动速度较快，较易被夹，在货梯上广泛应用。
单扇旁开式门也称为单门机，只出现在少量早期的乘客电梯，构造非常简单，缺点是出入口较窄，一般只有机箱阔度的一半。两扇旁开式门的两块门扇在开门和关门时各自的行程不相同，但运动的时间却必须相同，因此两扇门的速度有快慢之分。速度快的称快门，反之称慢门，所以又称双速门或快慢门。由于门在打开后是折叠在一起的，因而又称双折式门。常见于较细小的载客及载货升降机。当旁开式门为三扇时，称为三速门和三折式门。
旁开式门按开门方向，又可分为左开式门和右开式门。人站在轿厢内，面向外，门向右开的称右开式门；反之，为左开式门。图2-36所示均为左开式门。
直分式门的门扇由下向上推开，又称闸门式门，按门扇的数量，可分为单扇、双扇和三扇等。与旁开式门同理，双扇门称双速门，三扇门称三速门，如图2-14所示。

图2-14 直分式门侧立面图
直分式门的门扇不占用井道及轿厢的宽度，能使电梯具有最大的开门宽度，常用在杂物梯和大吨位货梯上。
3.门的结构与组成
电梯的门一般均由门扇、门滑轮、门靴、门地坎、门导轨架等组成。轿门由滑轮悬挂在轿门导轨上，下部通过门靴（滑块）与轿门地坎配合：厅门由门滑轮悬挂在厅门导轨架上，下部通过门滑块与厅门地坎配合，如图2-15所示。

图2-15 门的结构
（1）门扇：电梯的门扇有封闭、空格式及非全高式之分。客梯和医用电梯均采用封闭式门扇；空格式门扇只能用于货梯轿厢厢门；非全高式门扇常见于汽车梯和货物不会有倒塌危险的专门用途货梯。用于汽车梯，其高度一般不应低于1.4米；专门用途货梯，一般不应低于1.8米。
（2）门导轨对门扇起导向作用。轿门导轨安装在轿厢顶部前沿，厅门导轨架安装在厅门框架上部。门滑轮安装在门扇上部，把门扇吊在门导轨上。对全封闭式门扇以两个为一组，每个门扇一般装一组；空格式门扇，由于门的伸缩需要，在每个门档上部均装有一个滑轮。
（3）门地坎和门滑块是门的辅助导向组件，与门导轨和门滑轮配合，使门的上、下两端，均受导向和限位。门在运动时，滑块顺着地坎槽滑动。厅门地坎安装在厅门口的井道牛腿上；轿门地坎安装在轿门口。地坎一般用铝型材料制成，门滑块一般用尼龙制造，在正常情况，滑块与地坎槽的侧面和底部均有间隙。
2.3.3 开关门机构
电梯轿门、厅门的开关门操作有手动与自动两种，开关门机构也分手动和自动两种。
手动开关门机构目前仅在少数的货梯中使用，门的开、闭，完全由司机手动进行。由于轿门与厅门之间无机械联动关系，因而司机必须先开轿门后开厅门，或者先关厅门再关轿门。
自动开关门操作方便、效率高，得到了广泛应用，目前生产的电梯大多数采用自动开关门机构（自动开门机）。自动开门机可以使轿厢门（含厅门）自动开启或关闭（厅门的开闭是由轿门通过门刀带动的），一般装设在轿门的上方及轿门的连接处，根据不同的门结构型式，也可位于轿顶前沿中部或旁侧。
除了能自动启、闭轿厢门，自动开门机还应具有自动调速的功能，以避免在起端与终端发生冲击。根据使用要求，一般关门的平均速度要低于开门平均速度，这样可以防止关门时将人夹住，而且客梯的门还设有安全触板。GB 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》规定，当门的动能超过10焦耳时，最快门扇的平均关闭速度要限制在0.3米/秒。
自动开门机采用交流电机或直流电机驱动，通过曲柄连杆和摇杆滑块机构等，将电机旋转运动转换为开、关门的直线运动，带动轿门上拨杆、门刀等动作而完成开、关门。传动方式可以采用齿轮、链式、皮带或蜗杆传动。
根据门的型式不同，自动开门机有适合于两扇中分式的门、两扇旁分式的门和交栅式的门使用的。以双臂式中分门开门机为例，这种自动开门机以直流电动机为动力，电动机不带减速箱，而以两级皮带传动减速，以第二级的大皮带轮作为曲柄轮。如图2-16所示。

图2-16 双臂式中分门开门机
这种开门机可同时驱动左、右门，且以相同的速度，作相反方向的运动。这种开门机的开门机构一般为曲柄摇杆和摇杆滑块的组合。当曲柄轮顺时针转动180度时，左右摇杆同时推动左右门扇，完成一次开门行程后。曲柄轮再逆时针转动180度，就能使左右门扇同时合拢,完成一次关门行程。门电机采用串电阻调速，用于速度控制的行程开关装在曲柄轮背面的开关架上，一般为3～5个，可由安装在曲柄轮转动轴上的凸轮来控制行程开关;也可由安装在门扇上的撞弓来控制行程开关，实现调速功能。改变开关在架上的位置，就能改变运动阶段的行程。
新型自动开门机也有采用圆弧同步带或者齿轮、齿条组合的，直接驱动门机，传动效率更高。近些年出现的变频门机，由于采用了变频电机，同步皮带，不但省掉了复杂的减速和调速装置使门机结构简单化，采用变频调速方式控制自动开门机，可以实现门机平稳动作，噪声小，还减少能耗，目前乘客电梯已较多的采用变频门机机构。
2.3.4 门系统安全保护装置
门系统的安全保护装置包括门锁和门入口保护装置如安全触板等。
门锁一般装在厅门内侧，厅门关闭后由门锁锁住，使人在层站外不用开锁装置无法将厅门打开，同时保证电梯在厅门和轿门完全闭合后才能运行。
门锁是机电联锁装置，正常情况下，只要电梯的轿厢没到位（到达本层站），本层站的厅门都是紧紧地关闭着，只有轿厢到位（到达本层站）后，厅门随着轿厢的门打开后才能跟随着打开。厅门上的锁闭装置（门锁）的启闭是由轿门通过门刀来带动的。厅门是被动的，轿门是主动门，因此厅门的开闭是由轿门上的门刀插入（夹住）厅门锁滚轮，使锁臂脱钩后跟着轿门一起运动。
门锁常分为手动开关门的拉杆门锁和自动开关门的自动门锁（钩子锁），因为钩子锁只装在厅门上，又称为厅门锁。自动门锁有多种结构，常用的有门刀式自动门锁（与门刀配合使用）和压板式自动门锁（与压板机构配合使用）。
为了在必要时（如救援）能从层站外打开厅门，标准规定每个层站的厅门均应设人工紧急开锁装置。工作人员可用三角形的专用钥匙从厅门上部的锁孔中插入，通过门后的装置将门锁打开。在无开锁动作时，开锁装置应自动复位，不能仍保持开锁状态。
当轿厢不在层站时，厅门无论什么原因开启时，必须有强迫关门装置使该厅门自动关闭，常见的强迫关门装置可以利用重锤的重力，通过钢丝绳、滑轮将门关闭，也有利用弹簧来实施关门的。
为了尽量减少在关门过程中发生人和物被撞击或夹住的事故，对门的运动提出了保护性的要求。首先门扇朝向乘员的一面要光滑，不得有可能钩挂人员和衣服的大于3米米的凹凸。同时阻止关门的力（实际上也就是关门的力）不大于150N，以免对被夹持的人造成伤害。同时设置一种保护装置，当乘客在门的关闭过程中被门撞击或可能会被撞击时，保护装置将停止关门动作使门重新自动开启。保护装置一般安装在轿门上，常见的有接触式保护装置、光电式保护装置、超声波式保护装置和感应式保护装置。
接触式保护装置一般为安全触板。两块铝制的触板由控制杆连接悬挂在轿门开口边缘，平时由于自重凸出门扇边缘约30米米，关门时还未完全进入轿厢的人和物必然会先碰到凸出门扇的安全触板，安全触板被推入门扇，控制杆便会转动，控制杆触动微动开关，将关门电路切断接通开门电路，使门重新开启。
光电式保护装置有的是在轿门边上设两组水平的光电装置，为防止可见光的干扰一般用红外光。两道水平的红外光好似在整个开门宽度上设了两排看不见的“栏杆”，当有人或物在门的行程中遮断了任一根光线都会使门重开。还有一种光电保护装置是在开门整个高度和宽度中由几十根红外线交叉成一个红外光幕，就像一个无形的门帘，遮断其中的一部分门就会重新开启。
超声波监控装置一般安装在门的上方。门正在关闭时，若超声波监控装置检测到厅门前有乘客欲进轿厢，则门重新打开，待乘客进入轿厢后，门再关闭。
感应式保护装置是借助磁感应的原理，在保护区域设置三组电磁场，三组磁场相同，表明门区无障碍物，门将正常关闭；当人和物进入保护区造成电磁场的变化，三组磁场不相同，表