第二章电梯的机械系统第一节

电梯技术

第二章电梯的机械系统昆明铁路机械学校机电教研室复习电梯的定义电梯，是指动力驱动，利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级（踏步）进行升降或者平行运送人、货物的机电设备。电梯——服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15度的刚性导轨之间。自动扶梯——带有循环运行梯级，用于向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备。自动人行道——带有循环运行走道，用于水平或倾斜角不大于12度输送乘客的固定电力驱动设备。电梯的分类

按用途分类乘客电梯（TK）、载货电梯（TH）、客货（两用）电梯（TL）等按运行速度分类超高速电梯：6m/s~10m/s或更高的电梯，常用于超高层建筑物内；高速电梯：2m/s~6m/s的电梯。如2m/s、2.5m/s、3m/s等；快速电梯：大于1m/s而小于2m/s的电梯，如1.5m/s、1.75m/s等；低速电梯：1m/s及以下的电梯，如0.25、0.5、0.75、1m/s等按拖动方式分类直流电梯（Z）；交流电梯（J）；双速电梯(2-SP)；交流调压调速电梯（ACVV)；交流调频调压电梯（VVVF)；液压电梯（Y）；按操纵控制方式分类按钮控制电梯（AZ/AS)；信号控制电梯（XH)；集选控制电梯（JX)4电梯的型号及参数规格电梯型号控制方式额定速度(m/s)额定载重量（kg)改型代号拖动方式（型：拼音大写）产品品种（组：拼音大写）产品类型（类：拼音大写)例如：TKJ-1000/1.6-JX其含义是：交流客梯－额定载重1000kg/额定梯速1.6m/s－集选控制方式THY1000/0.63-AZ其含义是：液压货梯，载重量1000kg,速度0.63m/s，按钮控制。电梯的主要参数和常用术语

额定载重量载客人数额定速度轿厢尺寸轿门形式开门宽度曳引方式电气控制系统层站数提升高度顶层端站底层端站底坑深度井道尺寸基站平层平层区平层准确度供电系统曳引电动机额定载荷Q(kg)：是制造电梯所依据的载荷或卖方保证正常运行的载荷。400、630、800、1000、1250、1600、2000、2500kg等额定速度v(m/s)：是制造电梯所依据的并由卖方保证正常运动的轿厢速度。0.63、1.00、1.60、2.50m/s等新课

第二章电梯的机械系统电梯是机、电一体化产品，少不了机械、电气以及安全装置三大部分。就如人的身体，机械是人的骨骼（架），电气是人的神经系统，安全装置是人的各种器官电梯机械系统由曳引系统、轿厢和对重装置、导向系统、厅、轿门及开关门系统、机械安全保护系统等组成7曳引电梯总体结构控制柜主机限速器对重导轨轿厢厅门随行电缆张紧轮缓冲器轿厢导轨缓冲器补偿链门机系统对重整台电梯按不同的功能可分为八个系统八个系统功能组成的主要构件曳引系统输出与传递动力，驱动电梯运行曳引机、曳引钢丝绳、导向轮、返绳轮、制动器导向系统限制轿厢和对重活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨运动对重导轨、导靴、导轨架轿厢用以运送乘客和货物的组件轿厢架、轿厢门系统乘客或货物的进出口，运行时门必须封闭，到站时才能打开轿厢门、层门、门锁、开门机、关门防夹装置重量平衡系统平衡轿厢重量以及补偿高层电梯中曳引绳重量的影响对重、补偿链（绳）电力拖动系统提供动力，对电梯实行速度控制供电系统、电机调速装置电气控制系统对电梯的运行实行操纵和控制操纵盘、呼梯盒、控制柜、层楼指示、平层开关、行程开关安全保护装置保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故安全限速器、安全钳、缓冲器端站保护、超速保护、断相错相保护、上下极限八个系统91减速箱2曳引机3曳引机底座4导向轮5限速器6机座7导轨支架8曳引钢丝绳9开关碰铁10终端开关11导靴12轿架13轿门14安全钳15导轨16绳头组合17对重18补偿链19补偿链导轮20张紧装置21缓冲器22底座23层门24呼梯盒25层楼指示26随行电缆27轿壁28操纵箱29开门机30井道传感器31电源开关32控制柜33曳引电机34制动器电梯总体结构返回第一节曳引系统主要内容：电梯的驱动；曳引机的功能和分类；曳引电动机的种类、特性要求和额定速度计算；制动器的结构和制动原理；减速器和曳引轮作用和结构；曳引钢丝绳及端接装置教学重点：曳引电动机特性要求、制动器的制动原理学习难点：曳引系统各组成部分的结构第一节曳引系统曳引系统功能：输出和传递动力，使电梯上下运行。组成：曳引机；曳引钢丝绳、导向轮、反绳轮等不同曳引传动形式，曳引系统结构不同，所需的组件也有所不同12曳引系统功能：输出和传递动力，使电梯上下运行这是哪种曳引方式？一、电梯的驱动14电梯的驱动形式

曳引驱动电梯——提升绳靠主机的驱动轮绳槽的摩擦驱动的电梯；强制驱动电梯——用链或钢丝绳悬吊的非摩擦方式驱动的电梯;液压电梯——通过液压驱动的电梯。这里以曳引驱动为例来讲解15曳引驱动现代电梯广泛采用曳引驱动方式。曳引机作为驱动机构，钢丝绳挂在曳引机的绳轮上，一端悬吊轿厢，另一端悬吊对重装置。曳引机转动时，由钢丝绳与绳轮之间的摩擦力产生曳引力来驱使轿厢上下运动返回16强制驱动由电机带动卷筒旋转，将钢丝绳缠绕到卷筒上，通过滑轮来提升轿厢的运动返回17液压驱动液压梯的轿厢运行靠液压油缸顶升，不需要上置式机房。主要应用在低层站或大吨位场所。18曳引驱动与卷筒驱动的优势安全可靠。当轿厢冲顶或蹲底时，钢丝绳松弛，另一边的对重就不能继续向上提升，不会发生撞击井道顶板或拉断钢丝绳的事故；曳引驱动都使用了3根以上的钢丝绳，由于断绳造成坠落的可能性大大提高。允许的提升高度大。卷筒驱动在提升时要将钢丝绳绕在卷筒上，提升高度大时驱动设备将变得庞大笨重。而曳引驱动则不受限制，提升高度大时，无须改变驱动装置。返回19曳引工作原理钢丝绳通过曳引轮一端连接轿厢，一端连接对重装置，轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮的绳槽内。电动机转动时由于曳引轮绳槽也曳引钢丝绳之间的摩擦力，带动钢丝绳使轿厢和对重作相对运动，轿厢在井道中沿导轨上下运行。20右图为电梯曳引系统示意图，f:曳引绳在曳引轮槽中的当量摩擦系数，与曳引轮的绳槽形状和曳引轮材料有关;a:曳引绳在曳引轮上的包角;e:自然常数，e=2.71828;根据欧拉公式T1/T2=efα21右图为电梯曳引系统示意图，efα称为曳引系数，代表一台电梯的曳引能力,efα≥1。当T1=T2时不会打滑T1/T2≥efα打滑T1/T2≤efα不打滑电梯的曳引能力与f,a有关22曳引能力曳引能力与曳引钢丝绳在绳槽中的摩擦系数和曳引钢丝绳在曳引轮上的包角有关。摩擦系数与绳槽的形状、材料以及钢丝绳和绳槽的润滑情况有关。V型槽、半圆型槽和半圆切口槽超高速电梯上使用摩擦系数大，耐磨性好的非金属槽垫，不但提高了曳引能力，还延长了钢丝绳的寿命；增大包角是增加曳引能力的重要途径，一般采用2：1曳引比或采用复绕式23曳引能力轿厢自重将会影响电梯的曳引能力。太轻，则可能不能提供足够的压力，摩擦力太小，不能满足曳引能力要求；太重，虽会增加曳引能力，但会增加钢丝绳在绳槽内的比压，增加绳槽磨损。一般兼顾曳引能力和绳槽的比压来看，增加曳引能力应从加大包角、增大曳引轮直径和增加曳引绳根数来考虑。24曳引绳绕绳传动方式电梯曳引钢丝绳的绕绳方式主要取决于曳引条件、额定载重量和额定速度等因数。在选择绕绳方式时应考虑有较高的传动效率，合理的能耗和钢丝绳的寿命。单绕：钢丝绳只在曳引轮上绕过一次，包角小于等于180度复绕：钢丝绳在曳引轮上绕过两次，其包角大于180度绕法：1：1绕法，曳引比为1：1； 2：1绕法，曳引比为2：1； 3：1绕法，曳引比为3：1。25绕绳方式绕绳比1:1绕绳比2:126平衡系数曳引驱动的曳引力是轿厢和对重的重力共同通过钢丝绳作用于曳引轮绳槽而产生的。对重是曳引绳与曳引轮槽产生摩擦力的必要条件。当对重和轿厢侧的重量相等时，曳引机只要克服各种摩擦力就能轻松运行，但事实上，轿厢内的载重是随时在变化，如何确定对重的重量呢？对重重量=轿厢自重+Kx额定载重量K=0.4~0.5采用对重对重装置平衡后，电梯从空载到满载之间变化时，反映在曳引轮上的转矩变化只有+/-50%，减轻了曳引机的负担，减少了能量消耗。二曳引机

电梯曳引机通常由电动机、制动器、减速箱、机架和导向轮、盘车手轮组成。（一）曳引机的分类曳引机按有无减速器分类按驱动电动机分类无减速器有减速器直流电动机驱动交流电动机驱动蜗轮蜗杆减速器星行齿轮减速器摆线型减速器无齿轮曳引机28有齿轮曳引机：电动机动力是通过减速箱传动到曳引轮上的称为有齿轮曳引机。返回29无齿轮曳引机电动机动力不通过减速箱而直接传动到曳引轮上的称为无齿轮曳引机。返回30急停开关无齿轮主机曳引机的组成1.电机

交流异步鼠笼式电机单速/双速2.减速器涡轮涡杆变速箱3.制动器的作用闸瓦弹簧线圈4.编码器反馈电梯运行的速度大小、速度方向、电梯在井道中的位置。31曳引电动机作用：将电能转换为机械能，专为电梯设计和制造种类：直流电动机——速度稳定，容易控制，传动效率高，平稳舒适，常用在6m/s以上的电梯同步交流电动机异步：单速，双速，调速电梯曳引用交流电动机能够频繁地起动和制停起动电流小运行噪音低对电动机的散热作周密考虑曳引电动机电梯额定速度计算v—电梯运行速度，m/s;D—曳引轮直径，m;iy--曳引比（曳引方式）;ij—减速比;n—曳引电动机转速，r/min返回33

编码器/测速发电机的作用

1.反馈电梯运行的速度反馈错误的现象飞车/保护停止运行2.反馈电梯的运行方向反馈错误的现象飞车/运行保护停止3.反馈电梯轿厢在井道中的位置电梯楼层位置的丢失及返基复位4.编码器的种类电压一般有5V、8V、12V，电线数量不同，精度有300、600、1024、2048脉冲/转。编码器精度的不同对电梯运行的影响编码器返回（三）减速器减速器类型：蜗轮蜗杆减速器、星型齿轮减速器、摆线型减速器蜗轮蜗杆减速箱广泛应用于2.0m/s以下的电梯转速比减速器的油温不应超过85度返回（四）制动器

电梯最常用的是电磁制动器（俗称抱闸），是电梯的安全设施。作用：，它能防止电梯溜车，使电梯准确制动停靠。原理：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。36机电式制动器GB7588规定：电梯必须有制动系统，而且应具有一个机电式制动器；制动器一般有4个部分组成：产生制动力的有导向的压缩弹簧、产生释放力的电磁铁装置、在制动轮上施加制动力的制动瓦和制动带（衬）、以及传动和调整机构ba37机电式制动器GB7588规定：电梯必须有制动系统，而且应具有一个机电式制动器；制动器必须是常闭式制动器，即通电时制动器释放，不论什么原因失电时应立即制动；切断制动器电流必须至少应用两个独立的电气装置来实现。当轿厢载有125%额定负载下行时突然失电，制动器应能使轿厢可靠制停；制动衬（刹车皮）必须是不易燃的，且有一定的热容量，以保证发热时摩擦系数基本不变；38手动紧急操作GB7588规定：如果向上移动具有额定载额的轿厢，所需的操作力不大于400N。电梯驱动主机应装设手动紧急操作装置，以便借用平滑且无辐条的盘车手轮能将轿厢移到一个层站。手动盘车手轮一般在电机的尾端，对于交流双速和交流调压调速电梯，盘车轮与飞轮合二为一；变频调速电梯，手轮一般不在电机轴上，而挂在机房内。对于可拆卸的盘车轮，GB7588规定：必须有一个电气安全装置最迟应在盘车手轮装上电梯驱动主机时动作；以保证在电梯盘车时彻底切断电梯安全回路，防止电梯的电机以外驱动。39紧急电动运行

紧急电动运行控制对于人力操作提升装有额定载重量的轿厢所需力大于400N的电梯驱动主机，其机房内应设置一个紧急电动运行开关：应允许从机房内操作紧急电动运行开关，由持续揿压具有防止误操作保护的按钮控制轿厢运行。运行方向应清楚地标明；紧急电动运行开关操作后，除由该开关控制的以外，应防止轿厢的一切运行。检修运行一旦实施，则紧急电动运行应失效；紧急电动运行开关及其操纵按钮应设置在使用时易于直接观察电梯驱动主机的地方；轿厢速度不应大于0.63m/s。紧急电动运行紧急电动运行开关应使下列电气装置失效

：安全钳上的电气安全装置

；限速器上的电气安全装置

；轿厢上行超速保护装置上的电气安全装置；极限开关；缓冲器上的电气安全装置；

返回（五）曳引钢丝绳电梯用钢丝绳是连接轿厢和对重装置的机件，承载着轿厢、对重装置、额定载重等重量总和。为确保人身和电梯设备的安全，采用GB8903和GB8904-1988所规定的电梯专用钢丝绳42（五）曳引钢丝绳曳引钢丝绳根数不能少于2根，直径不能小于8mm;钢丝绳为2根时，其安全系数不得小于16；钢丝绳为3根或以上时，安全系数不能小于12；钢丝绳直径的选择主要按静载荷计算出钢丝绳必须的破断载荷；钢丝绳的根数确定，除了要考虑负载和安全系数外，还应考虑钢丝绳在绳槽中的比压和钢丝绳的弹性伸长量；影响钢丝绳寿命的因数：拉伸力弯曲曳引轮槽形和材质腐蚀（六）曳引绳端接装置（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。绳头板用厚度为200mm以上的钢板制成，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，孔按一定的顺序排列。连接方法：合金固定法、自锁法、绳夹法小结电梯机械系统由曳引系统、轿厢和对重装置、导向系统、厅、轿门及开关门系统、机械安全保护系统等组成电梯的驱动；曳引机的功能和分类；曳引电动机的种类、特性要求和额定速度计算；制动器的结构和制动原理；减速器和曳引轮作用和结构；曳引钢丝绳及端接装置作业1、曳引系统主要由哪些部分组成？2、简述电梯制动器的组成和工作原理。3、简述电梯用电动机的特性要求。46电梯机房与井道47电梯机房机房是安设曳引机和其附属设备的专用机房，一般在井道的上面，也有下机房和无机房；机房应是专用房间，有实体的墙、顶和向外开启的有锁的门。机房内不得设置与电梯无关的设备或作电梯以外的其他设备、不得安设热水器或蒸汽采暖设备。通向机房的通道和机房门的高度不得小于1.8m，机房内供活动和工作地点的净高度不应小于1.8m，通道宽度应不小于0.5m，在没有运动部件的地方，此值可减少到0.4m；主机旋转部件的上方应有不小于0.3m的垂直净空距离；48

无机房电梯

上世纪末通力电梯公司推出了无机房电梯，特点是：把曳引机、控制柜等设置在井道里，取消了上置式机房；采用了无齿轮曳引机等最新技术，放置在井道中的机电设施可以无维护或少维护。49电梯机房控制柜前面应有一块深度不小于0.7m、宽度为柜宽且不小于0.5m的检修操作场地通往操作检修场所的通道宽度应不小于0.5m;机房地面高度不一，在高差大于0.5米时。应设置楼梯或台阶并设护栏；机房地板上必要的开孔要尽可能小，而且周围应有高度不小于50mm的圈框；50电梯井道井道是电梯轿厢和对重装置或液压缸柱塞运动的空间，由井道顶、井道壁和底坑底围成；井道应为电梯专用，不得装设与电梯无关的设备和电缆；井道应用坚固的、非易燃和不易产生灰尘的材料制作，为承受强度，一般用混疑土、混泥土圈梁或钢架结构井道顶部间距是为保障电梯的运行安全和保护在轿顶工作的维修人员，而在井道上部保留的一个安全空间。（顶层高度要求）底坑是井道位于最底层站地坎以下的部分。底坑的底部应光滑平整，不得漏水或渗水。全封闭的井道

建筑物中，要求井道有助于防止火焰蔓延，该井道应由无孔的墙、底板和顶板完全封闭起来。只允许有下述开口：层门开口；通往井道的检修门、井道安全门以及检修活板门的开口；火灾情况下，气体和烟雾的排气孔；通风孔井道与机房或与滑轮间之间必要的功能性开口；电梯之间隔板上的开孔。部分封闭的井道

在不要求井道在火灾情况下用于防止火焰蔓延的场合，如与瞭望台、竖井、塔式建筑物联结的观光电梯等，井道不需要全封闭，但要提供：在人员可正常接近电梯处，围壁的高度应足以防止人员：遭受电梯运动部件危害，直接或用手持物体触及井道中电梯设备而干扰电梯的安全运行；围壁应是无孔的；围壁距地板、楼梯或平台边缘最大距离为0.15m应采取措施防止由于其他设备干扰电梯的运行；对露天电梯，应采取特殊的防护措施。53电梯井道当底坑下有人可以进入或通过的空间，如地下室、车库等，底坑地板强度应能承受不小于5000N/M2的负荷，同时对重也必须安装安全钳。井道内应有适当的通风，一般可设在顶部设置通风孔，为自然通风。井道内应设永久性照