第2章-电梯和扶梯的基本结构与功能

第2章电梯和扶梯的结构与功能1主要内容1.电梯的基本结构和功能2.扶梯的基本结构和功能22.1电梯的基本结构和功能•电梯依附建筑物的井道和机房,由八大系统组成:曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统3•电梯结构按空间布局可分为4部分：机房、井道、轿厢、层站。层站轿厢井道机房电梯基本结构电梯的4大空间层站轿厢机房井道按空间布局电梯八大系统电梯机械部分电气部分轿厢系统导向系统曳引系统门系统重量平衡系统电力拖动系统电气控制系统安全保护系统八个系统功能组成的主要构件与装置1.曳引系统输出与传递动力,驱动电梯运行曳引机、曳引钢丝绳、导向轮、反绳轮等2.导向系统限制轿厢和对重的活动自由度,使轿厢和对重只能沿着导轨做上下运动轿厢的导轨、对重的导轨及其导轨架3.轿厢用以运送乘客和(或)货物的组件轿厢架和轿厢体4.门系统乘客或货物的进出口,运动时层、轿门必须封闭,到站时才能打开轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等5.重量平衡系统相对平衡轿厢重量以及补偿高层电梯中曳引绳长度的影响对重和重量补偿装置等6.电力拖动系统提供动力,对电梯实行速度控制曳引电动机、供电系统、速度反馈装置、电动机调速装置等7.电气控制系统对电梯的运行实行操纵和控制操纵装置、位置显示装置、控制屏(柜)、平层装置、选层器等8.安全保护系统保证电梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故发生限速器、安全钳、缓冲器和端站保护装置、超速保护装置、供电系统断相错相保护装置、超越上下极限工作位置的保护装置、层轿门联锁装置等78图2-1电梯的组成电梯基本结构10电梯总体结构控制柜主机限速器对重导轨轿厢厅门随行电缆张紧轮缓冲器轿厢导轨缓冲器补偿链门机系统对重2.1.1曳引系统1电动机2制动器3减速器4曳引绳5导向轮6绳头组合7轿厢8对重11曳引系统曳引机导向轮反绳轮曳引绳曳引系统曳引系统的作用是向电梯输送与传递动力,使电梯运行.主要由曳引机,曳引钢丝绳,导向轮和反绳轮等组成,是电梯运行的根本,是电梯中的核心部分之一.13efα称为曳引系数，代表一台电梯的曳引能力,efα≥1。当T1=T2时不会打滑T1/T2≥efα打滑T1/T2≤efα不打滑电梯的曳引能力与f,a有关1.曳引机曳引机是驱动电梯轿厢和对重装置上下运行的装置,是电梯的主要部件。曳引机的分类如下:(1)按驱动电机分①交流电动机驱动的曳引机;②直流电动机驱动的曳引机;③永磁电动机驱动的曳引机。(2)按有无减速器分①无减速器曳引机(无齿轮曳引机,见图2-3);②有减速器曳引机(有齿轮曳引机,见图2-4)。14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。导向轮一般装在机架或机架下的承重梁上。盘车手轮有的固定在电机轴上，也有平时挂在附近墙上，使用时再套在电机轴上。曳引机按有无减速器分类为:有齿轮曳引机,无齿轮曳引机.有齿轮曳引机：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，其中的减速箱通常采用蜗轮蜗杆传动（也有用斜齿轮传动），这种曳引机用的电动机有交流的，也有直流的，一般用于低速电梯和高速电梯上。如果曳引机的电动机动力是通过减速箱传到曳引轮上的，称为有齿轮曳引机，一般用于2．5m／s以下的低中速电梯.无齿轮曳引机：拖动装置的动力，不用中间的减速器而是直接传递到曳引轮上的曳引机。以前这种曳引机大多是直流电动机为动力，现在国内已经研发出来有自主知识产权的交流永磁同步无齿轮曳引机，如许昌博玛曳引机。若电动机的动力不通过减速箱而直接传动到曳引轮上则称为无齿轮曳引机，一般用于2．5m／s以上的高速电梯和超高速电梯。有齿轮曳引机行星齿轮曳引机下置式蜗轮蜗杆曳引机上置式蜗轮蜗杆曳引机减速器种类斜齿轮减速器行星齿轮减速器蜗轮蜗杆减速器特点:传动比大噪音小传动平稳具有自锁能力特点:效率高寿命长发热少外型较大特点:减速比大传动效率高结构紧凑加工精度高1磁同步电机2制动器3松闸扳手4曳引轮5底座18图2-3WYJ型永磁无齿轮曳引机无齿轮曳引机一系列永磁同步曳引机这几年电梯行业中最新驱动技术就是永磁同步电动机调速系统，其体积小、节能、控制性能好、又容易做成低速直接驱动，消除齿轮减速装置；其低噪声、平层精度和舒适性都优于以前的驱动系统，适合在无机房电梯中使用。永磁同步电动机驱动系统很快得到各大电梯公司青睐，与其配套的专用变频器系列产品已有多种牌号上市。可以预见，在调速驱动的场合，将会是永磁同步电动机的天下。1曳引机电动机2制动器3曳引轮4蜗轮副减速器5曳引机底盘20图2-4有齿轮曳引机外形结构示意图2.制动器211线圈2电磁铁芯3调节螺母4闸瓦架5制动轮6闸瓦7闸皮8弹簧图2-5电磁式直流制动器电梯结构-机房•曳引机–电动机–制动器–减速器–曳引轮–导向轮–底座电梯结构-机房电梯曳引轮和导向轮•对于曳引轮和导向轮设置要求–曳引轮和导向轮外侧面上应涂成黄色，以起警示作用：注意旋转部件。–曳引轮上设置防护装置，以避免人身伤害；钢丝绳脱离绳槽；异物进入绳与绳槽之间。电梯结构-机房•控制柜–控制柜安装在曳引机旁边，是电梯的电气装置和信号控制中心。3.曳引钢丝绳25图2-6钢丝绳结构图曳引钢丝绳曳引钢丝绳一般采用圆形股状结构,主要由钢丝,绳股和绳芯组成.钢丝绳股由若干根钢丝捻成,钢丝是纲丝绳的基本强度单位.电梯类型曳引绳根数安全系数客梯、货梯、医梯≥4≥12杂物梯≥2≥1027电梯额定速度vD/d≥2m/s≥452m/s≥40≤0.5m/s(杂物梯)≥30表2-3曳引绳根数与安全系数表2-4电梯速度与曳引绳轮直径和曳引绳直径比值表1曳引绳轮2导向轮3轿厢4曳引钢丝绳5对重装置6补偿绳或补偿链28图2-7带补偿装置的电梯4.绳头组合1锥套2铆钉3绳头板4弹簧垫5弹簧6拉杆7弹簧垫29图2-8曳引绳锥套1钢丝绳2锥套3巴氏合金4拉杆5轿厢架6绳头板7弹簧8轿厢30图2-9曳引绳锥套与轿厢架连接示意图曳引绳绳头组合纲丝绳的两端必须与有关的构件连接,端接装置是纲丝绳绳头与有关构件间的过度连接装置.它也叫绳头组合,其联接方法有多种形式,安全可靠的方法有合金固定法(巴氏合金填充锥套简法),自锁楔形绳套法和绳夹固定法.自锁楔形绳套绳夹巴氏合金2.1.2轿厢和门系统•1.轿厢32图2-10轿厢结构示意图轿厢系统电梯轿厢是装载乘客或货物,具有方便出入门装置的箱形结构部件,是与乘客或货物直接接触的.轿厢由轿架和轿厢体组成.轿架是轿厢的承载结构,轿厢的负荷(自重加上载重)由它传递到曳引钢丝绳.当安全钳动作或蹲底撞击缓冲器时,还要承受由此产生的反作用力,因此轿厢架要有足够的强度.其一般由上梁、立柱、底梁和拉条(调节轿底水平度，防止底板倾翘)等组成.轿厢体是形成轿厢空间的封闭围壁,除必要的出入口和通风孔外不得有其他开口,轿厢体由不易燃和不产生有害气体和烟雾的材料组成.为了乘员的安全和舒适,轿厢入口和内部的净高度不得小于2米.为防止乘员过多而引起超载,轿厢的有效面积必须予以限制.轿厢体一般由轿底板、轿厢壁、轿厢顶.34轿顶装置轿顶检修箱检修开关停止开关照明开关照明灯炮手提行灯反绳轮护罩档绳装置通话对讲装置报警按钮充电电源对边形轿厢架对角形轿厢架1-上横梁;2-立柱;3-底横梁;4-轿厢地板;5-斜拉杆;6-绳头组合轿架电梯的轿厢轿厢2.轿门轿门按结构形式分为封闭式轿门和网孔式轿门两种,按开门方向分为左开门、右开门和中开门三种。货梯也有采用向上开启的垂直滑动门,这种门的外形可以是网状的或带孔的板状结构。网状孔或板孔的尺寸在水平方向不得大于10mm,垂直方向不得大于60mm。医梯和客梯的轿门均采用封闭式轿门。38轿门异步电机旁开门异步电机中分门同步电机旁开门同步电机中分门门系统电梯门系统可以分为两种，装在井道入口层站处的为层门，装在轿厢入口处的为轿厢门。层门和轿厢门按照结构形式可分为中分门、旁开门，垂直滑动门、铰链门等。中分式门主要用在乘客电梯上，旁开式门在货梯和病床梯上用得较普遍，垂直滑动门主要用于杂物梯和大型汽车电梯上。铰链门在国内较少采用，在国外住宅梯中采用较多。电梯层门和轿厢门一般由门、导轨架、滑轮、滑块，门框、地坎等部件组成。门一般由薄钢板制成，为了使门具有一定的机械强度和刚性，在门的背面配有加强筋。为减小门运动中产生的噪声，门板背面涂贴防振材料。门导轨有扁钢和C型折边导轨两种;门通过滑轮与导轨相联，门的下部装有滑块，插入地坎的滑槽中;门的下部导向用的地坎由铸铁、铝或铜型材制作，货梯一般用铸铁地坎、客梯可采用铝或铜地坎。轿、层门应是无孔的门，净高度不得小于2m。自动层门的外表面不应有大于3mm的凹进或凸出部分。（三角形开锁处除外）。这些凹进或凸出的部分边缘应在两个方向上倒角。装有门锁的层门应具有一定的机械强度。在水平滑动门的开启方向，以150N的人力（不用工具）施加在一个最不利点上时，门扇之间及门扇与立柱、门楣之间的间隙不得大于30mm。层门净进口宽度比轿厢净入口宽度在任何一侧的超出部分均不应大于0.05m。3.层门1层门装置2层门3门锁4强迫关门装置5地坎41图2-11中开封闭式层门电梯结构-层站层门旁开式层门中分式层门井道中的层门4.开关门机构(1)手动开关门机构(2)自动开关门机构①直流调压调速驱动及连杆传动开关门机构②交流调频调速驱动及同步齿形带传动开关门机构③永磁同步电机驱动及同步齿形带传动开关门机构445.门锁装置451门电联锁接点2锁钩3锁轮4锁底板图2-13自动门锁电梯结构-层站层门钩子锁层门门锁开关轿门门刀与层门门锁滚轮的配合轿门门刀层门门锁轿厢平层停站后，安装在轿门上的门刀将装于层门上的门锁滚轮夹在中间，并与此两滚轮保持一定间隙。当收到电控柜的开门信号时，门电机驱动门机，当门刀夹住门锁滚轮移动距离超过开锁行程时，锁壁与锁钩脱离啮合，此时开锁完成，并由轿门门刀带动层门门锁滚轮继续走完整个开门过程。门锁49门锁门锁由底座、锁钩、钩挡、施力元件、滚轮、开锁门轮和电气安全触点组成；门锁要求十分牢固，在开门方向施加1000N的力应无永久变形，所以锁紧元件（锁钩、锁挡）应耐冲击，由金属制造或加固；啮合深度达到和超过7mm时，电气触点才能接通，电梯才能启动运行；锁钩锁紧的力是由施力元件（即压紧弹簧）和锁钩的重力供给的即使弹簧失效也不能导致开锁；50门锁门锁的电气触点是验证锁紧状态的重要安全装置，要求与机械锁紧元件（锁钩）之间的连接是直接的和不会误动作的，而且当触头粘连时，也能可靠断开。现在一般使用的是簧片式或插头式电气安全触点，普通的行程开关和微动开关是不允许用的；除了锁紧状态要有电气安全触点来验证外，轿门和层门的关闭状态也应有电气安全触点来验证。当门关到位后，电气安全触点才能接通，电梯才能运行。验证门关闭的电气触点也是重要的安全装置。应符合规定的安全触点要求，不能使用一般的行程开关和微动开关；层门门扇之间若是用钢丝绳、皮带、链条等传动，称为间接机械传动，应在每个门扇上安装安全触点。由于门锁的安全触点可兼任验证门关闭的任务，所以有门锁的门扇可以不再另装安全触点；当门扇之间的连动是由刚性连杆传动的称为直接机械传动，则电气安全触点可只装在被锁紧的门扇上。2.1.3重量平衡系统1.重量平衡系统的功能、组成及作用(1)重量平衡系统的功能(2)重量平衡系统的组成(3)重量平衡系统的作用2.对重(1)对重的作用(2)对重的重量计算3.补偿装置(1)补偿链(2)补偿绳51对重对重相对于轿厢悬挂在曳引绳的另一侧,起到相对平衡轿厢的作用,并使轿厢与对重的重量通过曳引绳作用于曳引轮,保重足够的驱动力.由于轿厢的载重量是变化的,因此不可能做到两侧的重量始终相等并处于完全平衡状态.一般情况下,只有轿厢的载重量达到50%的额定载重量时,对重一侧和轿厢一侧才处于完全平衡,这时的载重量称电梯的平衡点,此时由于曳引绳两端的静荷重相等,使电梯处于最佳状态.对重装置一般由对重架,对重块,导靴等组成.如图