电梯结构与原理

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,电梯结构与原理,曾玉梅,15917282284,QQ349061113,一、导向与重量平衡系统概述,（一）导向系统功能,导向系统在电梯运行过程中，限制,轿厢,和对重的活动自由度，使轿厢和对重,只沿着各自的导轨作升降运动,。,电梯导向系统包括,轿厢导向,和,对重导向,两部分。,二、导向系统的组成及其位置,轿厢导向和对重导向均由,导轨、导靴、导轨架,组成。,导轨架作为导轨的支撑件，被固定在井道壁上。,导靴安装在轿厢和对重架的两侧（轿厢和对重各自装至少,4,个），导靴的靴衬（或滚轮）与导轨的工作面配合，使轿厢和对重分别沿着各自的导轨作上、下运动。,三、重量平衡系统,重量平衡系统分为,对重装置,和,重量补偿装置。,对重装置：为了平衡轿厢的重量，减少曳引的驱动力。,重量补偿装置：曳引钢丝绳连接轿厢和对重，若楼层高，钢丝绳自身重量很大，同时随轿厢运行的钢丝绳重量在不断变化。为补偿这一重量对电梯的影响，故在轿底和对重底加上补偿链起平衡的作用。,二、导轨,（一）导轨的作用,1,、导轨是轿厢和对重在竖直方向运动时的导向，限制轿厢和对重的活动自由度。通常轿厢用导轨要稍大于对重用导轨。,2,、当安全钳动作时，轿厢或对重夹紧导轨，导轨承受着强烈的制动力，使轿厢或对重制停可靠。,3,、防止由于轿厢的偏载而产生歪斜，保证轿厢运行平衡并减少振动。,（二）导轨的各类和标识,1,、导轨的横截面（断面）形状,一般钢质导轨常采用机械加工或冷轨加工方式制作，电梯中大量使用,T,形导轨。,2,、导轨的标识,T,型导轨具有良好的抗弯性能及加工性能。,T,型导轨的主要参数是底宽,b,、高度,h,和工作面厚度,k,。,T,型导轨共有,13,个规格，以底面宽度和工作面加工方法作为规格标志。,（三）导轨的技术性能要求,1,、材质要求,要求具有足够的强度和韧性。,2,、截面几何特性,需要具有良好的抗弯能力。,3,、工作面的粗糙度,导轨工作面的粗糙度对电梯运行平稳性有影响，宜采用刨削加工。,4,、几何形状精度,主要指工作面的直线度和扭曲。,四、导轨的安装技术要求,1,、导轨的连接,导轨连接安装时两根导轨的端部要加工成凹凸形的,榫头,与,榫槽,楔合定位，底部用连接板固定。,榫头与榫槽具有很高的加工精度，起到连接定位作用；接头处的强度由连接板和连接螺栓来保证。,2,、导轨的固定,导轨需要固定在导轨架上，固定方法一般不采用焊接或直接用螺栓连接，而是采用,压板固定法,。,对于杂物梯、低速小吨位电梯的对重导轨，也可以采用螺栓固定法，把螺栓直接穿过导轨，将它固定在导轨架上。,3,、导轨安装后的位置精度,（一）导轨工作面与铅垂线的相对位置,（二）两条导轨之间的相对位置：,1,、,侧工作面,：每,5m,不应超过,0.7mm,，相互偏差在整个导轨高度上不应超过,1mm,。,2,、,端工作面,：在安装后，两条导轨端工作面间的距离，在整个导轨安装高度上应一致，运行时保证导靴不会卡住和脱出。,3,、导轨对井道上下相对位置：轿厢导轨下端距底坑地面应用,60-80mm,悬空，上端离井道顶应有,3,0-50mm,距离。,三、导靴,（一）导靴概述,1,、功能,导靴是为了防止对重和轿厢在上下运行时发生偏斜，保证电梯的平稳运行的装置。工作时导靴的凹形槽（或滚轮）与导轨的凸形工作面配合，使轿厢和对重装置仅沿着导轨上下运动，防止轿厢和对重装置运行过程中偏斜或摆动。,2,、位置,导靴分别装在轿厢和对重装置上，共,4,个，运行中导靴与导轨均为接触状态。目前有些电梯正尝试使用非接触导靴，如采用磁悬浮技术等，使导靴和导轨之间保持一个距离。这适用于超高速电梯。,3,、组成,导靴按运动方式，可以分为滑动导靴和滚动导靴。,滑动导靴同带凹形槽的靴头、靴体和靴座组成，在靴头凹槽中一般镶有耐磨的靴衬，靴头可以是固定的，也可以是活动（浮动）的，滚动导靴则用三个滚轮沿导轨滚动运动。,（二）导轨与导轨受力分析,作用在导轨端工作面上的偏重力,Fx,的计算：,Fx=Qe/H,式中：,Q,电梯额定载重量（,kg,）,e,载荷在轿厢宽度方向的偏心距（,mm,）,H,轿厢上下导靴间距（,mm,）,作用在导轨侧工作面上的偏重力,Fy,的计算：,Fx=Qe/2H,式中：,e,载荷在轿厢宽度方向的偏心距（,mm,）,在轿厢宽度方向偏重作用下，力矩,Qe,通过轿厢对角两个导靴作用在导轨上；在深度方向，力矩,Qe,是以全部四个导靴作用在导轨上，故在偏心矩相等时（即,e=e,），有,Fy=0.5Fx,（三）导靴的种类,1,、导靴的分类,（,1,）按运动方式分类：,滑动导靴,和,滚动导靴,（,2,）按靴衬结构分类：,单体式,和,复合式,2,、固定式（刚性）导靴,固定式导靴的靴头是不动的，直接由靴头中的凹形槽与导轨工作面配合，三个配合的面需保留一定量的间隙（,5-10mm,）。,（,1,）简单型无靴衬滑动导靴。,（,2,）简单型有靴衬滑动导靴。,（,3,）刚性（固定）滑动导靴。,3,、弹性（浮动式）滑动导靴,弹性滑动导靴由靴座、靴头、靴衬、靴轴、压缩弹簧或橡胶弹簧、调节套或调节螺母等组成,1,、弹簧式滑动导靴,又叫单向弹性导靴，作用：靴衬的底部始终压贴在导轨端面上，能使轿厢保持稳定的水平位置，同时在运行中具有吸收振动与冲击的作用。这种导靴适用于,1.75m/s,速度以下。,2,、橡胶弹簧式滑动导靴,4,、滚动导靴,电梯运行时，滑动导靴与靴衬是摩擦的，会引起轿厢振动和噪声，为了减少导靴与导轨的摩擦力，节省能量，提高乘坐舒适感，在运行速度大于,2.0m/s,的高速电梯中，常采用滚动导靴。,滚动导靴照片,滚动导靴由滚轮、弹簧、靴座轮臂等组成，滚动导靴以三个滚轮代替了滑动导靴的三个工作在，三个滚轮在弹簧力的作用下，压贴在导轨三个工作面上，电梯运行时，滚轮在导轨面上滚动。,优点：,滚动摩擦代替滑动摩擦，减少摩擦力,导轨的三个工作面实现弹性支承，有良好缓冲作用。,滚动导靴,不允许在导轨工作面上加润滑油,，否则会使滚轮打滑，无法工作。,一般当额定载重为,5m/s,时，轿厢的导靴滚轮直径至少为,250mm,，对重导靴滚轮至少为,150mm,；当额定载重为,2.5m/s,时，轿厢的导靴滚轮直径至少为,150mm,，对重导靴滚轮至少为,75mm,。,四、导靴的使用要求,1,、滑动导靴靴衬的要求,一般靴衬有整体与嵌片两种型式，所用材质有锡青铜、铸铁、酚醛树脂、尼龙等，目前广泛采用尼龙作为靴衬。,2,、滑动导靴润滑的要求,通常在导靴顶部安装润滑油盒,3,、滚动导靴配用导轨的要求,整个轮缘的宽度上与导轨工作面接触应均匀、平稳。当滚轮有剥落现象应及时更换。,四、导轨架,导轨架固定在电梯井道内壁，用于固定导轨。每根导轨上至少应设置两个导轨架，两相邻导轨架之间距离不得大于,2.5m,。,导轨架在井道壁上固定方法有：,预埋螺栓式、膨胀螺栓式、焊接式、对穿螺栓固定式及进入式,等几种。,五、重量平衡系统,（一）重量平衡系统的功能及其组成,作用：重量平衡系统的作用是使对重与轿厢能达到相对平衡，在电梯运行中即使载重量不断变化，仍能使两者间的重量差保持在较小限额之内。,组成：由,对重装置,和,重量补偿装置,组成,（二）对重装置,1,、对重装置的作用,（,1,）平衡轿厢载荷重量，减少曳引机功率损耗；,（,2,）保证了曳引力的产生,（,3,）避免冲顶或蹾底事故发生,（,4,）大大提高提升高度,2,、对重装置的种类与结构,对重装置一般分为,无反绳轮式,和,有反绳轮式,。一般由对重架、对重块、导靴、缓冲器碰块、压块、曳引绳和反绳轮组成。,3,、对重重量值的计算,W,G+KQ,（三）重量补偿装置,1,、重量补偿装置的种类：,补偿链、补偿绳、补偿缆。,2,、常用的平衡补偿法：。目前最常用的是对称补偿法,对称补偿法、单侧补偿法、双侧补偿法,四、随行电缆与中间接线箱,1,、随行电缆：是电梯机房的电气器件与轿厢、井道、及层门等处电气器件相连接的导线，它的一端安装在电梯正常提升高度的,1/2,加,1.5-1.7m,处的井道壁（电缆架）上，另一端安装在轿厢底部的电缆架上。目前多采用扁平截面的随行电缆。,2,、中间接线箱：是将由机房引来的导线与层楼分线箱和随行电缆连接的接线装置。中间接线箱安装在电梯正常运行高度的,1/2,加,1.5-1.7m,高的井道壁上，需要接地，接地电阻不大于,4,。,第六章练习题,一、选择题。,1,、,T,型导轨底宽,b,75,，那该导轨是（,）导轨。,A,T75/B B. T89/B C. T90/B D. T127/B,2,、导轨连接板连接螺栓数目一般每边不少于（,）个。,A. 1,个,B. 2,个,C. 3,个,D.4,个,3,、导轨的固定方法多采用（,）。,A.,焊接连接法,B.,螺栓连接法,C.,压板固定法,D.,预埋连接法,4,、每根导轨上至少应设置（,）个导轨架，两相邻导轨架之间距离不得大于（,）,m,。,A.1,，,1.5 B.1,，,2 C.2,，,2.5 D.2,，,3,5,、随行电缆一端安装在轿底，另一端安装在电梯正常提升高度的,（ ）加（ ）,m,处的井道壁（电缆架）上。,A.1/2,，,1.5-1.7 B.1/3,，,1.5-1.7 C.1/2,，,2-2.2 D.1/3,，,2-2.2,6,、当电梯提升高度超过（,）,m,时，必须增设重量补偿装置来控制,A,10 B.20 C.30 D.40,A,D,C,C,A,C,二、填空题。,1,、不论是轿厢导向还是对重导向，均由,，,，,组成。,2,、重量平衡系统分为两个部分，即,和,。,3,、根据导靴在导轨上运动方式的不同，导靴分为,、,和,两类。,4,、导轨架在井道墙壁上的固定方法有,、,、,、,、,、,。,5,、重量补偿装置的种类有：,、,、,。,四、计算题。,1,、一台乘客电梯，额定载重量为,1600kg,，轿厢自重为,1350kg,，平衡系数设为,0.5,；,求：（,1,）该电梯最多乘客人数 ？,（,2,）对重的总重量应为多少？,导轨,导靴,导轨架,对重装置,重量补偿装置,滑动导靴,滚动导靴,预埋螺栓式,膨胀螺栓式,焊接式,对穿螺栓固定式,埋入式,补偿链,补偿绳,补偿缆,（,1,）答：,160075,21.33,，取整,21,（人）,（,2,）答：,W=G+KQ,=1350+0.51600,=2150kg,第七章 安全保护系统,一、安全保护系统概述,在电梯安全系统中，包括有高安全系数的钢丝绳、限速器、安全钳、缓冲器、多道限位开关、防止超载系统及完善严格的开关门系统等。,一、安全保护系统概述,（一）电梯可能发生的事故和故障,（,1,）轿厢失控、超速运行,（,2,）终端越位,（,3,）冲顶或蹾底,（,4,）不安全运行：限速器失灵、层门和轿门不能关闭或关闭不严，超载、曳引机缺相或错相,（,5,）非正常运行：控制电路故障、安全钳误动作制动器误动作,（,6,）关门障碍,（二）电梯安全保护系统的组成,1,、超速（失控）保护装置：限速器、安全钳,2,、超越上下极限工作位置保护装置：强迫减速开关、限位开关、极限开关,3,、蹾底（与冲顶）保护装置：缓冲器,4,、层门、轿门门锁电气联锁装置：确保门不可靠关闭电梯不能运行,5,、近门保护装置：光幕、安全触板,6,、电梯不安全运行防止系统：越载控制装置、限速器断绳开关、安全钳误动作开关、轿厢安全窗和轿厢安全门开关等,7,、供电系统断相、错相保护装置：相序保护继电器等。,8,、停电或电气系统发生故障时，轿厢慢速移动装置,9,、报警装置轿厢内与外联系的警铃、电话等，五方对讲：轿顶、机房、底坑、轿厢内、监控中心；一键通,（三）电梯安全保护装置的动作关联关系,1,、当曳引绳断裂，轿厢坠落，限速器动作，触发安全钳动作，将轿厢制停,2,、当轿厢超越顶、底层时，首先触发强近减速开关减速，如无效则触发限位开关使电梯控制线路动作制停曳引机，若仍未使轿厢停止，则会强行切断动力电源,3,、当曳引绳打滑达到限速器动作速度时，则触发安全钳动作，制停轿厢；若未达到限速器动作速度，最终轿厢将触及缓冲器减速制停。,4,、当轿厢超载，轿厢超载开关被触发，引起报警，电梯无法启动,5,、当安全窗、安全门、层门或轿门未能可靠锁闭时，电梯控制电路无法接通，电梯无法启动,6,、当安全触板遇到阻力，门机立即停止关门并反向开门,二、限速器,限速器是电梯安全运行中最为重要的安全装置之一，它随时监测控制着轿厢的运行速度，当出现超速情况时，能及时发出信号灯，继而产生机械动作，切断供电电路或驱动安全钳（夹绳器）将轿厢强制制停或减速。,限速器是指令的发生者，并非执行者。,限速器动作的速度至少为额定速度的,115%,。,（一）甩块式限速器及工作原理,甩块式限速器是利用,旋转离心力,随着转速变快而加大的原理来完成动作的。当限速器绳轮转动时，由于离心力的作用导致其中的甩块产生远离回转中心的趋势，一旦超速到限定值时，甩块外摆触发超速安全开关，继而带动安全钳动作。,（二）双向限速器及工作原理,用于电梯上行的超速保护装置。,常见的双向限速器配合双向安全钳，在旧梯改造过程中则采用双向限速器配合夹绳器方式较多。,无论出现上行或下行超速，限速器均会首先触发电气开关，切断曳引机电源并使制动器动作。如果仍然未能将电梯超速现象控制住，则进而夹住限速器绳，触发安全钳动作将轿厢强制制停。,（三）限速器张紧装置,张紧装置作用：保证限速器绳与限速器绳轮间有足够的摩擦力，能准确地反映轿厢运行速度。,为了防止限速器绳过分伸长使张紧装置碰到地面而失效，张紧装置底部距底坑应有合适的高度：低速电梯为,40050mm,，快速电梯为,55050mm,，高速电梯为,75050mm,。,张紧装置一般分为：摆臂式张紧和垂直式张紧两种。,四、限速器使用技术要求,1,、在限速器中，要求装设一个电气超速开关，此开关的作用是在轿厢超速后首先被触发，切断曳引机电源并通过制动器对其实施制动，保证曳引机停止运转。,2,、限速器电气开关的动作速度：,1.0m/s,的，电气开关动作速度为：额定速度的,115%,的,90%,95%,；,1.0m/s,，额定速度的,115%,。,3,、限速器绳的公称直径不应小于,6mm,，限速器绳轮的节圆直径与绳的公称直径之比不应小于,30,。,三、安全钳,1,、安全钳安装位置：一般安装在轿厢架的底梁或立柱上，处于上下导靴之间。,2,、安全钳的种类：按制停减速度的不同可分为,瞬时式安全钳,和,渐进式安全钳,。,3,、瞬时式安全钳：也叫做刚性急停型安全钳，它的承载结构是刚性的，,动作时产生很大的制停力，使轿厢立即停止,，对轿厢内的乘客或货物有非常剧烈的冲击，导致人员或货物损伤，因为规定只适用于额定速度,不超过,0.63m/s,的电梯。,4,、渐进式安全钳：又称为滑移动作式安全钳、弹性滑移式安全钳。它能使制动力限制在一定范围内，并使轿厢在制停时有一定的滑移距离，制停减速度不致很大。,5,、渐进式安全钳与瞬时式安全钳的区别：,渐进式安全钳制动开始之后，其制动力并非刚性固定，而是增加了弹性元件，致使安全钳制动元件作用在导轨上的压力具有缓冲的余地，在一段较长的距离上制停轿厢，保证人员或货物安全。适用于额定速度,大于,0.63m/s,的电梯。,（一）安全钳使用条件,电梯制造与安装安全规范,（,GB7588-2003,）规定：,1,、电梯额定速度,0.63m/s,，轿厢应采用渐进式安全钳；若电梯额定,0.63m/s,，轿厢可采用瞬时式安全钳。,2,、若轿厢装有数套安全钳，则它们应全部是渐进式安全钳。,3,、若额定速度,1m/s,，对重安全钳应是渐进式的；其它情况下可以是瞬时式的。,四、夹绳器,夹绳器是直接将制动力作用在曳引钢丝绳上。,夹绳器一般安装在机房内曳引轮和导向轮之间的曳引机机架上，也有将其安装在导向轮下部。,由于夹绳器动作在瞬时内完成，非常粗暴，冲击强烈，尤其是动作时对重常产生非常严重的跳动，动作后对夹绳块及曳引钢丝绳损伤较大，夹绳器使用寿命较短，故在电梯界存在较多争议。,五、缓冲器,缓冲器安装在井道,底坑,内，要求其安装牢固可靠，承载冲击能力强，,缓冲器应与地面垂直并正对轿厢（或对重）下侧的缓冲板,。缓冲器是一种吸收、消耗轿厢或对重的能量，使其减速停止，并对其提供,最后一道,安全保护的电梯安全装置。,为尽可能减少和避免损失，就必须吸收和消耗轿厢（或对重）的能量，使其减速并安全、平稳地停止底坑。所以缓冲器的原理就是使轿厢（或对重）的,动能,、,势能,转化一种无害或安全的能量形式。,（一）缓冲器的类型,按照其工作原理不同，可分为,蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器,两种。,1,、蓄能型缓冲器：又称为弹簧缓冲器，当缓冲器受到轿厢（对重）的冲击后，弹簧变形，反复反弹轿厢，最后轿厢停止。,弹簧缓冲器组成：缓冲橡胶、上缓冲座、缓冲弹簧、弹簧座等组成，用地脚螺栓固定在底坑基座上。,弹簧缓冲器仅适用于,1.0m/s,的低速电梯。,1,、蓄能型缓冲器,聚氨酯缓冲器是一种新型缓冲器，体积小、重量轻、软碰撞无噪声、防水防腐耐油、安装方便、易保养好维护、可减少底坑深度等。,聚氨酯缓冲器仅适用于,1.0m/s,的低速电梯。,2,、耗能型缓冲器,耗能型缓冲器：又称为,油（液）压缓冲器,，常用的油压缓冲器基本构件有：缸体、柱塞、橡胶垫、复位弹簧等。缸体内有缓冲器油。,油压缓冲器分类：油孔柱式缓冲器、多孔式油压缓冲器、多槽式油压缓冲器。,油压缓冲器的,工作原理,：轿厢下压缓冲器，缸体的油向柱塞上喷射，油体内分子不断撞击、摩擦，将动能化为热量散发掉，从而使轿厢逐渐停下来。轿厢离开缓冲器，复位弹簧使柱塞逐渐恢复正常状态。,油压缓冲器适用于,1.0m/s,的电梯上。,（二）缓冲器数量,缓冲器的数量根据电梯的,额定速度,和,额定载重,确定，一般电梯会设置三个缓冲器，即轿厢下设置两个缓冲器，对重下设置一个缓冲器。,（三）缓冲行程,缓冲行程：缓冲器的最大压缩量。,蓄能型缓冲器：缓冲行程不能小于,65mm,耗能型缓冲器：缓冲行程不应小于,420mm,六、终端限位保护装置,终端限位保护装置功能：防止由于电气系统失灵，轿厢冲顶或蹾底。,终端限位保护装置组成：强迫减速开关、终端限位开关、终端极限开关及相应的撞弓、碰轮和联动机构。,（一）强迫减速开关,一般强迫减速开关：是防止轿厢冲顶或蹾底的第一道防线。由上下两个开关组成，分别安装在井道的顶部和底部。当电梯失控，轿厢已到顶层或底层而不能减速停车时，装在轿厢上的撞弓与强迫减速开关的碰轮相接触，发出指令信号，迫使电梯减速停驶。,（二）终端限位开关,终端限位开关由上、下两个开关组成，一般分别安装在井道顶部和底部，在强迫减速开关之后，是电梯失控的第二道防线。,当强迫减速开关未能使电梯减速停驶，轿厢越出顶层或底层位置后，上限位开关或下限位开关动作，触发控制线路，使曳引机断电并使制动器动作，迫使电梯停止运行。,（三）终端极限开关,1,、机械电气式终端极限开关,强迫减速开关与终端限位开关均无法停止轿厢，当轿厢地坎超越上、下端站地坎,200mm,时，撞弓接触碰轮，牵动与装在机房墙上的极限开关相连的钢丝绳，强制使极限开关动作，切除除照明和报警外的总电源。,2,、电气式终端极限开关,设置在终端限位开关之后的井道顶部或底部，用支架板固定在导轨上。当轿厢地坎超越上下端站,200mm,，撞弓触动限位开关，切断电源，使曳引机停止转动。,目前的电梯多采用电气式终端极限开关。,七、其他安全防护装置,（一）轿厢顶部安全窗：只能向外开启，开启时，装于窗门上的触点开关断开，切断控制电路，此时轿厢不能运行。,（二）轿顶护栏：,GB7588,2003,规定：,1,、轿顶至井道壁,300mm,时，需要装设轿顶护栏；,2,、护栏由扶手、,100mm,高的护脚板、位于护栏高度一半处的中间栏杆组成；,3,、护栏到井道壁距离，当,850mm,，护栏高度至少为,700mm,；当,850mm,，护栏高度至少为,1100mm,。,4,、护栏到任何部件的水平距离,100mm,；,5,、保护人员安全进入轿顶；,6,、,150mm,至轿顶边缘之间装护栏；,7,、护栏要标有警示符号。,（三）底坑对重侧防护栅,作用：为防止维修人员进入底坑对重部分发生危险。,防护栅高,2500mm,，距地,300mm,，宽度对重宽度两边各加,100mm,。,（四）轿厢护脚板,轿厢不平层，当轿厢地面的位置高于层站地面时，会使轿厢与层门地坎之间产生间隙，这个间隙会使乘客的脚踏入井道，发生人身伤害的可能。为此，,GB7588-2003,规定：,1,、必须装护脚板，宽度等于开门宽度。,2,、垂直部分高度,750mm,。,（五）制动器扳手与盘车手轮,操作时先切断电源，必须两人操作，一人操作制动扳手，一人盘动手轮，使轿厢就近停靠，对乘客进行救援。,制动器扳手和盘车手轮要放在机房明显位置。,六、电梯急停开关,急停开关又称为安全开关，是串接在电梯控制线路中的一种不能自动复位的手动开关。,急停开关分别设置在轿厢内操纵箱上、轿顶操纵盒上、底坑内、机房控制柜上。,（七）可切断电梯电源的主开关,每台电梯在机房中要装一个切断该电梯电源的主开关，主开关切断时不能影响轿厢内、轿顶、机房和井道的照明、通风和电梯插座等供电电路。,