电梯机械装置及机械结构分析

电梯机械装置及机械结构分析

盘天乐

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【摘要】 电梯于20世纪初传入中国,但由于当时我国经济水平低下,尚未得到应用。宽度。近年来，随着建筑业的不断发展，电梯逐渐成为居民日常出行的重要工具。在本文中，笔者主要想对电梯做一个简单的概述，对电梯的机械装置和结构提出一些看法，为行业设计和维护人员提供一些思考。

关键词：机械；电梯；机械结构

内部力学和结构直接关系到电梯的运行效能，这两个话题长期以来一直是业界关注的焦点。尤其是在拥有世界上最多电梯的我国，电梯的质量和性能与人们的日常生活息息相关。然而，电梯故障和事故在我国仍时有发生，一旦发生，往往会造成严重的人员伤亡。对它的机械和施工进行布局，为它的设计、制造、运行和维护打下坚实的基础，具有重要的现实意义。

一、电梯概况

1、电梯的含义

电梯本质上是建筑物中的一种运输设备，按用途和形式可分为多种类型。本文重点分析乘客电梯，这种电梯在国内较为常见，故障风险较高。利用动力装置和滑轮的原理，可以以恒定速度升高和降低固定轨道。乘客可通过控制系统完成引导，可选择目的地楼层，方便出行。

2、电梯类型

一般来说，业界主要根据运行速度对电梯进行分类，包括低速、高速、高速和超高速四种类型。不同运行速度的电梯性能也不同，应用于不同的领域。例如，慢速电梯的速度低于每秒一米，难以满足乘客的移动需求。因此，这类电梯主要负责运送货物，设计过程中的额定载重量比较高。高速电梯的速度通常为每秒1-2米，这种电梯广泛应用于住宅楼宇。高速电梯的速度为每秒2至4米之间，这种类型通常安装在一些摩天大楼中，因为它的速度足以满足人们的高峰流量需求。每秒超过4米的超高速电梯多为安装在写字楼和商场的小型电梯。电梯分类的主要目的是区分其使用范围。这使得电梯在运行过程中可以执行多种任务，确保快速高效的运输服务。

二、电梯的机械结构

1、轿门系统

轿门系统是电梯安全系统的一部分，由轿门、厅门、控制开关和门保护器组成。电梯运行时，轿门和厅门是关闭的，以防止轿厢内的人不慎掉入电梯井道。当电梯在预设位置突然停止开门时，轿门系统会自动关闭并锁住抱门，电梯开门功能只能用钥匙开启。同时，它还可以控制电梯电路，根据电梯停滞原因接通或断开控制开关，重新调整电梯的启动和运行。

2、牵引系统

曳引系统是控制轿厢运行方向的电梯动力系统。牵引系统的主要部件是曳引机，它是控制电梯运动的主要装置，是电梯运动的动力来源。不同的电梯有不同的葫芦配置，有的发动机装有冷却风、光码盘、减速箱等，有的曳引系统没有这些装置，机器的组成要根据电梯的需要来确定.牵引机有无齿和有齿两种类型。有齿拖拉机通常装有变速箱，以平衡发动机的转速和拖拉机车轮的速度。机器发动机的转速可以调节。变速箱可以控制和调节电梯的速度。无牙葫芦还具有调节电梯速度的功能，无牙葫芦适用于速度在每秒2米以上的电梯，所以无牙葫芦主要在高层建筑中才会使用。不仅如此，无牙葫芦安全性更高，电梯运行更平稳，噪音更低，无牙葫芦得到了用户的广泛认可。但是，无齿葫芦的耗电量要高于有齿葫芦。因此，对电梯运行速度要求不高的低层建筑不适合无齿轮电梯。

3、引导系统

导轨、导轨架和导靴是导轨系统的主要部件。导向系统的作用是保证轿厢在井道内按照正确的路线行驶，避免振动过大。在紧急情况下，篮子可以钩在导轨上，以防止其掉落。导轨可以控制电梯的升降方向，控制轿厢和对重的水平运动，使轿厢和对重在井道内处于适当的位置，避免倾斜。电梯井道有四根导轨，两根用于配重架，两根用于轿厢。导轨用螺栓、螺母和压板固定。导轨架间距应控制导轨长度为3～5m，数量不少于2根。当安全启动时，导轨可用作夹持支撑，以支撑电梯或配重。

4、轿厢系统

轿厢系统是乘客直接接触的电梯设备，由轿厢框架和轿厢体两部分组成。轿厢框架是轿厢的承重结构，如仪表、立柱、底梁、斜拉杆等。轿厢包括轿底、侧围、通风系统、轿厢内各种装饰、功能按钮，车身各部分都有严格的质量和技术要求。例如，轿厢高度不得低于2米，并且必须能够支撑轿厢的重量。轿厢侧壁必须具有一定的强度，轿厢壁后部也应设置加强筋，以提高轿厢侧壁的机械强度。

三、电梯主要机械装置

1、减震器

电梯系统中的减震器主要起到安全保障的作用，在某些部件出现故障时可以及时控制。事实上，虽然电梯的安全措施比较全面，但由于内部机械结构复杂，在使用过程中发生安全事故在所难免。例如，如果其他制动设备发生故障，电梯很可能会下蹲，而缓冲将是最后一道防线，将损坏降到最低。目前行业主要使用一种弹簧缓冲胶，它具有很强的弹性和韧性，可以充分发挥减震保护的作用。从外观上看，避震器大致呈上升环状，两侧预留了安装弹簧的凹槽。减震器的安装距离和类型应由设计者根据相关标准和电梯的具体应用来设定。这种保护与电梯的正常运行关系不大，只有在出现故障时才起作用。

2、限速器

电梯运行速度不仅关系到乘客的舒适度，还会在一定程度上影响事故发生率。因此，电梯系统应配备专用限速器，以免发生严重事故。例如，根据机械原理计算，当电梯失控时，理论上下降速度约为9.8m/s，但在实际情况中，当电梯运行速度超过额定值时，限速装置起作用.即使有下蹲现象，它也能及时起作用。以每秒约 1 米的速度承受压力也是可以接受的。不仅如此，限速器还可以与安全装置联动，在运行失控的情况下强制电梯平层停下。这样既避免了对乘客人身安全的威胁，也保护了设备，所以限速器也是电梯系统不可或缺的一部分。

3、防护设施

电梯运行到顶层和底层时，是事故发生区，两端应采取更完善的保护措施。首先，两端都有强制换档器。当电梯到达终点并没有减速时，系统会自动启动一个开关，让电梯安全停车。此外，电梯系统具有限位开关。作为二次保护，该装置不会停在电梯终点站，会继续运行。在这种情况下，可用限位开关切断一个方向的控制电路，电梯轿厢不能继续沿同一方向运动，但完全不会影响反方向的运行。然而，电梯系统不需要限位开关。这主要是根据产品类型和客户要求来确定的。最后，我们应该提到限位开关。限位开关属于电梯运行过程中的第三种保护手段，也是按要求必须安装的装置之一。根据设计，该设备与电路串联，可直接控制电梯的电力系统。当电梯到达坑位和顶部位置时，限位开关自动断开牵引系统，让电梯及时停下来。

结论

综上所述，经过一个多世纪的发展，国内电梯制造技术逐渐成熟，电梯在人们日常生活中的应用越来越广泛。然而，近年发生的电梯安全事故警示业界，在设计和运维实践上仍存在一些不足。笔者希望通过本文的研究，细化和梳理电梯系统中各装置和机械结构的功能，为今后的研究和生产提供一定的启发。

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