电梯原理及逻辑排故 第2章 电梯的机械系统(修改)4月25日

第2章电梯的机械系统第2章电梯的机械系统2.1机械传动2.2曳引系统2.3电梯的轿厢、门、开/关门机构和门锁2.4电梯的制动装置、机械安全装置与联轴器2.5悬挂装置、补偿装置和称重装置2.6导轨、导靴和对重2.7液压传动基础2.8零件与装配2.9电梯的维修与保养工艺思考题与习题第2章电梯的机械系统2.1机械传动2.1.1带传动是常用的一种机械传动，在电梯开/关门机构中采用带传动，如图2-1所示。它是依靠挠性的带（或称传动带）与带轮之间的摩擦来传递运动和动力的。其具有工作平稳、噪音小、结构简单、容易制造、过载时能打滑(起安全作用)以及能适应两轴中心距较大的传动等优点；不足之处是传动比不准确，传动效率比较低，带的寿命较短。第2章电梯的机械系统图2-1开/(a）中分式开/关门机构；第2章电梯的机械系统图2-1开/(b)双折式开/关门机构第2章电梯的机械系统1.1)V带传动和平带传动;V带传动和平带传动分别如图2-2(a)、(b)所示。V带靠其侧面与带轮轮槽两侧摩擦接触来传递动力，平带靠带表面与带轮外圆表面摩擦接触来传递动力。在同样的初拉力下，V带摩擦力是平带的3倍左右，而且传动比较精确。2)梯形齿同步带传动梯形齿同步带传动如图2-2(c)所示，其特点是传动能力强、不易打滑、能保证同步传动，在电梯中应用比较广泛。第2章电梯的机械系统图2-2(a)V带传动；(b)平带传动；(c)梯形齿同步带传动第2章电梯的机械系统2.(1）带传动两轴在垂直与水平方向保持平行，且两轴端(2）两轮中心平面应重合，(3）同步带轮齿形正确，且周节相等；(4）带轮接触表面的表面粗糙度在规定范围内；(5）带与带轮接触的包角不能小于120°,否则容易打滑；(6）带的张紧力要适当，张紧力过小，容易打滑，不能传递一定的功率；张紧力过大，带、轴和轴承都将迅速磨损，从而会降低传动效率。第2章电梯的机械系统3.安装传动带时，先将带套在小带轮（或带轮槽或同步带轮）上，然后转动大带轮，用专用工具将带拨入大带轮，并调整其张紧度，不准带凸出轮毂边缘。2.1.2链传动也是一种常用的机械传动，在电梯交栅门开/关门机构中采用。它是由一对链轮（大链轮和小链轮）及链条组成的传递运动和动力的传动装置。大、小链轮具有相同的齿形，如图2-3和图2-4所示。第2章电梯的机械系统图2-3交栅门自动开门第2章电梯的机械系统图2-4链传动第2章电梯的机械系统1.(1)套筒滚子链形式如图2-5所示，它的排列形式为单排或多排。其特点是传动功率较大，传动比较准确，传动效率比较高。(2)齿形链形式可分为轴瓦铰链式、滚销铰链式和最为常用的圆销铰链式，如图2-6所示。其特点是传动速度高、噪声小，因而称之为无声链。第2章电梯的机械系统图2-5套筒滚子链第2章电梯的机械系统图2-5套筒滚子链第2章电梯的机械系统图2-6圆销铰链式齿形链第2章电梯的机械系统2.(1）链传动两轴在垂直与水平方向保持平行，且链轮端面端跳与径跳在允差范围内。(2）两轮中心平面应重合，且在同一个水平面上，以防止偏斜。(3）链轮齿形正确，且周节相等。(4）链条的套筒和齿形板等滑动件无卡住现象。(5）链条的张紧力要适当，张紧力过小，传动时会引起跳动；张紧力过大，链条易拉伸和磨损，加大噪声，易脱链。第2章电梯的机械系统2.1.3齿轮传动是各种机械传动中最为常用的传动方式之一，它是由一组（或多组）齿轮副组成的传递运动和动力的装置。它的优点是：能保证一定的瞬时传动比，传动准确可靠，传递的功率和速度范围大，传动效率高，传动较平稳，使用寿命长；结构紧凑、体积小；可将圆周运动变为直线运动（齿轮齿条）等。其缺点是：传动噪声大，不宜长距离传动，制造成本较高。第2章电梯的机械系统1.(1)圆柱齿轮：可分成直齿圆柱齿轮(见图2-7)、斜齿圆柱齿轮、螺旋形圆柱齿轮和人字型圆柱齿轮。第2章电梯的机械系统图2-7直齿圆柱齿轮第2章电梯的机械系统(2)锥齿轮：可分成直齿锥齿轮(见图2-8)、曲线齿锥齿轮和斜齿锥齿轮。图2-8直齿锥齿轮第2章电梯的机械系统2.(1）轮孔与轴配合要适当，不得有偏心和歪斜现象。(2）保证齿轮有准确的安装中心距及平行度，确保两齿间有适当的齿侧间隙。侧隙过小，则齿轮转动不灵活，甚至有卡齿现象；侧隙过大，则换向空程大，易产生冲击现象。(3）保证两齿轮的齿向、公法线、压力角、节圆径跳、端面端跳、齿形、模数等精度，确保两啮合齿轮的接触精度良好。(4）移位齿轮不得有阻滞现象，变换机构定位要正确。(5）高速大齿轮必须做平衡试验，以免振动。第2章电梯的机械系统2.1.4目前有机房的电梯中，速度不大于2.5m/s的，有齿轮曳引机减速箱的大多数采用蜗轮蜗杆传动。其优点是：传动平稳，运行噪声低；结构紧凑，外形尺寸小；传动机件少，维修方便；有较好的抗冲击载荷特性。其缺点是：传动效率低；工作时易发热，需要良好的润滑。第2章电梯的机械系统1.蜗轮副的蜗杆位于蜗轮之上的称为上置式，如图2-9所示；位于蜗轮下面的称为下置式，如图2-10所示。图2-9蜗杆上置式曳引机第2章电梯的机械系统图2-10蜗杆下置式曳引机第2章电梯的机械系统2.电梯中常用的蜗杆齿形包括圆柱形和圆弧面两种，如图2-11所示。第2章电梯的机械系统图2-11(a)圆柱蜗杆；(b)圆弧面蜗杆第2章电梯的机械系统(1)圆柱蜗杆：常用齿形有阿基米德螺旋线、延伸渐开线、K形齿等。因为这些齿轮的齿形都是直纹面圆柱蜗杆，两个共扼齿面的啮合为凸面与凸面接触，所以承载能力比较低。它具有加工简单的特点，有较可靠的工艺性，能确保加工精度。(2)圆弧面蜗杆：这种蜗杆的外圆是圆弧回转曲面，两个共扼齿面的啮合为凸面（蜗轮）和凹面（蜗杆）相接触，承载能力较大，但加工比较复杂，目前采用较少。第2章电梯的机械系统3.(1）减速箱保证蜗杆轴心线与蜗轮轴心线相互垂直。(2）蜗杆和蜗轮的齿厚（齿形）、模数、压力角、蜗杆螺旋升角和蜗轮螺旋角等各要素的制造精度偏差在允许范围内。(3）蜗杆的轴心线应在蜗轮轮齿的对称平面内。(4）中心距正确，以确保有一定的啮合侧隙。(5）经装配后检查其啮合精度，用涂色法检查其啮合接触斑点，空载时，接触斑点位置应在中部稍微偏蜗杆旋出方向。(6）检查其转动灵活性，在任何位置上用手旋转蜗杆所需的扭矩应相同，而没有卡住现象。第2章电梯的机械系统2.2曳引系统2.2.1曳引机是驱动电梯轿厢和对重装置作上下运行的装置。国家标准GB/T13435-92对电梯曳引机的一些主要参数作了明确规定。国内生产使用的曳引机品种规格繁多。第2章电梯的机械系统1.曳引机按驱动电动机可分为：①交流电动机驱动的曳引机；②直流电动机驱动的曳引机。曳引机按有无减速器可分为：①无减速器的曳引机；②有减速器的曳引机。电梯额定速度和额定载重量的变化，会使得曳引电动机、蜗轮副、曳引轮的参数尺寸也发生相应变化，因而又可以派生出更多的曳引机型。第2章电梯的机械系统2.无齿轮曳引机用在运行速度大于2.0m/s的高速电梯上。这种曳引机的曳引轮紧固在曳引电动机轴上，没有机械减速机构，整机结构比较简单。曳引电动机是专为电梯设计和制造的，能适应电梯运行工作特点的，具有良好调速性能的交、直流电动机。3.有齿轮曳引机广泛用在运行速度不大于2.0m/s的各种货梯、客梯、杂物电梯上。为了减小曳引机运行时的噪声并提高平稳性，一般用蜗轮副作为减速传动装置。这种曳引机主要由曳引电动机、蜗杆、蜗轮、制动器、曳引绳轮、机座等构成。第2章电梯的机械系统曳引电动机通过联轴器与蜗杆连接，蜗轮与曳引绳轮同装在一根轴上。由于蜗杆与蜗轮有啮合关系，因而曳引电动机能够通过蜗杆驱动蜗轮和绳轮作正、反向运行。电梯的轿厢和对重装置分别连接在曳引钢丝绳的两端，曳引钢丝绳挂在曳引轮上。曳引绳轮转动时，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行。为了提高电梯的曳引力，在曳引轮上加工有图2-12所示的曳引绳槽，曳引钢丝绳分别位于绳槽内。第2章电梯的机械系统图2-12(a)U形绳槽；(b)V形绳槽第2章电梯的机械系统3.有齿轮曳引机广泛用在运行速度不大于2.0m/s的各种货梯、客梯、杂物电梯上。为了减小曳引机运行时的噪声并提高平稳性，一般用蜗轮副作为减速传动装置。这种曳引机主要由曳引电动机、蜗杆、蜗轮、制动器、曳引绳轮、机座等构成。曳引电动机通过联轴器与蜗杆连接，蜗轮与曳引绳轮同装在一根轴上。由于蜗杆与蜗轮有啮合关系，因而曳引电动机能够通过蜗杆驱动蜗轮和绳轮作正、反向运行。电梯的轿厢和对重装置分别连接在曳引钢丝绳的两端，曳引钢丝绳挂在曳引轮上。曳引绳轮转动时，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行。为了提高电梯的曳引力，在曳引轮上加工有图2-12所示的曳引绳槽，曳引钢丝绳分别位于绳槽内。第2章电梯的机械系统采用半绕2∶1吊索法和有齿轮曳引机的电梯，其曳引系统可用示意图2-13表示。第2章电梯的机械系统图2-13吊索法的曳引系统第2章电梯的机械系统曳引机是电梯的主要部件之一。电梯的载重量、运行速度等主要参数取决于曳引机的电机功率和转速，蜗杆与蜗轮的模数和减速比，曳引轮的直径和绳槽数以及曳引比（曳引方式）等。它们之间的各种关系在曳引机标准GB/T13435-92中对曳引机的一些参数作了纲领性规定，而原部颁标准JB/Z110-74中作了如表2-1所示的规定。第2章电梯的机械系统表2-1电梯曳引机系列表第2章电梯的机械系统表2-1中的各参数是按曳引机的蜗轮副为阿基米德齿形确定的。近年来，随着科学技术的发展和技术引进工作的展开，除采用阿基米德齿形的蜗轮副外，又出现了K形齿形蜗轮副、渐开线齿形蜗轮副、球面齿形蜗轮副和双包络多齿啮合蜗轮副等新齿形蜗轮副所装配成的新型曳引机。由于这些新齿形蜗轮副比阿基米德齿形蜗轮副有着比较高的传动效率，因此在同样模数的情况下输出扭矩要大些。在运行速度和额定载重量相同的情况下，曳引电动机的功率和曳引机的机型都可以缩小，既节能又节省原材料消耗。对此，表2-1中部分参数需作必要的修正。采用有齿轮曳引机的电梯，其运行速度与曳引机的减速比、曳引轮直径、曳引比、曳引电动机的转速之间的关系可用式(2-1)表示。第2章电梯的机械系统jyiiDNV60(2-1)式中：V——电梯运行速度（m/s）D——曳引绳轮直径（m）；iy——曳引比（曳引方式）；ij——减速比；N——曳引电动机转速（r/min）。第2章电梯的机械系统例2.1有一台电梯，其曳引机的绳轮直径为0.62m，电动机平均转速为960r/min，减速比为61∶2，曳引方式为2∶1，求电梯的运行速度。解已知D=0.62m，N=960r/min，iy＝，ij代入式（2-1）12216smiiDNVjy/5.0)1/2()2/61(6096062.014.360第2章电梯的机械系统曳引电动机是驱动电梯上下运行的动力源，其运行情况比较复杂。运行过程中需频繁地启动、制动、正转、反转，而且负载变换很大，经常工作在重复短时工作状态、电动工作状态和再生发电制动工作状态的情况下，因此，要求曳引电动机不但应该能适应频繁地启动、制动的要求，而且要求启动电流小、启动力矩大、机械特性硬、噪声小，以便供电电压在额定电压±7％的范围内变换时，还能够正常启动和运行，因而电梯用的曳引电动机是专用电动机。第2章电梯的机械系统对于电梯所用交流电动机的结构形式和基本参数尺寸，应符合国家标准GB12974-91《交流电动机通用技术条件》的规定。由于曳引电动机的工作情况比较复杂，因而对电动机功率的计算比较麻烦，一般常用式(2-2)来计算。102)1(QVKPp(2-2)第2章电梯的机械系统式中：P——曳引电动机轴功率（kW）KP——电梯平衡系数(一般取0.45～0.5)；Q——电梯轿厢额定载重量（kg）；V——电梯额定运行速度(m/s)；η——电梯的机械总效率。采用有齿轮曳引机的电梯时，若蜗轮副为阿基米德齿形，则电梯机械总效率取0.5～0.55；采用无齿轮曳引机的电梯时，电梯机械总效率取0.75～0.8。第2章电梯的