1、电梯机械装置与结构问题研究摘要：伴随着我国社会经济的发展和建筑行业的兴起，电梯作为一种便捷的运送方式被广泛应用到超市、医院、宾馆等建筑中。可以毫不夸张地说，电梯已成为人们生活中必不可少的部分。作为一种机电一体化的设备，电梯有着旧式运输方式的一些共同点，但同时也存在自己的不同之处。本文主要介绍了电梯的机械装置和机械结构。 关键词：电梯；机械装置；结构 中图分类号： TU857 文献标识码：A 引言 在当前，尽管电梯十分普及，很多人也都使用过电梯，但是人们对于电梯的理解却仅仅局限于狭义的概念方面，所谓狭义的电梯指的是对规定楼层进行服务的，具有轿厢等垂直或是倾斜的升降设备，不包括自动人行道以及自动扶
2、梯等等。对于广义的电梯而言，其主要指的是具有动力驱动的，可沿着刚性导轨进行运行的箱体或是沿着固定的线路进行运行的梯级、踏板等等，可对人或货物进行升降或平行运送的机电设备。其既包括普通意义上的载人或载货电梯，也包括自动扶梯以及自动人行道等等。 一、电梯的机械结构 电梯的机械结构主要由动力系统(曳引系统)、导向系统、门系统、平衡系统、轿厢系统这几部分组成。 (一)动力系统(曳引系统)动力系统的是输出动力，通过动力将轿厢通过牵引运送到指定楼层的装置。动力系统主要由曳引机、曳引绳、导向轮等组成。曳引机通常由曳引电动机、 制动器、底座组成。根据电动机与曳引轮之间是否有减速箱，可分为无齿轮曳引机和有齿轮曳
3、引机。有齿轮曳引机带有减速箱，通常减速箱以涡轮蜗杆传动的方式来降低电梯运行时的噪声并提高运行的平稳性，有齿轮曳引机工作效率较低，体积大。无齿轮曳引机没有减速箱，可以直接利用电动机作为动力，这种方式传动效率高，且噪声较小，传动过程比较平稳，不过相应的耗能要比有齿轮曳引机大，造价相对较高，并且维修更为复杂。无齿轮曳引机由于其运行平稳，噪声小的特点，因此常被应用高速电梯上。曳引轮通过一组曳引绳连接电梯的轿厢和对重，曳引机利用曳引绳的摩擦力来驱动轿厢。 (二)导向系统 电梯的导向系统主要由导轨、导轨架、导靴等组成。导向系统的功能就是对轿厢与对重的自由度进行限制，约束对重与轿厢在各自的轨导上运行，以免发
4、生碰撞。在下行超速、曳引绳断裂等意外发生时，安全钳可以将轿厢卡死在导轨上以防止其坠落从而造成人员伤亡。导轨使得轿厢与对重在井道中处于合理的位置，同时避免轿厢发生倾斜。利用螺栓、螺母、导轨夹与导轨支架实现导轨与井道壁的固定。导轨支架之间的距离需控制在 22.5m，且每根导轨必须有 2 个或以上导轨支架固定，如果井道结构为砖混或者导轨受力较大时，需适当增加导轨支架数量。在安全钳动作或者轿厢防坠落装置锁死时，导轨可以支撑住轿厢或对重。(三)门系统 门系统主要作用是在电梯的运行过程中，保持各层的层门和轿门的关闭，保证轿厢内乘客以及厅门外等候人员的安全。门系统包括轿门、厅门、及相应的门机和保护装置。轿门
5、安装在轿厢上，厅门则安装于每层候梯厅的门洞上。门系统必须保证在电梯起动前，轿门、厅门的关闭。在厅门上安装有门锁，能够锁住厅门，只有钥匙才能打开厅门。厅门及其门锁在锁住位置时应有这样的机械强度：即用 300N 的力垂直作用于该层门的任何一个面上的任何位置，且均匀地分布在 5c的圆形或者方形面积上时，应能：1.无永久变形；2.弹性变形不大于15mm；3.试验期间和试验后，门的安全功能不受影响（GB7588-2003） 。利用门锁上的电气开关保证厅门的开启和关闭与电梯的运行状态保持一致。轿门上面一般安装有触板感应装置、光幕感应装置等，使乘客在没有完全进入或者离开轿厢的时候，保持轿门的打开，并阻止轿厢
6、的运行，从而保障乘客的安全。 (四)平衡系统 平衡系统包括对重、补偿装置等。对重主要利用曳引绳与导向轮和轿厢相连接，在电梯运行的过程中，能够平衡轿厢的负重，并极大减小对曳引电机功率的消耗。对重装置一般由对重架，对重块等部件构成。对重的重量值必须严格按照电梯额定载重量及轿厢自重的要求配置，一般按公式：对重的重量 P(kg)=轿厢自重 G(kg)+平衡系数 K额定载重 Q(kg)计算。K 的取值范围一般在 0.45-0.55 之间，其中以 0.47较为合适。合理的对重值可以使电梯尽量保持对重和轿厢重量相近这样的最佳工作状态，从而大幅减少曳引机的功率消耗。补偿装置主要是应用在电梯的曳引高度超过一定范
7、围（一般为 30 m）平衡曳引绳重，保持电梯平稳运行和减少曳引机的功率消耗。补偿装置一般有补偿链、补偿缆等方式。传统的补偿链装置，由铁链和麻绳组成。麻绳的主要用于是减少铁链在行进过程中由于相互碰撞引起的噪声，这种补偿装置一般应用于低速电梯。补偿缆采用钢丝绳或纤维绳作为内芯，在外部包裹具有阻燃、抗老化的软塑料或橡胶作为保护套。这种补偿装置在电梯高速运行时，保持电梯的平稳，而且噪音小，是现代电梯的发展方向。 (五)轿厢系统 轿厢就是我们平常进入到电梯里的厢式空间。轿厢一般是由轿底、轿门、轿顶、轿壁、框架等部件组成的。轿厢是电梯的承重与承载空间也是我们最熟的空间，在现代化智能电梯的轿底有称重装置和超
8、载开关。称重装置可以精确地称量出目前电梯上所有乘员的总重量，来判断电梯是否已经满员或者平层开门后是否有人进入电梯。超载开关是用来判断电梯是否超载，一旦超载则发出声音报警，直到有人离开轿厢，达到电梯的允许载重，电梯才能够正常运行。舒适感是我们判断一台电梯好坏的直接因素。轿厢的平衡极大的影响电梯的舒适感，在设计阶段使得导靴在规定条件下受力为 0N 是很重要的。导靴反力越大，乘坐舒适感就越差。如果轿厢偏载比较严重时，考虑到导靴的耐久性，就必须更换为滚轮导靴，但乘坐舒适感会变差。 二、电梯的机械装置 电梯的机械装置主要用于保证电梯运行过程的中安全，主要由限速器和安全钳、缓冲装置及终端超越保护装置构成。
9、 (一)限速器和安全钳 限速器能够反映轿厢或对重的实际运行速度，当电梯的运行速度达到或超过设定的极限值时（一般为额定速度的 115%以上） ，限速器停止运转，并借助绳轮中的摩擦力或夹绳机构提拉起安装在轿厢梁上的连杆机构，迫使安全钳动作，同时通过机械动作发出信号，切断控制电路，从而使轿厢强行制停在导轨上，只有当所有安全开关复位，轿厢向上提起时，安全钳才能释放。当安全钳没有恢复到正常状态时，电梯不能使用。所以限速器是电梯超速并在超速达到临界值时，起检测及操纵的作用。 (二)缓冲装置 当轿厢以额定速度或者不大于 115%额定速度撞向底坑时，此时安全钳不能起作用，这种能量会对轿厢和里面的乘客带来严重的
10、后果。为了吸收、消耗轿厢下冲的能量，通常会在电梯的轿厢和对重两侧都设有缓冲装置。缓冲装置一般分为蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器。蓄能型缓冲器只能用于额定速度小于或等于 1m/s 的电梯。耗能型缓冲器可用于任何额定速度的电梯。对于常用的耗能型缓冲器的总行程应至少等于相应于 115%额定速度的重力停止距离。 (三)终端超越保护装置 终端超越保护装置的作用，在于避免电梯的电气系统失效，而造成轿厢越过上、下端站能够持续运行，引起冲顶、撞底等意外的发生。终端超越保护装置，通常安装在轿厢导轨的上、下终端支架上，其主要是由减速开关、限位开关、极限开关并配有打板、碰轮、钢丝绳等构件组成。打板在电梯失控后，会因轿厢
11、的运行而与减速开关相碰，让开关内的接点送出电梯停止运行的指令信号。若这种方式无法停止电梯，则需要利用限位开关的动作，使得电梯往相反的方向运行。若电梯依旧无法停止，极限开关将把电源断开，电梯迅速停止。 结语 电梯作为机电一体化设备，虽然其机械结构较为简单，但由于其自动化程度高，其控制过程和相应的电路较为复杂，因此装置和结构还存在许多问题。本文通过介绍电梯的机械结构和装置，希望能为进一步的研究提供依据，更好地利用电梯这一现代化工具造福人类。 参考文献 1汪 亮,初殿芳.电梯机械装置与结构问题研究J.民营科技, 2013, (1): 35-36. 2陈昆.电梯机械装置与结构问题研究J.科技向导, 2011, (19): 10-11. 3张琦.现代电梯构造与使用.北京：清华大学出版社，2004
