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电梯的机械装置及机械结构浅析

来源: 电梯招聘网 发布时间:2018-11-23 14:36:45浏览次数:430次

  摘要:电梯作为机电一体化设备,有着简单的机械构造和复杂的机械装置,通过对这些结构和装置的浅析,能为进一步研究打好基础。

  引言

  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。

电梯的机械装置

  1、电梯的机械结构

  电梯的机械结构主要由动力系统、导向系统、门系统、平衡系统、轿厢系统这几部分组成[1-3]。

  1.1 动力系统

  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层数的装置。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。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。曳引轮通过同一根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。

  1.2 导向系统

  电梯的导向系统主要由导轨、导轨架和导靴三部分组成。导向系统的主要作用是限制轿厢与对重间的行进自由度,保证轿厢和对重在井道中的相对位置,让轿厢在井道中按路线运行,从而避免过多振动。这主要原因是轿厢与对重间距离非常近,若不加以约束,则容易发生剧烈运动,甚至于发生碰撞。在发生意外断电、 曳引绳断裂等意外情况时,导向系统可以通过将轿厢卡死在导轨上,避免轿厢做自由落体式的坠落,从而保证了轿厢内人员的生命安全。导轨能够控制电梯的升降方向,保证轿厢与对重在井道中处于安全的位置,避免两者倾斜。导轨通过连接板的方式固定。导轨支架是固定在井道中对导轨起支撑作用的部件,标准为五米长的导轨需要至少两个导轨支架。在安全钳动作时,导轨可作夹持的支承件,支撑轿厢或对重。

  1.3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厢门的关闭,保证轿厢内乘客的安全。门系统包括轿门、厅门、及相应的门开关和保护装置。轿门安装在轿厢上,厅门则安装于每层的门洞上。门系统必须保障在电梯起动前,轿门、厅门的关闭。在厅门上安装门锁能够锁住厅门,这样只有钥匙和控制电路才能打开厅门。利用门锁上的电路开关能够控制厅门的打开和关闭,并与电梯的运行状态保持一致。电梯的开门方式有:中分、旁开双折、旁开三折、中分双折、中分三折等方式。客梯最常用中分门和旁开双折门这两种方式。轿门上面一般安装有触板感应装置或光幕感应装置,这种保护装置能在乘客没有完全进入或者离开轿厢的时候,保持轿门的打开,并阻止轿厢的运行,从而保障乘客的安全。

  1.4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。通过计算得到合理的对重值,此时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,从而大幅减少电梯的功率消耗。补偿装置主要是应用在电梯的曳引高度超过一定范围(一般为30 m)平衡曳引丝重,维持电梯平衡,保证电梯稳定运行的装置。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。麻绳用于固定铁链的链环,从而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在高速运行时,保持电梯的平稳,而且噪音小,是现代电梯的发展方向。

  1.5 轿厢系统

  电梯轿厢是运送乘客的装置,也是电梯中乘客能直接触到的的部位。轿厢一般由轿架和轿厢体组成。

  轿架由上横梁、轿底缓冲梁和立柱组成。作为轿厢的主要承载构件,轿架对轿厢起着固定和悬吊的作用。电梯在轿架上设置有拉杆,拉杆的两端分别固定立柱和轿底缓冲梁。在轿厢两侧分别设置两根拉杆,可以提高轿厢较大的电梯承重效率。需要注意的是,所设置的两根拉杆预紧力必须合适。若拉杆的位置设置良好,可以有效分担轿厢底板的载荷,避免增加额外的承重材料,减轻轿架的自重。

  轿厢体由轿底、轿顶、轿壁和轿门组成。轿底是轿厢支撑负荷的部件。轿底处设有轿厢称重装置,若整个轿厢的重量超过了额定载荷时,称重装置的报警信息会传送到电梯的处理系统,此时,警报响起,电梯不能起动,直到整个轿厢的重量回到额定载荷之下。轿顶上设有照明设备和安全窗。安全窗的作用是在电梯发生故障时,方便检修人员从桥厢顶部进入井道检修设备或者人员撤离轿厢。轿厢顶和轿厢底的相连处为轿厢壁。轿厢壁应具有一定的抗冲击强度,通常在轿厢壁的背面加设加强筋来提高轿厢壁的机械强度。

  2、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,主要由限速装置、缓冲装置及终端超越保护装置构成[4]。

  2.1 限速装置

  电梯的限速装置由限速器和安全钳构成。限速器能够反映轿厢的实际运行速度。当电梯的运行速度超过额定速度的极限值时,限速器停止运转,并提拉起轿厢梁上连杆机构,切断控制电路,同时迫使安全钳动作,使轿厢强行制停在导轨上。只有所有安全开关复位,轿厢向上提起时,安全钳才能释放,电梯才能使用。

  所以限速装置是能够检测电梯的超速,并在超速下,起到保护作用的装置。

  2.2 缓冲装置

  当所有保护措施失效时,轿厢会在重力加速度下以越来越快的速度冲向底层,这种能量会对轿厢和里面的乘客带来轿毁人亡严重的后果。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。缓冲装置一般分为弹簧型和液压型。弹簧型缓冲装置在受到冲击之后需要释放相应的形变压力,形成反弹,这样便不太平稳,因此这种缓冲装置主要用于低速电梯。而液压型缓冲装置采用能量消耗的方式进行缓冲,避免了回弹现象,因此缓冲过程更为平稳,且噪声小,适用于高速电梯。

  2.3 终端超越保护装置

  在电气系统失效时,轿厢会越过上下端的界限继续前行,并可能引起冲过井道顶部或者撞击井道底部这种意外情况发生。为了消除这种隐患,电梯会在导轨的上、下终端支架上安装终端超越保护装置。终端超越保护装置主要由减速开关、限位开关、极限开关组成。当电梯失控时,减速开关发出指令信号,迫使电梯停止。若电梯不能停下,限位开关则会动作,使电梯朝相反方向运行。如果电梯还是不能停下,则极限开关动作,并切断电源,迫使电梯立即停止。

  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。

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