电梯的基本结构

第八章电梯机械工程系8.1概述8.1.1电梯的作用与发展电梯是高层建筑中不可缺少的垂直方向的运输工具，随着现代化城市的高速发展，电梯在发展国民经济建设和人们的日常生活中起着重要的作用。电梯与人们的生活有着越来越密切的关系，在某种情况下电梯的作用比建筑物本身更为重要。目前，交流调压调速电梯已趋成熟，微机控制电梯是电梯技术的发展方向，有些生产企业与科研单位相结合，推出了微机控制的电梯新机型，使电梯的控制功能增强，性能得到改善。另外，用可编程序控制器（PC）取代继电器控制系统的机型也已投产，使电梯的性能得到改善，故障率大大降低。有些企业还开发了紧急供电装置、地震控制、自检测等电梯新功能。总之，与国外先进技术相比，虽然还有一定的差距，但国内电梯技术正以迅猛的发展速度赶超世界先进水平。8.1.2电梯的分类1、按用途分乘客电梯载货电梯客货两用电梯病床电梯住宅电梯船舶电梯观光电梯车辆电梯2、按速度分低速电梯快速电梯高速电梯3、按拖动方式分直流电梯交流电梯液压电梯4、按控制方式分按钮控制电梯信号控制电梯集选控制电梯下集选控制电梯并联控制电梯群控电梯8.1.3电梯的性能指标1）速度特性①当电源为额定频率、电动机施以额定电压时，电梯轿厢以半载向下运行至行程中段（除去加速和减速段）时的速度，应不超过额定速度的5%。②电梯启动和制动时的加、减速度最大值不大于1.5m/s2；额定速度在1~2m/s的电梯，平均加、减速度应不小于0.5m/s2；额定速度大于2m/s的电梯，其平均加、减速度应不小于0.7m/s2；③乘客电梯和病床电梯的轿厢在运行时，水平方向与垂直方向的振动加速度（用时域记录的振动曲线中的单峰值）应符合不同等级电梯的规定值。2）工作噪音工作噪音包括电梯运行时的机房噪音、启动运行至减速制动全过程中轿厢内的噪音。用声级计的A挡进行测量，单位为dB(A)。对乘客电梯和病床电梯，其噪音应符合不同等级电梯的规定值。3）平层准确度平层准确度与电梯的载重量、运行方向有关，测量时，应分别以空载、满载做上、下运行，到达同一层站时，取其误差的最大值。对各类电梯，轿厢平层准确度应达到不同等级电梯的规定值。8.2电梯的机械系统图8-1是电梯的基本结构图。其机械部分由曳引系统、轿厢和门系统、平衡系统、导向系统、机械安全保护装置组成。图8-1电梯的基本结构1-控制柜2-曳引机3-曳引钢丝绳4-限速器5-限速器钢绳6-限速器涨紧装置7-轿厢8-安全钳9-轿厢门安全触板10-导轨11-对重12-厅门13-缓冲器电梯曳引系统的作用是输出动力和传递动力，驱动电梯运行。它主要由曳引机和一些传动件组成8.2.1曳引系统图8-2曳引系统1-电动机2-减速器3-曳引轮4-电磁制动器5-曳引钢丝绳6-导向轮7-反绳轮8-轿厢1.曳引机曳引机是电梯的动力装置，有电动机、制动器、曳引轮组成，并根据电动机与曳引轮之间有、无减速器，分为有齿曳引机和无齿曳引机。无齿曳引机的电动机直接驱动曳引轮，一般用于高速电梯（大于2m/s）。由于没有减速器，所以传动效率高、噪音小、传动平稳。有齿曳引机因用减速器驱动曳引轮，从而降低了输出转速，提高了输出转矩。2、曳引传动形式曳引钢丝绳在曳引轮上的最大包角不超过180°，称为半绕式传动，为了增加摩擦力，将曳引钢丝绳绕过曳引轮和导向轮一周后，再引向轿厢和对重，则称为全绕式传动，一般用于无齿曳引机。8.2.2轿厢和门系统1、轿厢1）轿厢的结构轿厢是运送乘客或货物的承载部件，它是由轿厢体和轿厢架组成，如图所示。5678轿厢结构1-轿厢底2-轿厢壁3-轿厢顶4-安全防护板5-上梁6-立柱7-拉杆8-底梁2）轿厢的载重检测装置为使电梯安全运行，在轿厢上安装了载重检测装置，当轿厢内的负载超过额定重量时（一般达到额定载重量的110%），它能发出警告信号并使电梯不能启动。机械式轿厢载重检测装置1-轿厢底2-主秤砣3-秤杆4-副秤砣5-微动开关6-开关碰块7-连接块8轿厢架底梁9-悬臂架10、11-悬臂12支承座2、门系统1）门的形式及开闭方式电梯门有三种形式。客梯门采用的中分全封闭门，门分左、右扇，由中间以相同速度向两侧滑动。货梯门多采用旁开式的门，即门扇由一侧向另一侧滑动，以尽可能加大开门宽度，使装卸货物方便。大吨位货梯和一些杂物电梯采用由下向上推开的闸门式门，这种门可以使电梯具有最大的开门宽度。以上三种门又都有单扇、双扇和三扇门之分。多扇门在开、关门时要求各扇门的移动时间相同，由于各扇门的行程不同，有快、慢门之分。2）门系统的安全保护①门入口保护装置为防止关门时人或物品被门夹住而设置的安全保护装置。②门锁厅门是被动门，正常工作时，只能由轿厢门通过系和装置带动其开、关门，常见的系和装置是装在轿厢门上的门刀。门入口保护装置1-控制杆2-限位螺钉3-微动开关4-安全触板8.2.3.平衡系统平衡系统是由对重和补偿装置组成1）对重对重是平衡轿厢重量的平衡重，与轿厢分别悬挂在曳引钢丝绳的两端。对重2由槽钢制成的对重架和若干铸铁块组成，其重量理论上等于轿厢自重与额定载重量之和，此时电梯处于平衡状态。显然，电梯处于平衡状态时，其运行的平稳性、平层的准确性、节能和延长平均无故障时间等方面，均为最佳状态。21KGGG21KGGG2）补偿装置电梯运行时，轿厢与对重两侧的曳引钢丝绳的长度也在变化，其曳引钢丝绳的重量对平衡状态的影响就不容忽视。为了消除曳引钢丝绳的重量对电梯平衡状态的影响，需要设置平衡补偿装置。广泛采用的补偿方法就是将补偿装置悬挂在轿厢与对重下面。图中所示的是以铁链为主体，链中穿有麻绳的补偿链，用于速度小于1.75m/s的电梯。图中所示的是以钢丝绳为主体的补偿绳，用于速度大于1.75m/s的电梯，为了防止补偿绳在电梯运行时产生摇摆，要在井道地坑中设置两个张紧轮。56（1）（2）对重与补偿装置1-轿厢2-对重3-补偿铁链4-电缆5-补偿钢丝绳6-涨紧轮8.2.4导向系统导向系统由导轨、导靴、导轨架组成。导轨用来在井道中确定轿厢与对重的相互位置，并对它们的运动起导向作用。导轨要具有足够的强度和韧性，大量使用的是截面形状为T型的导轨，为了保证电梯运行的平稳性，除对导轨工作面的扭曲、直线度等几何形状及工作表面的粗糙度有严格的技术要求外，对安装质量也有较高的要求。导靴是轿厢、对重与导轨工作面相配合的表面，将轿厢、对重的偏重力传给导轨，并沿导轨运行。导轨架是固定导轨空间位置，承受来自导轨的各种作用力。一般用膨胀螺栓、预埋钢板等方法将导轨固定在井道壁上，其配置间距为2.5m。8.2.5安全保护装置1．电气安全保护装置设置在井道内的，由一组防止电梯超越下端站或上端站的行程开关组成的终端超越保护装置。终端超越保护装置的行程开关有强迫换速开关、终端限位开关、终端极限开关三种终端超越保护装置1-上终端极限开关2-上终端限位开关3-上强迫换速开关4-下强迫换速开关5-下终端限位开关6-下终端极限开关2．机械安全保护装置由于出现故障原因，造成电梯超速运行时，如果电气超速保护系统也失灵，甚至电磁制动器也不起作用，就会使电梯失控而出现“飞车”，这时就要靠机械安全保护装置提供最后的安全保护措施。电梯超速失控的机械安全保护装置是限速器和安全钳，两种装置同时使用。包括限速器、安全钳、缓冲器8．3电梯的拖动系统一、直流电机调速系统直流电机调速系统具有调速范围宽、可连续平稳的调速以及控制方便、灵活、快捷、准确等优点。但是早期的直流电机调速系统是直流发电机-电动机组调速系统，其系统体积、重量、能耗、噪音都很大。后来用晶闸管可控整流器取代了直流发电机，使系统简化，但是直流电机存在结构复杂、价格较贵、可靠性差、维护较为困难等问题。二、交流变极调速系统交流电机的转速与其定子绕组的极对数成反比，因此交流变极调速系统通过改变电动机的极对数实现变速。这种系统的控制电路简单、价格低，但调速性能差，乘坐舒适感和停止位置的准确性差，只适用于额定速度不大的电梯。三、交流变压调速系统随着电力电子技术及电力电子器件的不断发展完善，出现了交流变压调速系统，使交流调速系统的性能得到明显的改善，这种系统采用可控硅调速，调速性能好，乘坐电梯的舒适感和停止位置的准确性都明显优于交流变极调速系统，因此被广泛应用。四、交流变频调速系统交流变频调速系统是利用变频器来改变交流电频率大小，达到改变电机转速的目的。这种调速系统的性能已达到直流电机调速的水平，且交流感应电机的结构简单、运行可靠、价格便宜，变频器还具有节约能源、效率高、驱动控制设备体积小、重量轻等优点，是现代电梯理想的调速系统。8．4电梯的控制系统一、电梯对控制系统的要求1．对开门机构的要求按理想的速度曲线自动调节启、闭运行速度自动/手动开关门本层开门启、停用开门2．对轿厢内召唤和厅门召唤的要求轿内召唤厅门召唤直驶控制3．对选向、选层控制的要求4．对指层的要求5．对检修操作的要求6．电气安全保护系统的要求7．对消防的要求二、控制方式继电器控制系统可编程序控制器控制系统微机控制系统8．5电梯的管理、维护与运行一、电梯的管理新电梯在使用前，需做好以下几项工作：1．收集、整理好电梯制造、安装方面的所有技术资料。2．在收集、整理好技术资料的基础上，建立健全电梯的档案，妥为保管。3．根据本单位的条件和具体情况，建立电梯使用管理制度。4．根据产品技术文件中的说明，检查校对发来的备品、备件、附件和专用工具，并登记建帐、妥为保管。二、电梯的维护保养为了保证电梯正常运行，降低故障率，应坚持对电梯进行经常性的维护保养，随时掌握电梯运行的情况和各零部件的技术状态是否良好，做到发现问题及时处理，以提高运行效率。