電 梯機械原理

1、03.992電梯的定義電梯的定義l定義：電梯是指用電力作為拖動動力，具有乘客或載貨轎廂，并運行于垂直或垂直方向傾斜角度不大于150的兩側剛性導軌之間，運送乘客和貨物的固定設備。l基本特點:以電力作為拖動動力有一個轎廂，可以運送乘客或貨物轎廂運行在兩根垂直的或垂直傾斜度小于15 度的剛性導軌之間對重轎廂03.993電梯起源與發(fā)展電梯起源與發(fā)展第一階段：動力與曳引方式的確定第一階段：動力與曳引方式的確定l 鼓輪式傳動 最大提升高度 46 M 鋼絲繩根數(shù)最多不超過3根 載重量不大 安全性差 電機驅(qū)動力矩： 轎廂自重 轎廂內(nèi)人或貨物重量 鋼絲繩重量 傳動機構的摩擦力03.994電梯起源與發(fā)展電梯起源與

2、發(fā)展l 曳引式傳動最大提升高度800M鋼絲繩根數(shù)不受限制載重量大大增加安全性增加電機驅(qū)動力矩：A.轎廂自重+轎廂內(nèi)載荷與對重重量之差B.傳動機構的摩擦力03.995電梯起源與發(fā)展電梯起源與發(fā)展第二階段：電氣控制與驅(qū)動調(diào)速技術第二階段：電氣控制與驅(qū)動調(diào)速技術l 電氣控制電氣控制控制器件演變：控制器件演變： 1889年繼電器1955年小型計算機1963年無觸點半導體1969年可編程控制器PLC1971年集成電路1972數(shù)字控制1976年微機控制控制模式：控制模式： 1889年手柄控制1915年按鈕自動平層控制1930年信號控制、集選控制、并聯(lián)控制1949年群控控制l 驅(qū)動調(diào)速驅(qū)動調(diào)速 1889年直

3、流驅(qū)動調(diào)速1900年交流雙速驅(qū)動(AC2)1930年交流三速(AC3)1967年(晶閘管技術)交流調(diào)壓調(diào)速（ACVV）1984年交流調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速(VVVF）03.996電梯起源與發(fā)展電梯起源與發(fā)展第三階段：智能化控制電梯第三階段：智能化控制電梯迅達首先于1994將智能控制運用在電梯上，實現(xiàn)了模擬人的視覺、聽覺記憶、判斷、分析.在電梯的控制系統(tǒng)中綜合體現(xiàn)了：轎廂的合理、預先分配客流量的計算經(jīng)濟運行等待限制大廳監(jiān)控、遠程監(jiān)控故障自診斷特殊功能模塊化配置：殘疾人等待、語音引導、提示、基站隨機設置03.997電梯的分類l 按用途分按用途分:乘客電梯,客貨電梯(服務梯),貨客電梯(貨梯) ,住宅電梯,病

4、床電梯,雜物電梯,觀光電梯,其它專用電梯：汽車梯、船梯、礦用梯、施工梯、防爆電梯等。l 按運行速度分按運行速度分:低速梯V1.0m/s;快速梯1.0m/sV2.0m/s （10層以上）;高速梯:2.0m/sV3.0m/s （16層以上）;超高速梯:V3.0m/s 10.0m/s;試驗用梯10m/sl 按拖動電動機類型方式分按拖動電動機類型方式分:l 交流電梯 曳引電動機采用交流電動機 單速電動機，速度一般不高于0.5M/S。 雙速電動機，速度一般不高于1M/S。 交流調(diào)壓調(diào)速電梯，速度一般不高于1.75M/S。 交流調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速電梯，廣泛應用于各速度段。l 直流電梯 曳引電動機采用直流電動機

5、88年起停止生產(chǎn)，目前已被交流調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速電梯所取代。03.998l 按驅(qū)動方式分按驅(qū)動方式分:l 鋼絲繩曳引驅(qū)動式電梯（摩擦式）l 液壓驅(qū)動式電梯（分為柱塞直頂式和柱塞側頂式）l 齒輪齒條式電梯：一般用于工程電梯。l 按控制方式分按控制方式分:手柄控制;按鈕控制;信號控制;集選電梯(將各種信號加以綜合分析，自動決定轎廂運行的無司機操縱的電梯。在司機狀態(tài)下，轉為信號控制。)03.999電梯基本構造l 電梯的組成結構電梯的組成結構l 按機電劃分按機電劃分 機械與電氣l 按結構劃分按結構劃分 機房、井道、底坑、層樓l 按功能劃分按功能劃分 曳引系統(tǒng) 導向系統(tǒng) 轎廂 門系統(tǒng) 重量平衡系統(tǒng) 電力拖動系

6、統(tǒng) 電氣控制系統(tǒng) 安全保護系統(tǒng)03.9910電梯的曳引傳動型式l曳引傳動型式曳引傳動型式 根據(jù)電梯的使用要求與建筑物具體情況，電梯的曳引傳動多種型式，但均有下列三方面的內(nèi)容組成：l曳引比：曳引比：曳引繩線速度與轎廂升降速度之比值。l03.9911電梯的曳引傳動型式電梯的曳引傳動型式 1:1傳動方式傳動方式 轎廂與對重均無反繩輪，曳引繩直接拖動轎廂和對重。 傳動特點：V1=V2, T1=T2!說明： V1-曳引繩線速度（米/秒） V2-轎廂升降速度（米/秒） T1-轎廂側曳引繩載荷力（千克力） T2-轎廂總重量（千克力）。03.9912電梯的曳引傳動型式電梯的曳引傳動型式2:1傳動方式傳動方式

7、轎頂和對重頂部均設有反繩輪。 傳動特點： V1=2V2, T1=1/2T2(2:1)03.9913電梯的曳引傳動型式電梯的曳引傳動型式3:1傳動方式傳動方式 轎頂和對重頂部均設有反繩輪和定滑輪。 傳動特點： V1=3V2, T1=1/3T2 03.9914電梯的曳引傳動型式電梯的曳引傳動型式l結論 反繩輪及定滑輪使曳引機只承受電梯的幾分之一懸掛載荷，降低了對曳引機的動力輸出要求，但由于增加了曳引繩的曲折次數(shù)，降低了曳引繩的使用壽命，同時在傳輸中增加了摩擦損失，故大多用在貨梯上。03.9915電梯的曳引傳動型式電梯的曳引傳動型式l 全繞式傳動 曳引繩饒曳引輪和導向輪一周后，才引向轎廂和對重，其目

8、的是為了增加曳引繩對曳引輪的包角，提高摩擦力，其最大包角1+1800。l曳引繩在曳引輪上的纏繞方式曳引繩在曳引輪上的纏繞方式l 半繞式傳動半繞式傳動 曳引繩掛在曳引輪和導向輪上，曳引繩對曳引輪的最大包角1800。03.9916電梯的曳引傳動型式l使用范圍使用范圍l 客梯一般采用1 :1半繞傳動（速度高，載重量小）l 貨梯一般采用2 :1半繞傳動（速度低，載重量大）l 高速梯一般采用1 :1全繞傳動（速度高，載重量?。?3.9917電梯主要零部件結構原理l曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)l轎廂轎廂l門系統(tǒng)門系統(tǒng)l導向系統(tǒng)導向系統(tǒng)l重量平衡系統(tǒng)重量平衡系統(tǒng)l安全保護系統(tǒng)安全保護系統(tǒng)03.9918曳引系統(tǒng) W163

9、機組機組 W250 機組機組無齒曳引機無齒曳引機FM 280 無齒輪變頻曳引機FM 355 無齒輪變頻曳引機03.9919曳引系統(tǒng)l曳引機曳引輪的支撐方式曳引機曳引輪的支撐方式單支撐：懸臂式，曳引輪安裝在主軸的伸出端，結構簡單輕巧，但起重量較小，適合于載重量不大的電梯。雙支撐：曳引輪主軸兩端均有支撐，能適應大的起重量。03.9920繩頭組合l繩頭組合繩頭組合 常用的繩頭組合有雞心環(huán)套繩卡法、自鎖型鍥形繩套及巴氏合金填充的錐形套筒法03.9921繩頭組合 巴氏合金澆鑄程序巴氏合金澆鑄程序03.9922繩頭組合03.9923繩頭組合l繩頭組合與轎箱和對重的連接方式 轎廂側轎廂側 轎廂側（帶繩松開關

10、）轎廂側（帶繩松開關） 對重側對重側03.9924繩頭組合l組成：錐套、繩頭板、繩頭彈簧等l剛性連接：直接連接l彈性連接：橡膠與彈簧連接l每個繩頭的鎖緊螺母均應安裝自鎖螺母及安全銷l每個繩頭錐套要做環(huán)行保護連接03.9925轎廂l 轎廂轎廂 轎廂主要由轎廂架和轎廂體構成l 轎廂體轎廂體 轎廂底：底板和框架組成，框架由槽鋼或角鋼組成。 轎廂壁：采用簿鋼板，互相之間用螺栓直接連接或中間加鑲條以減少震動和產(chǎn)生噪音。 轎廂頂：安全窗，只能由內(nèi)向外開啟，并配有安全控制開關，還有檢修盒，開門機，轎頂接線盒等。03.9926轎廂l轎廂架轎廂架l 由底梁、立柱、上梁和拉條構成l 底梁直接承受轎廂的重量，底梁結

11、構有梁式結構和框式結構l轎廂內(nèi)的基本配置轎廂內(nèi)的基本配置l 操縱裝置、位置指示器、應急裝置、通風設備、照明設備及電梯規(guī)格銘牌等。l轎廂超載裝置轎廂超載裝置l 對電梯轎廂的載重量實行自動控制，當載重量達到電梯額定載重的110%時，電梯不能關門啟動，同時蜂鳴器響、超載燈亮。03.9927門系統(tǒng)l門的分類門的分類l 中分式、旁開式和直分式三種l 中分式具有出入方便，工作效率高，廣泛應用于乘客電梯上l 旁開式具有開門寬度大，對井道要求小的優(yōu)點，廣泛應用于貨梯上。l 直分式不占用井道的寬度和轎廂的寬度，使因此電梯具有最大的開門寬度，廣泛應用于雜物電梯和大噸位的貨梯上。03.9928門系統(tǒng)l門的結構型式門

12、的結構型式l 電梯門由門扇、門滑輪、門滑塊、門地坎、門導軌（上坎）等構成。l 轎廂門由門滑輪懸掛在轎門導軌上，下部由門滑塊與轎廂地坎配合。l 廳門由門滑輪懸掛在廳門導軌上，下部通過門滑塊與廳門地坎配合。03.9929導向系統(tǒng)l導軌的種類和規(guī)格導軌的種類和規(guī)格l 按其橫向截面形狀分主要有：T型導軌、L（或三角型三角型）型導軌、U型導軌、O型導軌、空心導軌等。l L型導軌、U型導軌、O型導軌的工作表面一般不作加工，通常用于一些速度較低，對運行平穩(wěn)性要求不高的電梯如雜無梯、建筑工程梯等；空心導軌大多用于速度不高的對重導軌。l T型導軌具有良好的抗彎性及加工性，大量用作電梯導軌。03.9930導向系統(tǒng)

13、l T型導軌的主要參數(shù)是：底寬b、高度h及工作面厚度k,b*k*h,通常應用的導軌有T75、T89、T127、T140。03.9931導向系統(tǒng) 03.9932導向系統(tǒng) 03.9933導向系統(tǒng) 03.9934導向系統(tǒng) 03.9935導向系統(tǒng)l滑動導靴03.9936導向系統(tǒng)l滾動導靴03.9937重量平衡系統(tǒng)l 對重對重l 對重由對重架與對重塊及對重導靴等組成，對重架上裝有對重導。l 當采用2:1曳引方式時，對重架頂部設有對重輪或反繩輪，有時對重架底部還設有安全鉗。l 對重塊安裝在對重架中，對重塊頂部須用壓板壓緊，防止電梯在運行中發(fā)生竄動或墜落。l 對重重量=轎廂自重+K*轎廂額定載荷 ! K平衡

14、系數(shù)（0.4-0.5）l 對重架底部安裝有調(diào)整墊塊，用以補償鋼絲繩延伸而導致對重架底部撞板至緩沖器頂面間的緩沖距離減少。03.9938平衡系數(shù)l平衡系數(shù)的測定方法平衡系數(shù)的測定方法 電流法或轉速法電流法或轉速法 在轎廂內(nèi)裝入試驗用標準砝碼，其重量為額定載重量的40%-50%，然后使電梯按額定速度上下運行數(shù)次，在機房內(nèi)用鉗型電流表或轉速表測定并記錄轎廂每次上下方向的電流值或轉速值，比較上、下運行的電流或轉速差值應不大于5%。l 經(jīng)驗法經(jīng)驗法 即用人力盤動手輪測定平衡系數(shù)，此方法適合于1:1曳引方式。l 電流載荷曲線圖電流載荷曲線圖 逐漸加載測定轎廂上下行與對重同一水平位置時的電流值，作出電流-

15、載荷曲線圖，相交點即是平衡系數(shù)。03.9939平衡補償裝置l平衡補償裝置平衡補償裝置前提：層樓6層， 提升高度30M補償裝置有二種：補償鏈和補償繩，采用對稱式補償方法。補償鏈以鐵鏈為主，有光鏈和膠鏈兩種。u光鏈適合于低速梯，為減少運行中鐵鏈碰撞引起的噪聲，光鏈中穿有麻繩。03.9940平衡補償裝置平衡補償裝置u膠鏈適合于快速梯。 一般在底坑中設有導向裝置，避免運行中發(fā)生碰撞。 補償鏈固定在轎底或?qū)χ丶艿撞?，使用U型鉤固定（安裝時一安裝時一般先用萬向裝置固定以消除平衡鏈中的扭轉應力般先用萬向裝置固定以消除平衡鏈中的扭轉應力）。 在投入使用時補償鏈必須做二次保護。l平衡補償繩平衡補償繩 具有運行平

16、穩(wěn)，補償效果好的優(yōu)點。 在井道底坑設有漲緊裝置，漲緊裝置只能沿著導軌作上下浮動。 漲緊裝置上設有鋼絲繩防跳保護裝置及保護開關03.9941安全保護系統(tǒng)安全保護系統(tǒng)l 電梯不安全狀態(tài)的主要種類電梯不安全狀態(tài)的主要種類l 超速：電梯的運行速度超過極限值，一般為額定速度的115%以上。l 失控：電梯在運行過程中由于意外原因如制動器失效或曳引繩嚴重打滑或曳引繩斷裂等導致正常的制動手段已無法使電梯停止運動。l 終端越位：電梯在頂層端站或底層端站越出正常的平層位置繼續(xù)運行，常發(fā)生在平層控制裝置出現(xiàn)故障時。l 沖頂或蹲底：由于意外原因電梯端站不減速或端站監(jiān)控裝置失靈導致電梯直接沖頂或蹲底。l 不安全運行：超

17、載運行，廳、轎門未關閉運行，限速器失效狀態(tài)運行，電動機錯、斷相運行等均屬不安全運行。l 非正常停止：電梯因停電，控制回路故障，安全鉗誤動作等，引起電梯在運行中突然停止。l 關門障礙：電梯在關門時，受到人或物的阻礙，使門無法關閉。03.9942安全系統(tǒng)組成安全系統(tǒng)組成l 安全保護系統(tǒng)的基本構成安全保護系統(tǒng)的基本構成l 限速器，安全鉗l 終端限位開關或監(jiān)測裝置l 緩沖器l 轎廂超載裝置，門鎖電氣- 機械聯(lián)鎖裝置，限速器斷繩開關，漲緊輪開關及漏電保護開關等組成電梯不安全運行保護系統(tǒng)。l 轎廂內(nèi)警鈴，電話，對講機，安全窗，安全門，緊急盤車裝置，自發(fā)電裝置等組成電梯不正常停止應急處理系統(tǒng)。l 門保護裝置

18、：電子檢測裝置或關門力限制器，安全觸板等組成門安全保護裝置。03.9943安全系統(tǒng)組成安全系統(tǒng)組成l限速器與安全鉗限速器與安全鉗 限速器與安全鉗作為電梯超速或失控時的聯(lián)動保護裝置。 限速器是速度反應和操縱安全鉗的裝置。 而安全鉗則是以機械動作將電梯強行制停在導軌上的機構。03.9944安全系統(tǒng)原理安全系統(tǒng)原理l工作原理工作原理 限速器安裝在機房，通過鋼絲繩與安裝在轎廂上橫梁兩側的安全鉗拉桿相連，電梯的運行速度通過限速器鋼絲繩反映到限速器的轉速上，為保證限速器的速度反映準確，在井道底坑設有漲緊裝置，保證鋼絲繩與限速器繩輪間有足夠的摩擦力。 電梯運行時，鋼絲繩將電梯的升降運動轉化為限速器的旋轉運動

19、，當旋轉速度超出限速器的動作速度時，限速器動作，同時切斷控制回路或使安全鉗動作：03.9945安全系統(tǒng)原理安全系統(tǒng)原理l 對于設有超速開關（非自動復位）的限速器： 超速開關首先動作，切斷電梯安全回路或控制回路使電磁制動器失電制動，如電梯繼續(xù)向下加速運行，則限速器進而卡住鋼絲繩，提起安全鉗聯(lián)動拉杠，迫使安全鉗動作，將電梯強行制停在導軌上。l 對于沒有超速開關的限速器： 只有迫使安全鉗動作的功能，同時轎廂上橫梁上的安全鉗開關被斷開，切斷安全回路。l 如對重也配置限速器，則其動作速度應高于轎廂限速器的動作速度，但不得超過10%。03.9946剛性限速器剛性限速器l剛性夾持式剛性夾持式l組成：繩鉗彈簧

20、、夾繩鉗、壓縮彈簧、連接板、拋塊、心軸、繩輪、棘齒罩、機架及偏心叉等l工作原理 電梯運行時，繩輪在鋼絲繩的帶動下旋轉，由于離心力的作用使拋塊向外張開，當限速器速度達到整定速度值時，離心力的增大使拋塊鍥住棘輪罩上的棘齒，帶動棘輪罩轉動，并使偏心叉隨著回轉，從而帶動夾繩鉗將鋼絲繩夾住。03.9947剛性限速器剛性限速器限速器對鋼絲繩的夾持力是不可調(diào)的，繩索一旦被夾住，就會越夾越緊，因此稱為剛性夾持式。剛性夾持式對鋼絲繩的損傷比較大，僅適宜于低速電梯，一般限速器上沒有超速開關。正常情況下，繩鉗與鋼絲繩之間應有3mm以上的間隙，繩鉗上端的壓縮彈簧在繩鉗夾持鋼絲繩時能起到一點緩沖作用。03.9948彈性

21、限速器彈性限速器l彈性夾持式彈性夾持式l 限速器上安裝有超速開關，限速器對電梯速度的限制作用分為兩個獨立的動作 當電梯運行速度達到限速器超速開關動作速度時，超速開關首先動作，同時切斷安全回路，制動器失電抱閘，使電梯停止運行，限速器超速開關動作速度亦稱為第一動作速度。第一動作速度開關第一動作速度開關第二動作速度開關第二動作速度開關03.9949彈性限速器彈性限速器如電梯繼續(xù)加速下行，則帶動夾繩鉗動作，夾繩鉗在自重作用下，將限速器鋼絲繩夾住，由于繩鉗與鉗座之間有夾緊彈簧，因此繩鉗對限速器鋼絲繩的夾緊是一個彈性夾持過程(兩個夾繩鉗具有聯(lián)動關系)，對繩索起到很好的保護作用，適合于快、高速電梯。03.9

22、950摩擦限速器摩擦限速器l摩擦式摩擦式 動作原理與前兩者不同，當電梯運行速度達到限速器限定值時，繩輪被限制不動，鋼絲繩與繩輪輪槽間的摩擦力將提起安全鉗拉桿使安全鉗鉗塊動作，適宜于低速梯（如GBP等）繩輪擺錘彈簧金屬鉤凸輪凸輪開關擺錘鉤轉軸轉軸鎖鉤03.9951雙向限速器雙向限速器 于年開始標準要求安全鉗對上行方向的超速也起保護作用，即安全鉗具有雙向動作功能，見圖。03.9952安全鉗安全鉗l安全鉗安全鉗l安全鉗定義與設置要求定義 轎廂或?qū)χ叵蛳逻\動時發(fā)生打滑、斷繩、失控等而出現(xiàn)超速向下的情況下，與限速器產(chǎn)生聯(lián)動，拉桿被提起，使安全鉗鍥塊或滾珠等產(chǎn)生上升或水平移動，同時使曳引機和制動器斷電，使

23、轎廂減速并被安全鉗制停在導軌上。 安全鉗主要由連桿機構、鉗塊拉桿、鉗塊及鉗座等組成。安全鉗主要由連桿機構、鉗塊拉桿、鉗塊及鉗座等組成。03.9953安全鉗安全鉗l 安全鉗的分類安全鉗的分類l 瞬時式安全鉗瞬時式安全鉗 瞬時式安全鉗的鉗座是簡單的整體式結構，因此又稱剛性安全鉗，由于鉗座是剛性的，鍥塊從夾持導軌到電梯制停，時間極短，因而造成很大的沖擊力。 適宜于速度0.63米/秒的電梯。l 漸進瞬時式安全鉗（漸進瞬時式安全鉗（1米/秒）l 漸進式安全鉗漸進式安全鉗 又稱為彈性安全鉗，由于鉗座是彈性的，鍥塊從夾持導軌到電梯制停時，鉗座受力張開，使鍥塊與鉗座斜面發(fā)生位移，從而大大緩沖了制動時的沖擊力，

24、適宜于任何速度的電梯。03.9954安全鉗安全鉗 G01/G11/G21 03.9955安全鉗安全鉗l安全鉗的鉗塊型式安全鉗的鉗塊型式 常見的有偏心式、單鍥塊式、滾子式及雙鍥塊式等，其中雙鍥塊式在作用過程中轎廂兩側受力均勻，對導軌的損傷較小，因此應用最為廣泛，目前大都采用此種鉗塊型式。03.9956安全鉗安全鉗l安全鉗的制停距離及制停減速度安全鉗的制停距離及制停減速度l 制停距離指限速器夾繩鉗動作起至轎廂被制停在導軌上止，轎廂所滑行的距離，這段距離由下列兩部分組成： 限速器鋼絲繩被夾持時的滑移距離，即拉桿被提起到鉗塊夾住導。 鉗塊夾住導軌不動后，鉗座相對于鉗塊的滑移距離l 制停減速度是電梯被安

25、全鉗制停過程中的平均減速度，過大的制停減速度會造成劇烈的沖擊，人體及電梯結構均受到損傷，因此必須加以限制，其值應0.2-1g。03.9957安全鉗安全鉗對于瞬時安全鉗，因鉗座是剛性的，制停距離極小，必須嚴格限制電梯的運行速度。但對于漸進式安全鉗來說，則可以通過限制制停距離來控制減速度，一般制停距離規(guī)定有最小值與最大值，最小值限制了減速度，而最大值限制了電梯的滑行距離。03.9958緩沖器緩沖器l緩沖器緩沖器l 緩沖器是電梯的最后一道安全保護裝置，當電梯失控沖頂或蹲底時，緩沖器將吸收和消耗電梯的沖擊能量，使電梯安全減速并停止在底坑。l 緩沖器安裝在井道的底坑里，轎廂和對重各配有1-2個。03.9959緩沖器緩沖器l緩沖器型式緩沖器型式l 蓄能型緩沖器即彈簧緩沖器，使用范圍1米/秒。l 耗能型緩沖器即油壓緩沖器，適用于任何電