电梯曳引驱动项目

1、电梯曳引驱动项目李明哲 电梯曳引系统电梯曳引系统 1.1 1.1电梯的负载特点电梯的负载特点 1.2 1.2电梯的曳引传动系统电梯的曳引传动系统 电梯的曳引传动装置电梯的曳引传动装置 2.1 2.1曳引装置曳引装置 2.2 2.2曳引对重系统曳引对重系统 2.3 2.3曳引对重系统安装实作曳引对重系统安装实作 电梯的驱动与速度控制电梯的驱动与速度控制 3.1 3.1电梯驱动系统的性能要求电梯驱动系统的性能要求 3.2 3.2电梯驱动系统电梯驱动系统 3.3 3.3电梯的运行速度控制电梯的运行速度控制电梯曳引系统 曳引系统的功能是输出和传递动力，使电梯上下运行。 主要由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮

2、、反绳轮等组成。 根据曳引传动的型式不同，曳引系统在结构上也有所不同，所需的组件也不同。电梯的负载特点1间歇式负荷 电梯上下运行时，电梯曳引系统承受负荷。电梯在开关门时，门机驱动系统承受负荷。电梯在待客过程中，电梯的主拖动系统是不工作的，负载为零。 与间歇式负荷相对应的是连续负荷。间歇式负载要比连续负荷的工作状态好一些，驱动装置工作时的温升在间歇过程中也有利于散去。 工作于不同场合的电梯负荷的间歇性也不同。如民宅、写字楼、商场、医院的电梯使用频率差别较大。2反抗式负载 电梯的工作载荷大多数情况下为反抗性负载。负载转矩的方向总是与电梯的运动方向相反，起阻碍运动的作用。例如电梯在满载上升运行时，载

3、客或载货反抗性负载，在空载下降运行时，对重又为反抗性负载，电梯的导靴与导轨的摩擦力总是产生反抗性负载转矩。 大多数机械为反抗性负载。例如：机床、汽车、水泵、风机等。3位能式负载 电梯的工作载荷又属位能性负载。负载转矩具有固定的方向，与电梯的运动方向无关，不随转向的改变而改变。如电梯在运行中不论是上升还是下降，重力矩的方向不变，始终是向下的，但有时阻止电梯运动，有时促进电梯运动。 电梯的位能性负载不同于各种起重机械的位能性负载，其位能性特点不突出，不是特别明显。主要取决于对重的配置，以及随机的载客或载货的变化。电梯的曳引传动系统根据电梯使用的不同要求，电梯的驱动可采用：曳引驱动液压驱动卷筒驱动齿

4、轮齿条驱动螺杆驱动等方式但使用最广泛的是曳引驱动。1曳引传动形式 曳引驱动是采用曳引轮作为驱动部件。钢丝绳挂在曳引轮上，一端悬吊轿厢，另一端悬吊对重装置，由钢丝绳和曳引轮绳槽之间的摩擦力驱动轿厢和对重上下运行。这种力被称为曳引力，因此，这种驱动形式的电梯称为曳引电梯。 电梯曳引钢丝绳的绕绳方式主要取决于曳引机的安装位置、轿厢的额定载重、额定速度等条件。曳引机的位置通常设在井道的上部，故在曳引电梯中通常采用的绕绳方式如图2-1所示。a) b) c) 图2-1电梯的曳引传动形式 1-对重 2-曳引绳 3-导向轮 4-曳引轮 5-对重轮 6-轿厢 7-复绕轮 8-轿顶轮 （1）1:1曳引传动 这种曳

5、引传动方式一般只有一个曳引轮和一个导向轮，如图2-1a所示。钢丝绳的一端固定在轿厢框架上，另一端固定在对重的框架上。曳引轮的线速度等于轿厢和对重的运动速度， 在曳引轮绕入和绕出钢丝绳上的张力分别为轿厢侧和对重侧的重力。（2）2:1曳引传动 这种曳引传动方式一般在轿厢和对重顶部都有反绳轮，即随二者运动的动滑轮，如图2-1b所示。曳引钢丝绳的两端都固定在机房地板或框架上。曳引轮的线速度为轿厢或对重的运动速度的两倍。在曳引轮上绕入和绕出钢丝绳上的张力即分别为轿厢侧和对重侧重力的12。（3）全绕式曳引传动 曳引绳绕曳引轮和导向轮一周以后才被引向轿厢和对重的绕绳方式称为复绕式或全绕式，如图2-1c一般采

6、用全绕1:1吊索法。 有些电梯的曳引机设置在井道底部的旁侧或地下室，也有将曳引机设在井道中间位置的，其绕绳方式较为复杂，也不常用。电梯的曳引传动装置 曳引系统由曳引机、曳引轮、导向轮、曳引钢丝绳及反绳轮等组成。曳引装置1曳引机 曳引机是驱动电梯的轿厢和对重装置作上、下运动的动力装置。现代电梯常用的曳引机主为有减速器的曳引机和无减速器的曳引机。 无减速器的曳引机设有机械减速机构，整机结构比较简单。常用在运行速度在2.0ms以上的高速电梯上。这种曳引机的曳引轮紧固在曳引电动机轴上，如图2-2a所示。 有减速器的曳引机主有蜗轮蜗杆减速器、星型齿轮减速器、摆线型减速器等多种形式。而蜗轮蜗杆减速器中蜗杆

7、在蜗轮下方，称下置式曳引机；蜗杆在蜗轮上方，称上置式曳引机。有减速器的曳引机即有齿轮曳引机，广泛应用于运行速度为2.0ms及以下的各种电梯上。为减小曳引机运行噪声和提高平稳性，一般采用蜗轮副作减速传动装置。这种曳引机由曳引电动机、蜗杆、蜗轮，制动器、曳引轮、机座等组成，如图2-2b所示。图2-2电梯的曳引机 a) b)电梯用电动机的特性要求：1）能承受沉重而频繁的启动冲击和正反转的需求。2）要有大的启动转矩，使之能满足轿厢满载加速时的启动力矩要求。启动电流要小，避免由于电梯频繁启、制动对电网电压产生较大的影响，并使电动机发热。3）具有发电制动的特性，能满足对速度控制的要求，保证电梯安全运行。4

8、）应具有良好的机械特性，不因负载变化而引起较大的速度变化。5）调速电动机应具有良好的调速特性，保证电梯速度变化平稳和平层准确度。2制动器 曳引电动机的制动采用电磁制动器，通常为常闭式电磁制动器。是电梯的安全设施，它能防止电梯溜车，使电梯准确制动停靠。各种电磁制动器的结构有所不同，但其工作原理基本相同，一般由制动抱闸线圈、闸瓦、闸瓦架、制动轮、抱闸弹簧等组成，如图2-3所示。 图2-3电磁式直流制动器1-线圈 2-电磁铁心 3-调节螺母 4-闸瓦架 5-制动轮 6-闸瓦 7-闸皮 8-弹簧 电磁制动器的作用原理即电磁线圈通电产生电磁吸力，促使铁芯吸合，带动制动臂克服制动弹簧压力而绕支点旋转，带动

9、制动瓦张开，脱离制动轮，制动器松闸。当电磁线圈失电后，在制动弹簧压力作用下，制动瓦紧压制动轮，从而制动器抱闸制动。电梯常用制动器大多数为直流电磁常闭块式制动器。在简易电梯上，则大多采用交流电磁块式制动器。制动器多数采用具有两个制动闸瓦的外抱式结构。 为了提高制动的可靠性，GB7588-2003规定，电梯制动系统应具有一个机电式制动器(摩擦型)，当主电路断电或控制电路断电时，制动器必须动作。切断制动器电流，至少应有两个相互独立的电气装置，如用两个独立的继电器或接触器来实现。正常运行时，制动器应在持续通电下保持松开状态。当电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未断开，最迟到下一次运行方向改变时，应

10、防止电梯再运行； 所有参与对制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件分成两组装设，以满足当一组部件不起作用时，制动轮仍可获得足够的制动力，能使载有额定载荷的轿厢减速。目前大多采用的是具有两个制动瓦的外抱式制动器。在大型无齿轮曳引机上也有采用内胀式制动器的，禁止使用带式制动器。此外，电梯还可装设其他制动装置(如电气控制中的能耗制动等)。 电梯在停止过程中，电梯运行部件的动能因摩擦制动而转化为制动轮上的热量，若闸瓦表面过热，会减低制动轮与闸瓦之间的摩撺系数，以致降低制动力矩。近些年，电梯调频控制的拖动系统中采用了零速抱闸制动技术，使机械摩擦制动过程减小到极限状态，正常工作条件下的机械制动力矩约等于静力

11、矩，只有在电梯非正常运行时才有可能产生发热问题。所以，除平层速度较快或运动部件惯性较大的电梯外，对大多数电梯不存在制动器过热的问题。3减速器 在中、低速电梯中大多采用有齿轮曳引机。减速器是有齿轮曳引机的减速传动部件。目前电梯中使用的减速器有蜗杆蜗轮减速器、星型齿轮减速器、摆线型减速器等。大多数曳引机采用蜗杆蜗轮减速器，主要是由于蜗杆蜗轮传动的速比大，结构紧凑等特点如图2-4所示。曳引电动机是通过联轴器与蜗杆连接，蜗轮与曳引轮同装在一根轴上。图2-4蜗杆蜗轮减速器 蜗轮蜗杆传动在一定的传动螺旋角内，只能是蜗杆驱动蜗轮，不能返过来蜗轮驱动蜗杆转动，这是蜗轮蜗杆传动的自锁特性。常常把蜗杆蜗轮传动用于

12、起升机构中，在把重物提升后，电动机断电，蜗杆不再驱动蜗轮，这时形成重物的下落趋势带动蜗轮反过来驱动蜗杆。由于电梯使用的蜗杆蜗轮减速器具有自锁特性，反过来驱动不能成立，就保持了重物的提升高度，而不是下落。曳引对重系统1曳引轮 曳引轮是挂曳引钢丝绳的轮子，通过曳引轮与钢丝绳之间的摩擦力(即牵引力)带动轿厢与对重做垂直运行。曳引轮装在减速器中的蜗轮轴上，若是无齿轮曳引机，装在制动器旁侧，与电动机轴、制动器轴在同一轴线上，参见图2-3所示。 钢丝绳一方面连接轿厢与对重，同时与曳引轮之间产生摩擦牵引力。为了提高曳引力并防止磨损打滑，在曳引轮上加工有曳引绳槽，曳引钢丝绳就位于绳槽内。要求曳引轮强度大、耐磨

13、损、耐冲击。曳引绳经过曳引轮槽内所接触的弧度称为包角，包角越大，摩擦力就越大。 为了减小曳引绳的弯曲能力，增加使用寿命，一般希望曳引轮直径越大越好，但过大会使体积增大，减速器速比增大，因此应大小适宜，一般要求大于钢丝绳直径40倍。 图2-5蜗杆蜗轮减速器 在曳引轮上加工有曳引绳槽，如图2-5所示，曳引钢丝绳分别就位于绳槽内。近年来，电梯曳引轮的槽形大多采用U形槽。这种槽形由于在半圆形槽的底部切制了一条楔形槽，使钢丝绳在沟槽处发生弹性变形，部分楔入沟槽中，使摩擦系数大为增加。U形槽的特点是钢丝绳变形自由、接触面大，具有稳定的摩擦传动能力，对钢丝绳的挤压应力较小。 导向轮安装在曳引机机架上或承重梁

14、上，使轿厢与对重保持最佳相对位置，以避免两者在运动中发生相互干涉。 反绳轮是指设置在轿厢顶和对重顶上的动滑轮及设置在机房的定滑轮，曳引钢丝绳绕过反绳轮可构成不同曳引比的传动方式。2曳引钢丝绳 曳引钢丝绳是连接轿厢和对重装置的部件，承载着轿厢、对重装置、额定载重量等重量的总和。曳引钢丝绳一般是圆形股状结构，主要由钢丝、绳股和绳芯组成。由于曳引钢丝绳在工作中反复受弯曲，且在绳槽中承受很高的比压，并频繁的承受电梯起动、制动的冲击，所以在强度、挠性及耐磨性方面要求较高。 为确保人身安全和电梯设备的安全，各类电梯的曳引钢丝绳采用GB8903-1988电梯用钢丝绳，分为619S+NF和819S+NF两种，

15、819S+NF型的截面如图2-6a所示，619S+NF型的截面如图2-6b所示。两种均采用天然纤维或人造纤维作芯子。图2-6钢丝绳结构示意图 每台电梯所用曳引钢丝绳的数量和绳的直径，与电梯的额定载重量、运行速度、井道高度、曳引方式有关。各类电梯采用的曳引钢丝绳根数以及安全系数一般应符合相应的规定。悬挂电梯轿厢的钢丝绳除杂物电梯外，一般不少于4根，其安全系数均不小于12。因此发生若干根钢丝绳同时断开，造成轿厢坠落下去的事故是绝对不会发生的。 但是由于电梯安装人员制作绳头时没有严格按有关标准和规范施工，造成个别曳引绳与锥套脱离则也发生过。而由于使用不当和机电系统故障，如超载或某些机件损坏，造成轿厢

16、的运行速度超过额定，甚至有可能发生蹲底事故。 因此，电梯载荷和运行速度必须严格控制。轿厢装载至125额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑；必须保证在任何紧急制动的状态下，不管轿厢内是空载还是满载，其减速度的值不能超过缓冲器(包括减行程的缓冲器)作用时减速度的值；当对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时，应不可能提升空载轿厢。3曳引绳端接装置 曳引绳端接装置又称绳头组合。绳头板是曳引绳端接装置连接轿厢、对重或曳引机承重梁、绳头板大梁的过渡机件。绳头板用钢板制成，用螺栓或焊接固定在轿厢、对重或曳引机承重梁上。板上有固定曳引绳端接装置的孔，每台电梯的绳头板上钻孔的数量与曳引钢丝绳的根数相等，孔

17、按一定的形式排列。 每台电梯需要两块绳头板。曳引方式为1:1的电梯绳头板分别焊接在轿架和对重架上；曳引钢丝绳的一端通过曳引绳端接装置和绳头板固定在轿顶横梁上，另一端绕过曳引绳轮通过曳引绳端接装置和绳头板固定在对重架上。 曳引方式为2:1的电梯，绳头板分别用螺栓固定在曳引机承重梁和绳头板大梁上；曳引钢丝绳的一端通过曳引绳端接装置和绳头板固定在曳引机的承重梁上，另一端绕过轿顶轮、曳引绳轮和对重轮，通过曳引绳端接装置和绳头板固定在蝇头板大梁上。曳引绳端接装置按结构形式又可分为组合式、非组合式、自锁楔式等三种，分别如图2-7所示。a) b) c) 图2-7曳引绳端接装置 1-锥套 2-铆钉 3-绳头板

18、 4-弹簧垫 5-弹簧 6-拉杆 7-弹簧垫 组合式的曳引绳锥套，其锥套和拉杆是两个独立的零件，它们之间用铆钉铆合在一起。非组合式的曳引绳锥套，其锥套和拉杆是煅成一体的。 曳引绳锥套与曳引钢丝绳之间的连接方法及固定钢丝绳端部的方法有各种各样，多采用合金固定法，即巴氏台金浇灌法。 首先将曳引绳头拆开并洗净钢丝绳上的油污，然后将钢丝折弯倒插，做成类似大蒜头的形状，穿进锥套后再用加热到熔融状态的巴氏合金浇注。或者采用不饱和聚酯或环氧树脂代替巴氏合金，通常用两三种成分混合流体，几分钟内即转化为固体，达到硬化程度后，就能起到巴氏合金的作用。这种固化方式清洁、方便、无需加热工具，其吸振性好，可提高疲劳载荷

19、下的使用寿命。连接关系如图2-8所示。 图2-8绳锥套连接装置1-绳锥套 2-巴氏合金 3-曳引钢丝绳 自锁楔形绳锥套由绳套筒和楔形块组成，如图2-9所示。钢丝绳绕过楔形块套入套筒，在钢丝绳拉力作用下，依靠楔形块与套筒内孔的斜面配合，自动锁紧。为防止楔形块松脱，楔形块下端设有开口销。绳端部至少应使用三个绳夹将其紧固。楔形块两面的斜度通常是1:5。这种组合方式具有拆卸方便的优点，但抗冲击载荷力较差。图2-9自锁式绳锥套连接装置4对重系统 对重系统也称重量平衡系统。位于井道内，通过曳引绳经曳引轮与轿厢连接。包括对重及平衡补偿装置。 我们知道提升重物时，需要克服重力对物体作功。如果电梯处于最佳状态，轿厢一边重力与对重一边的重力相等，电梯在上