電梯轎廂結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)設(shè)計

1、天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計電梯轎廂結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)設(shè)計姓 名 學(xué) 院機械電子學(xué)院 專 業(yè)機械工程及自動化指導(dǎo)教師 職 稱 講師 2009年6月18日摘 要本次畢業(yè)設(shè)計從電梯整體結(jié)構(gòu)和傳動系統(tǒng)的入手，通過了解電梯的基本結(jié)構(gòu)和運行原理，主要對轎廂結(jié)構(gòu)和曳引系統(tǒng)做了詳細的設(shè)計，在結(jié)構(gòu)上：對轎廂結(jié)構(gòu)做了分析設(shè)計；對轎廂面積進行計算；并對轎壁進行了介紹。在傳動系統(tǒng)上，對曳引系統(tǒng)進行了設(shè)計，曳引機的選擇、制動器的選擇、減速器的選擇等關(guān)鍵部件的選擇，以及這些部件的定位方式和定位尺寸。還對曳引系統(tǒng)和轎廂之間的連接進行了設(shè)計，通過鋼絲繩把曳引系統(tǒng)的動力傳輸給轎廂，從而實現(xiàn)轎廂的運動。此外還對緩沖器進行了選擇。關(guān)鍵字：

2、電梯；轎廂；門機；曳引機；緩沖器 ABSTRACTThe beginning of this graduation project form the overall structure of elevator and the drive system of elevator. Through an understanding of the basic structure of the lift and operating principle.Then,the major work is the design of the structure of the car and the drive s

3、ystem .In structure :the analysis of design of the car 、the calculation of the area of the car and the introduction of the wall of the car.In the transmission system ,the designing of the tractor system,the selection of the key component,such as the traction machine、brake、reducer.At the same time,th

4、e positioning and the size of these parts.Furthermore,the connection between the drive system and the elevator car .The drive system transmit the power to the car through wire rope,in order to make the car to move.Moreover,the selection of the buffers.Keyword: elevator;elevator car；motor on the elev

5、ator door ；traction machine;buffer目 錄第一章 緒論11.1前言11.2電梯的分類11.3電梯的基本結(jié)構(gòu)21.4電梯技術(shù)發(fā)展展望4第二章 電梯總方案確定62.1電梯傳動原理簡圖62.2傳動方案設(shè)計6第三章 曳引系統(tǒng)73.1曳引系統(tǒng)工作原理73.2曳引驅(qū)動（繞繩方式，曳引力，比壓）73.2制動器(選擇，制動力計算)133.3鋼絲繩及其端接裝置16第四章 轎廂與對重194.1轎廂的設(shè)計194.2對重與重量補償裝置的設(shè)計214.3 導(dǎo)軌的設(shè)計24第五章 門系統(tǒng)、緩沖器、安全鉗與限速器255.1 門系統(tǒng)的設(shè)計255.2 緩沖器的設(shè)計265.3 安全鉗與限速器的設(shè)計27

6、第六章 結(jié) 論29參考文獻30附件 中英文翻譯31致 謝42第一章 緒論1.1前言在1949年至1979年的30年中，我國總共生產(chǎn)安裝電梯約1萬臺。那時電梯產(chǎn)品以低速直流梯和雙速梯為主，生產(chǎn)廠不超過10家。自1979年至今的20年間電梯產(chǎn)量有了飛速的增長：全國共生產(chǎn)電梯28.8萬臺（其中自動扶梯和自動人行道3.13萬臺），出口電梯2555臺（其中扶梯1703臺）；產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了明顯的變化：老的直流電梯已被淘汰，交流雙速梯、ACVV交流 調(diào)速梯逐漸被VVVF交流變頻變壓調(diào)速電梯所取代，控制系統(tǒng)已在大量采用PLC和微電腦控制技術(shù)，最高梯速已達到4m/s；行業(yè)出現(xiàn)了翻天復(fù)地的變化：電梯企業(yè)的生產(chǎn)

7、條件、人類素質(zhì)、管理水平有了極大的改善與提高，上海三菱、天津OTIS、中國迅達、蘇州迅達、廣州日立、西子OTIS等一批企業(yè)的面貌已可與國際上最先進的電梯公司相媲美；民族品牌如蘇州江南、常州飛達、上海華立、浙江巨人、天津利通、山東百斯特等在市場上也很活躍，并有一定量的出口。目前，我國已引進轉(zhuǎn)化了發(fā)達國家的先進技術(shù)標準，已成為國際標準化組織ISO/TC178電梯、自動扶梯和自動人行道技術(shù)委員會的正式成員。我國電梯已形成了設(shè)計制造、安裝調(diào)試、維修保養(yǎng)一條龍服務(wù)的一個完整的行業(yè)，維持著全國30萬臺在用電梯的正常運行，新裝電梯年銷售額超過了100億人民幣。1.2電梯的分類乘客電梯按用途分 載貨電梯觀光電

8、梯低速電梯 1m/s以下 按速度分 中速電梯1-2m/s以下 高速的電梯2m/s以上超高速電梯5m/s以上電梯的分類 交流電梯 按驅(qū)動電源分 直流電梯 層間控制 按控制方式分 簡易集選控制 有/無機房控制 1.3電梯的基本結(jié)構(gòu)曳引式電梯是垂直交通運輸工具中使用最普遍的一種電梯，現(xiàn)將其基本結(jié)構(gòu)介紹如下,電梯基本結(jié)構(gòu)見圖1-1。圖1-1 電梯基本結(jié)構(gòu)圖1-減速箱；2-曳引輪；3-曳引機底座；4-導(dǎo)向輪；5-限速器；6-機座；7-導(dǎo)軌支架；8-曳引鋼絲繩；9-開關(guān)碰鐵； 10-緊急終端開關(guān)； 11-導(dǎo)靴；12-轎架；13-轎門；14-安全鉗；15-導(dǎo)軌；16-繩頭組合；17-對重；18-補償鏈； 1

9、9-補償鏈導(dǎo)輪；20-張緊裝置；21-緩沖器；22-底坑；23-層門；24-呼梯盒； 25-層樓指示燈； 26-隨行電纜；27-轎壁；28-轎內(nèi)操縱箱；29-開門機；30-井道傳感器；31-電源開關(guān)；32-控制柜； 33-曳引機；34-制動器。（1）曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)由曳引機、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪及反繩輪等組成。曳引機由電動機、聯(lián)軸器、制動器、減速箱、機座、曳引輪等組成，它是電梯的動力源。曳引鋼絲繩的兩端分別連接轎廂和對重（或者兩端固定在機房上），依靠鋼絲繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力來驅(qū)動轎廂升降。導(dǎo)向輪的作用是分開轎廂和對重的間距，采用復(fù)繞型時還可增加曳引能力。導(dǎo)向輪安裝在曳引機架上或承重梁上。當

10、鋼絲繩的繞繩比大于1時，在轎廂頂和對重架上應(yīng)增設(shè)反繩輪。反繩輪的個數(shù)可以是1個、2個甚至3個，這與曳引比有關(guān)。（2）導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架等組成。它的作用是限制轎廂和對重的活動。自由度，使轎廂和對重只能沿著導(dǎo)軌作升降運動。導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌架上，導(dǎo)軌架 是承重導(dǎo)軌的組件，與井道壁聯(lián)接。導(dǎo)靴裝在轎廂和對重架上，與導(dǎo)軌配合，強制轎廂和對重的運動服從于導(dǎo)軌的直立方向。（3）門系統(tǒng)門系統(tǒng)由轎廂門、層門、開門機、聯(lián)動機構(gòu)、門鎖等組成。轎廂門設(shè)在轎廂入口，由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴和門刀等組成。層門設(shè)在層站入口，由門扇、門導(dǎo)軌架、門靴、門鎖裝置及應(yīng)急開鎖裝置組成。開門機設(shè)在轎廂上，是轎廂門和層門啟閉

11、的動力源。（4）轎廂轎廂用以運送乘客或貨物的電梯組件。它是由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是轎廂體的承重構(gòu)架，由橫梁、立柱、底梁和斜拉桿等組成。轎廂體由轎廂 底、轎廂壁、轎廂頂及照明、通風(fēng)裝置、轎廂裝飾件和轎內(nèi)操縱按鈕板等組成。轎廂體空間的大小由額定載重量或額定載客人數(shù)決定。（5）重量平衡系統(tǒng)重量平衡系統(tǒng)由對重和重量補償裝置組成。對重由對重架和對重塊組成。對重將平衡轎廂自重和部分的額定載重。重量補償裝置是補償高層電梯中轎廂與對重側(cè)曳引鋼絲繩長度變化對電梯平衡設(shè)計影響的裝置。（6）電力拖動系統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)由曳引電機、供電系統(tǒng)、速度反饋裝置、調(diào)速裝置等組成，對電梯實行速度控制。曳引電機是電梯的動力源，

12、根據(jù)電梯配置可采用交流電機或直流電機。供電系統(tǒng)是為電機提供電源的裝置。速度反饋裝置是為調(diào)速系統(tǒng)提供電梯運行速度信號。一般采用測速發(fā)電機或速度脈沖發(fā)生器，與電機相聯(lián)。調(diào)速裝置對曳引電機實行調(diào)速控制。（7）電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)由操縱裝置、位置顯示裝置、控制屏、平層裝置、選層器等組成,它的作用是對電梯的運行實行操縱和控制。操縱裝置包括轎廂內(nèi)的按鈕操作箱或手柄開關(guān)箱、層站召喚按鈕、轎頂和機房中的檢修或應(yīng)急操縱箱?？刂破涟惭b在機房中，由各類電氣控制元件組成，是電梯實行電氣控制的集中組件。位置顯示是指轎內(nèi)和層站的指層燈。層站上一般能顯示電梯運行方向或轎廂所在的層站。選層器能起到指示和反饋轎廂位置、決定

13、運行方向、發(fā)出加減速信號等作用。（8）安全保護系統(tǒng)安全保護系統(tǒng)包括機械和電氣的各類保護系統(tǒng)，可保護電梯安全使用。機械方面的有：限速器和安全鉗起超速保護作用；緩沖器起沖頂和撞底保護作用；還有切斷總電源的極限保護等。電氣方面的安全保護在電梯的各個運行環(huán)節(jié)都1.4電梯技術(shù)發(fā)展展望1.4.1電梯技術(shù)發(fā)展電梯的拖動技術(shù)有了較大的發(fā)展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點。逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運行平穩(wěn)，機房位置靈活等特點，使得在低樓層場合得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。交流拖動電梯更是得到迅速的發(fā)展，己由以前的變級調(diào)速(AC-VP)發(fā)展成為調(diào)壓調(diào)速(AC-VV)及調(diào)頻調(diào)壓調(diào)速(AC-VVVF)，使得電梯

14、的速度、加速度、加加速度控制更加符合人們的生理要求，電梯的舒適感大為改善。電梯的邏輯控制己從過去簡單的繼電器接觸器控制發(fā)展為可編程序控制99(PLC)和微機控制，控制方式也從手柄控制、信號控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等，電梯可靠性得到很大提高。電梯的管理功能不斷加強，電梯廣泛采用微機控制技術(shù)，不斷滿足用戶的使用功能要求。如緊急停車操作、消防員專用、防搗亂系統(tǒng)等。智能群控管理得到廣泛應(yīng)用。機械傳動方面，由于國際上機械加工水平的不斷提高，使斜齒傳動和行星齒輪傳動在電梯上的應(yīng)用日益廣泛，已使電梯的傳動形式多樣化。1.4.2電梯發(fā)展展望（1）技術(shù)含量更高，性能更好電梯行業(yè)技術(shù)發(fā)展非常迅速，幾年前

15、推出的具有先進性能、高舒適性的VVVF電梯，如今已成為電梯行業(yè)的標準配置，因為永磁同步無齒輪曳引機具有更節(jié)能、更潔掙、更安全、更安靜、更經(jīng)濟的特點，所以永磁同步曳引機逐步成為新型曳引機的主流:由于永磁技術(shù)的先進性，將來很有可能取代VVVF技術(shù)。另外，網(wǎng)絡(luò)控制和智能群控系統(tǒng).以其控制的先進性、快速性、準確性和可靠性亦是電梯的發(fā)展潮流。（2）電梯群控系統(tǒng)將更加智能化電梯智能群控系統(tǒng)將基于強大的計算機軟硬件資源，如基于專家系統(tǒng)的群控、基于模糊邏輯的群控、基于計算機圖像監(jiān)控的群控、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的群控、基于遺傳基因法則的群控等。這些群控系統(tǒng)能適應(yīng)電梯交通的不確定性、控制目標的多樣化、非線性表現(xiàn)等動態(tài)

16、特性。隨著智能建筑的發(fā)展，電梯的智能群控系統(tǒng)能與大樓所有的自動化服務(wù)設(shè)備結(jié)合成整體智能系統(tǒng)。（3）超高速電梯速度越來越高21世紀將會發(fā)展多用途、全功能的塔式建筑，超高速電梯繼續(xù)成為研究方向。曳引式超高速電梯的研究繼續(xù)在采用超大容量電動機、高性能的微處理器、減振技術(shù)、新式滾輪導(dǎo)靴和安全鉗、永磁同步電動機、轎廂氣壓緩解和噪聲抑制系統(tǒng)等方面推進。采用直線電機驅(qū)動的電梯也有較大研究空間。未來超高速電梯舒適感會有明顯提高。（4）藍牙技術(shù)在電梯上廣泛應(yīng)用藍牙（Bluetooth）技術(shù)是一種全球開放的、短距無線通訊技術(shù)規(guī)范，它可通過短距離無線通訊，把電梯各種電子設(shè)備連接起來，無需縱橫交錯的電纜線，可實現(xiàn)無線

17、組網(wǎng)。這種技術(shù)將減少電梯的安裝周期和費用，提高電梯的可靠性和控制精度，更好地解決電氣設(shè)備的兼容性，有利于把電梯歸納到大樓管理系統(tǒng)或智能化管理小區(qū)系統(tǒng)中。（5）綠色電梯將普及要求電梯節(jié)能、減少油污染、電磁兼容性強、噪聲低、長壽命、采用綠色裝潢材料、與建筑物協(xié)調(diào)等。甚至有人設(shè)想在大樓頂部的機房利用太陽能作為電梯補充能源。（6）電梯產(chǎn)業(yè)將網(wǎng)絡(luò)化、信息化電梯控制系統(tǒng)將與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，用網(wǎng)絡(luò)把各地的電梯監(jiān)管起來進行維保；通過電梯網(wǎng)站進行網(wǎng)上交易，包括電梯配置、招投標等，也可以在網(wǎng)上申請電梯定期檢驗。第二章 電梯總方案確定2.1電梯傳動原理簡圖電梯傳動原理簡圖見圖2-1圖2-1電梯傳動原理簡圖1-曳引機

18、；2-制動器；3-減速器；4-曳引輪；5-導(dǎo)向輪；6-對重；7-緩沖器；8-轎廂2.2傳動方案設(shè)計本次設(shè)計方案包括轎廂結(jié)構(gòu)尺寸和曳引系統(tǒng)兩個方面：曳引系統(tǒng)工作原理：曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導(dǎo)向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉(zhuǎn)動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，實現(xiàn)轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。固定在轎廂上的導(dǎo)靴可以沿著安裝在建筑物井道墻體上的固定導(dǎo)軌往復(fù)升降運動，防止轎廂在運行中偏斜或擺動。常閉塊式制動器在電動機工作時松閘，使電梯運轉(zhuǎn)在失電情況下制動，使轎廂停止升降，并在指定層站上維持其靜止狀態(tài)，供人員和貨物出入。轎廂是運載乘客或其他載荷的箱體部件，對重

19、用來平衡轎廂載荷、減少電動機功率。補償裝置用來補償曳引繩運動中的張力和重量變化，使曳引電動機負載穩(wěn)定，轎廂得以準確停靠。電氣系統(tǒng)實現(xiàn)對電梯運動的控制，同時完成選層、平層、測速、照明工作。指示呼叫系統(tǒng)隨時顯示轎廂的運動方向和所在樓層位置。安全裝置保證電梯運行安全。在曳引系統(tǒng)中設(shè)計，曳引機、制動器、聯(lián)軸器、鋼絲繩、曳引輪等傳動部件的選擇和計算。轎廂結(jié)構(gòu)設(shè)計包括轎廂面積的計算第三章 曳引系統(tǒng)3.1曳引系統(tǒng)工作原理曳引系統(tǒng)工作原理：曳引機1通過制動器2連接到減速器3上，然后減速器把動力傳輸給曳引輪4，曳引輪通過鋼絲繩把動力傳給對重6和轎廂7，轎廂和對重通過鋼絲繩和曳引輪之間的摩擦來保證轎廂和對重的上下

20、運動。曳引系統(tǒng)傳動簡圖見圖3-1圖3-1曳引系統(tǒng)工作原理圖1-曳引機；2-制動器；3-減速器；4-曳引輪；5-導(dǎo)向輪；6-對重；7-轎廂3.2曳引驅(qū)動（繞繩方式，曳引力，比壓）根據(jù)電梯使用的不同要求，電梯的驅(qū)動可以采用曳引驅(qū)動，液壓驅(qū)動，卷筒驅(qū)動及齒輪齒條，螺桿驅(qū)動等方式，現(xiàn)在運用最廣泛的是曳引驅(qū)動。曳引驅(qū)動是采用曳引輪作為驅(qū)動部件。鋼絲繩懸吊在曳引輪上，一端懸掛轎廂，另一端懸吊對重裝置，由鋼絲繩和曳引輪槽之間的摩擦力產(chǎn)生曳引力驅(qū)動轎廂做上下運動。3.2.1繞繩方式電梯曳引鋼絲繩的繞繩方式主要取決與曳引機組的位置，轎廂的額定載重量和額定速度等條件。在選擇確定繞繩方式時應(yīng)考慮有較高的傳動效率,合

21、理的能耗以及有利于鋼絲繩使用壽命的延長.特別注意,應(yīng)盡量減少繩輪數(shù)量,避免鋼絲繩的反向彎曲.曳引機的位置通常設(shè)在井道的上部,或者井道底部的旁側(cè),或者井道底部的地下室內(nèi).前者有利于采用最簡單的繞繩方式,可節(jié)省電力損耗,減少作用在建筑結(jié)構(gòu)上的載荷;后者的設(shè)置方法是建筑物的支承結(jié)構(gòu)承載大,投資費用多。因此在任何情況下，應(yīng)盡可能避免采用這種方案。圖3-2，圖3-3是幾種典型的繞繩方式。圖3-2是曳引機上置方式，圖3-3是曳引機下置方式。曳引繩掛在曳引輪和導(dǎo)向輪上且曳引繩對曳引輪的最大保教不大于180的繞繩方式稱為單繞，或稱半繞；曳引繩繞曳引輪和導(dǎo)向輪一周后才被引向轎廂和對重的繞繩方式稱為復(fù)繞，或稱全繞

22、。復(fù)繞方式增加了曳引繩在曳引輪上的包角，提高了摩擦力。（1）曳引機上置方式：曳引機組位于井道上部的稱為上置式：圖3-2（a）是單繞，鋼絲繩倍=1的繞繩方式；圖3-2（b）是單繞，鋼絲繩倍=2的繞繩方式；圖3-2（c）是單繞，鋼絲繩倍=3的繞繩方式；圖3-2（d）是復(fù)繞，鋼絲繩倍=1的繞繩方式；圖3-2（e）是單繞，鋼絲繩倍=4的繞繩方式；（2）曳引機下置方式：曳引機組位于井道底部的旁側(cè),或者井道底部的地下室的稱為下置式：圖3-3（a）是單繞，鋼絲繩倍=1的繞繩方式；圖3-3（b）是單繞，鋼絲繩倍=2的繞繩方式；圖3-3（c）是單繞，鋼絲繩倍=2的繞繩方式；圖3-3（d）是復(fù)繞，鋼絲繩倍=1的繞

23、繩方式；3.2.2曳引力的計算:已知客梯額定載重量為1000kg，額定速度為1m/s，轎廂系統(tǒng)重量設(shè)為1400Kg，鋼絲繩倍率=1，鋼絲繩直徑為13mm，鋼絲繩的數(shù)目為5，曳引輪的直徑為530mm，繩槽形狀為帶切口的V型槽，對重為1830Kg（平衡系數(shù)0.48）。如圖3-4由曳引輪和導(dǎo)向輪的幾何位置關(guān)系，可計算得到鋼絲繩在曳引輪上的包角。 （3-1）得當轎廂位于最低層且載有125%的額定載荷時: （3-2） (a)(b)(c)(d)(e)圖3-2 曳引機上置的鋼絲繩繞繩方式 （3-3）因此，后一種工況T1T2比前一種工況要好，因而打滑的危險較小。轎廂的制動減速度1.3m/s2,則c1為： (3

24、-4)對于帶切口的V型槽c21，按第一種工況驗算： (3-5)(a)(b)(c)(d) 圖3-3曳引機上置的鋼絲繩繞繩方式因為本設(shè)計電梯的載重量和速度都不是很高，通過比較選擇如圖3-2（a）的繞繩方式。這種繞繩方式可以盡量避免鋼絲繩的反向彎曲，從而有利于延長鋼絲繩的使用壽命，并且這種繞繩方式的傳動效率較高。當空載轎廂位于最高層站時:切口槽的切口角取95，摩擦系數(shù)取0.09，則當量摩擦系數(shù)： (3-6) (3-7)所以， ,曳引能力足夠。圖3-4曳引輪和導(dǎo)向輪的位置關(guān)系簡圖3.2.3比壓計算：最大許用比壓為: （3-8）鋼絲繩的最大靜張力: （3-9）切口槽邊緣的最大比壓（按，計算）: （3-1

25、0），所以比壓滿足要求。3.2.4電機的選擇（1）計算負載轉(zhuǎn)矩:最大不平衡重量為: （3-11）故負載轉(zhuǎn)矩為： （3-12）式中：D-曳引輪直徑-減速箱傳動效率（2）計算摩擦轉(zhuǎn)矩: （3-13） 式中： -電機軸承摩擦系數(shù); R-軸上總載荷； r-電機軸承處的軸半徑。（3）計算啟動轉(zhuǎn)矩:直線運動部分的轉(zhuǎn)動慣量為: （3-14）旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動慣量為: （3-15）總的轉(zhuǎn)動慣量為: （3-16）曳引輪的角加速度為: （3-17）最大加速轉(zhuǎn)矩為: （3-18）（4）計算啟動轉(zhuǎn)矩:（3-19）（5）電機容量選擇: （3-20）式中： Q-額定載重量;V-曳引輪節(jié)徑線速度;-電梯平衡系數(shù)，一般取0.4-0.

26、5；-電梯機械傳動總效率（包括減速箱、導(dǎo)向輪）；-鋼絲繩繞繩倍率。本設(shè)計選用11kW電機，額定轉(zhuǎn)速為1000r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為: （3-21）則 （3-22）因此，選用11kW的電機容量足夠。3.2.5減速器的選擇 目前速度不大于2.5m/s的有齒輪曳引機得減速器大多采用渦輪蝸桿，其主要優(yōu)點是：（1） 傳動平穩(wěn)，運行噪聲低：（2） 結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸??；（3） 傳動零件少，因而減少了維修和更換零件的次數(shù)；（4）具有較好的抗沖擊載荷特性。因此，本設(shè)計也采用渦輪蝸桿傳動, 選擇DBY型減速器。3.2制動器(選擇，制動力計算)電梯制動系統(tǒng)應(yīng)具有一個機電式的制動器，當主電路斷電或控制電路斷電時，

27、制動器必須動作。切斷制動器電流，至少應(yīng)由兩個獨立的電器裝置來實現(xiàn)。制動器的制動作用應(yīng)由導(dǎo)向的壓縮彈簧或重錘來實現(xiàn)。制動力矩應(yīng)足以使以額定速度運行并載有125%額定負載的轎廂制停。制動器的松開可由電磁或電液操縱。制動器工作原理：當電梯曳引機運行不正常時，電梯鐵1帶動制動彈簧3作用于閘瓦片2，增加閘瓦片與軸之間的摩擦力，從而達到制動的目的。如圖3-5為直流電磁制動器的機械原理圖圖3-4為電磁制動器原理圖1、電磁鐵 2、閘瓦片 3、制動彈簧3.2.1制動力矩的計算制動力矩由兩部分組成：靜力矩和動力矩。靜力矩是指轎廂保持靜止狀態(tài)所需的力矩。動力矩是指運動部件的慣性力矩。（1）靜力矩MS的計算：電梯制動

28、的最不利工況使轎廂下行至最低層站的制停。以圖3-5的情況進行分析（設(shè)轎廂載有125%的額定載荷）圖3-5電梯運行不利情況簡圖 （3-23） 式中：Q-額定載重量；P-轎廂重量；G-對重重量； -鋼絲繩倍率；ML-側(cè)鋼絲繩的重量；D-曳引輪節(jié)徑；I-減速箱傳動比;-與制動工況有關(guān)的傳動系統(tǒng)的機械效率 ;所以靜力矩為： (3-24)（2）動力矩MD的計算： (3-25)式中：J-當量化到制動輪軸（一般是高速軸）上所有運動零件的轉(zhuǎn)動慣量； -制動輪軸的角減速度。 總的轉(zhuǎn)動慣量J可由以下幾部分組成： (3-26)式中：-電機轉(zhuǎn)子、制動輪和蝸桿的轉(zhuǎn)動慣量；-渦輪、曳引輪轉(zhuǎn)化到高速軸上的轉(zhuǎn)動慣量；-系統(tǒng)中

29、做直線運動的所有零件轉(zhuǎn)化到高速軸上的轉(zhuǎn)動慣量。假設(shè)摩擦制動器的制動力是恒定的，因而可以把制動期間的運動看成是勻減速的，則角速度可由下式計算： (3-27)式中：-電動機在制動開始瞬間的轉(zhuǎn)速(r/min);-制動時間（s）,可以由經(jīng)驗決定或經(jīng)實測得。設(shè)制動輪和蝸桿的轉(zhuǎn)動慣量為；所以， ； (3-28) (3-29)所以， (3-30) gn. to move.Moreover,the seclevator car .The drive system transmiss計算得制動減速度136所以動態(tài)力矩為: （3-31）所需要的總制動力矩為: （3-32）當制動開始時初始轉(zhuǎn)速值取1000，這樣計算

30、不是很精確。因為在制動動作開始前，電動機一發(fā)電機狀態(tài)工作，而且在制動器斷電前電梯并不是以額定速度工作，為了改善制動時的乘坐舒適性，電機總是在制動前已經(jīng)開始減速。3.3鋼絲繩及其端接裝置電梯用鋼絲繩指的時曳引用鋼絲繩。曳引繩承受著電梯的全部懸掛重量，并在電梯運行中繞著曳引輪、導(dǎo)向輪或反向繩單向或交變彎曲。鋼絲繩在繩槽中也承受著較高的比壓。所以要求電梯用鋼絲繩具有較高的強度、撓性以及耐磨性。電梯鋼絲繩一般是圓形股狀結(jié)構(gòu)，主要由鋼絲、繩股和繩芯組成。鋼絲是鋼絲繩的基本組成件，要求鋼絲有很高的強度和韌性，材料由含碳量為0.4%1%的優(yōu)質(zhì)鋼制成。為了防止脆性，材料中硫。磷等雜質(zhì)的含量不應(yīng)大于0.035%

31、。當整個鋼絲繩中鋼絲的抗拉強度相同時稱為單一抗拉鋼絲繩。當鋼絲繩中外層鋼絲和內(nèi)層鋼絲的抗拉強度不同時，稱為雙強度鋼絲繩。3.3.1鋼絲繩的選擇與計算鋼絲繩選擇主要按靜載荷驗算，由于鋼絲繩會受到多種附加應(yīng)力的影響，如鋼絲繩經(jīng)過曳引輪及導(dǎo)向時產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，制造產(chǎn)生的初始內(nèi)應(yīng)力，電梯加速度過程中的慣性力以及由于鋼絲繩載荷分配不均勻的影響度，故應(yīng)取較大的安全系數(shù)。我國的GB7588中規(guī)定：對于三繩或三繩以上的曳引驅(qū)動： 對于二繩的曳引驅(qū)動： 安全系數(shù)是鋼絲繩的最小破斷載荷和鋼絲繩所承受的最大靜載荷之比，即由下式計算所得： (3-33)式中：n -懸掛鋼絲繩的根數(shù)； -繞繩比； N -根鋼絲繩的最小破

32、斷載荷； T -載有額定負載的轎廂停靠在最底層站時是鋼絲繩上的最大靜載荷，并應(yīng)考慮鋼絲繩重量，隨行電纜重量以及其他懸掛于轎廂下面的補償裝置的重量。本設(shè)計選用819S+NF-13-1770（雙）右交-GB8903-88電梯鋼絲繩；其鋼絲繩最小破斷載荷為87.6KN，代入設(shè)計參數(shù)： 由GB7588規(guī)定：對于三繩以上的曳引驅(qū)動： 而：； 故滿足設(shè)計要求。3.3.2曳引繩的端接裝置曳引繩端接裝置的的設(shè)計應(yīng)該考慮到：有利于鋼絲繩張力的調(diào)節(jié)，至少有一端的端接裝置是可調(diào)的；鋼絲繩與端接裝置結(jié)合處的機械強度至少能承受鋼絲繩最小破斷載荷的80%。當鋼絲繩的繞繩比為1:1時，鋼絲繩的一端固定在轎廂架的上梁上，另一

33、端與對重架連接。其它情況時，鋼絲繩必須繞過安裝于轎廂架上梁或?qū)χ丶苌系姆蠢K輪。沒跟鋼絲繩的懸掛必須是相對獨立的。鋼絲繩端接裝置的形式有：金屬或樹脂填充的繩套、自鎖緊楔形繩套、繩夾、手工編織捻接接頭等。端接裝置的均衡調(diào)節(jié)，通常采用壓縮彈簧形式和橡膠緩沖墊形式。目前用的最多的是彈簧形式。均衡裝置除了可調(diào)節(jié)各根曳引繩的張力外，還有緩沖和減震作用。為了減少曳引輪槽和鋼絲繩的磨損，在安裝端接裝置后，應(yīng)調(diào)節(jié)各鋼絲繩的張力差，使之小于5%。連接方式為接線器1通過螺栓對重架2相連接。曳引鋼絲繩連接示意圖如圖3-6圖3-6接線器連接示意圖1、接線器 2、對重架 第四章 轎廂與對重4.1轎廂的設(shè)計4.1.1轎廂的

34、組成轎廂本身主要由轎廂架和轎廂體兩部分構(gòu)成，其中還包括若干個構(gòu)件和有關(guān)的裝置。圖4-1為通常的電梯結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4-1為通用電梯結(jié)構(gòu)示意圖各類電梯的轎廂基本結(jié)構(gòu)相同，由于用途不同，在具體結(jié)構(gòu)及外形上有一定差異 客梯的轎廂一般寬大于深，這樣設(shè)計的目的是為了方便人員的出入，有利于提高運行效率貨梯的轎廂一般深大于寬或?qū)捝钕嗤?，這主要是考慮裝卸貨物的方便。病床梯的轎廂為適應(yīng)病床的運送而做得深而窄。觀光梯轎廂的外形常做成菱形或圓形，觀光面的轎壁使用強化玻璃。超高速電梯的外形做成流線型，以減小空氣阻力及運行噪聲。轎廂一般由以下幾個主要部件組成：（1）轎廂架轎廂架是承重結(jié)構(gòu)件，是一個框形金屬架，由上、下、

35、立梁和拉條(拉桿)組成?？蚣艿牟馁|(zhì)選用槽鋼或按要求壓成的鋼板，上、下、立梁之間一般采用螺栓聯(lián)結(jié)。在上、下梁的四角有供安裝轎廂導(dǎo)靴和安全鉗的平板，在上梁中部下方有供安裝轎頂輪或繩頭組合裝置的安裝板，在立梁上(也稱側(cè)立柱)留有安裝轎廂開關(guān)板的支架。轎廂架是轎廂的主要承載構(gòu)件，它由立柱、底梁、上梁和拉條組成。如圖4-2轎廂架的基本結(jié)構(gòu)：圖4-2 轎廂架的基本構(gòu)件1 上梁；2立柱；3拉條；4底梁(2）轎廂體轎廂體形態(tài)像一個大箱子，由轎頂、轎壁、轎底及轎門等組成，轎底框架采用規(guī)定型號及尺寸的槽鋼和角鋼焊成，并在上面鋪設(shè)一層鋼板或木板。為使之美觀，常在鋼板或木板之上再粘貼一層塑料地板。轎壁由幾塊薄鋼板拼合

36、而成。每塊構(gòu)件的中部有特殊形狀的縱向筋，目的是增強轎壁的強度，并在每塊物體的拼合接縫處，有裝飾嵌條遮住。轎內(nèi)壁板面上通常貼有一層防火塑料板或采用具有圖案、花紋的不銹鋼薄板等，也有把轎壁填灰磨平后再噴漆的。轎壁間，以及轎壁與轎頂、轎底之間一般采用螺釘連接、緊固。轎頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)與轎壁相似，要求能承受一定的載重(因電梯檢修工有時需在轎頂上工作)，并有防護欄以及根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置安全窗。有的轎頂下面裝有裝飾板(一般客梯有，貨梯沒有)，在裝飾板的上面安裝照明、風(fēng)扇。(3)轎廂頂?shù)臉?gòu)造和強度要求由于在安裝、檢修和營救的需要，轎廂頂有時需要站人，我國有關(guān)技術(shù)標準規(guī)定，轎頂要能承受三個攜帶工具的檢修人員(每人以10

37、0kg計)時，其彎曲撓度應(yīng)不大于跨度的1/1000。此外轎頂上應(yīng)有一塊不小于0.12m2的站人用的凈面積，其小邊長度至少應(yīng)為0.25m。對于轎內(nèi)操作的轎廂，轎頂上應(yīng)設(shè)置活板門(即安全窗)其尺寸應(yīng)不小于0.35mx0.5m。該活板門應(yīng)有手動鎖緊裝置，可向轎外打開，活板門打開后，電梯的電氣聯(lián)鎖裝置就斷開，使轎廂無法開動，以保證安全。同時轎頂還應(yīng)設(shè)置排氣風(fēng)扇以及檢修開關(guān)、急停開關(guān)和電源插座，以供應(yīng)檢修人員在轎頂上工作時使用的需要。轎頂靠近對重的一面應(yīng)設(shè)置防護攔桿，其高度不超過轎廂的高度。(4)轎壁為了保證使用安全，轎壁必須有足夠的強度，我國電梯制造與安裝安全規(guī)范規(guī)定，轎廂內(nèi)任何部位垂直向外，在5cm

38、2圓形或方形面積上，施加均勻分布為300N(牛頓)的力，其彈性變形不大于15mm，且無永久變形。另外，在靠井道側(cè)的轎壁上，為了減小振動和噪聲，要粘吸振動隔音材料。為了增大轎壁阻尼，減小振動，通常在壁板后面粘貼夾層材料或涂上減振粘子。當兩臺以上電梯共設(shè)在一個井道時，為了應(yīng)急的需要，可在轎廂內(nèi)側(cè)壁上開設(shè)安全門。安全門只能向內(nèi)開啟，并裝有限位開關(guān)，當門開啟時，切斷電路。門的寬度不小于0.4m，高度不小于1.5m。(5)轎底為了防止箱體振動，常采用框架式底梁，在底框與轎底之間加入68塊專門制造的橡皮塊。在轎底的前沿應(yīng)設(shè)有轎門地坎及護腳板(擋板)，以防人在層站將腳板插入轎廂底部造成擠壓，護腳板的寬度與層

39、站入口處一樣，其高度至少為075m，且斜面向下延伸。4.1.2電梯轎廂主要參數(shù)的確定已知客梯額定載重量為1000kg，按公式額定載重/75kg計算向下圓整到最近的整數(shù)可得出乘客人數(shù)按照GB/T 7025.1-31997規(guī)定，客梯轎廂寬度1600mm，深度1400mm,高度2300mm。轎門寬度900mm,高度2100mm，開門形式為中開門。為了防止由于轎廂內(nèi)人員過多引起超載，轎廂的有效面積應(yīng)予以限制。轎廂的有效面積指轎廂內(nèi)的實用面積。GB7588對轎廂的有效面積與額定載重量、乘客人數(shù)都做了具體規(guī)定。如表4-1及表4-24.2對重與重量補償裝置的設(shè)計對重裝置和重量補償裝置統(tǒng)稱為重量平衡系統(tǒng)，它是

40、使對重與轎廂達到相對平衡，在電梯工作中使轎廂與對重間的重量差保持在某一個限額之內(nèi)，保證電梯的曳引傳動平穩(wěn)、正常。4.2.1 對重的設(shè)計對重可以平衡(相對平衡)轎廂的重量和部分電梯負載重量，減少電機功率的損耗。當電梯負載與對重十分匹配時，還可以減小鋼絲繩與繩輪之間的曳引力，延長鋼絲繩的壽命。由于曳引式電梯有對重裝置，如果轎廂或?qū)χ刈苍诰彌_器上后，電梯失去曳引條件，避免了沖頂事故的發(fā)生。曳引式電梯由于設(shè)置了對重，使電梯的提升高度不像強制式驅(qū)動電梯那樣受到卷筒的限制，因而提升高度也大大提高。(1)對重裝置的種類及其結(jié)構(gòu)對重裝置，一般分為無對重輪式(曳引比為1：1的電梯)和有對重輪(反繩輪)式(曳引比

41、為2:1的電梯)兩種。不論是有對重輪式，還是無對重輪式的對重裝置，其結(jié)構(gòu)組成是基本相同的。一般由對重架、對重塊、導(dǎo)靴、緩沖器碰塊、壓塊，以及與轎廂相連的曳引繩和對重輪(指2:1曳引比的電梯)組成。(2)對重重量值的確定為了使對重裝置能對轎廂起最佳的平衡作用，必須正確計算其重量。對重的重量值與電梯轎廂本身的凈重和轎廂的額定載重量有關(guān)。一般在電梯滿載和空載時，曳引鋼絲繩兩端的重量差值應(yīng)為最小，以使曳引機組消耗功率少，鋼絲繩也不易打滑。對重裝置過輕或過重，都會給電梯的調(diào)整工作造成困難，影響電梯的整機性能和使用效果，甚至造成沖頂或蹲底事故。對重的總重量通常以下面基本公式計算：對重的總重量 (4-1)式

42、中：G-轎廂自重(kg)； Q-轎廂額定載重量(kg)； K-電梯平衡系數(shù)，為0.4-0.5，以鋼絲繩兩端重量之差值最小為好。平衡系數(shù)選值原則是：盡量使電梯接近最佳工作狀態(tài)。當電梯的對重裝置和轎廂側(cè)完全平衡時，只需克服各部分摩擦力就能運行，且電梯運行平穩(wěn)，平層準確度高。因此對平衡系數(shù)K的選取，應(yīng)盡量使電梯能經(jīng)常處于接近平衡狀態(tài)。對于經(jīng)常處于輕載的電梯，K可選取0.4-0.45，對于經(jīng)常處于重載的電梯，K可取0.5。這樣有利于節(jié)省動力，延長機件的使用壽命。例：有一部客梯的額定載重量為1000kg，轎廂凈重為1000kg，若平衡系數(shù)取045，求對重裝置的總重量。解：已知G1000kgQ1000kg

43、K=045代入上面的公式得：4.2.2 補償裝置的設(shè)計 在電梯運行中，對重的相對平衡作用在電梯升降過程中還在不斷的變化。當轎廂位于最低層時，曳引繩本身存在的重量大部分都集中在轎廂側(cè)；相反，當轎廂位于頂層時，曳引繩的自身重量大部分作用在對重側(cè)，還有電梯上控制電纜的自重，也都對轎廂和對重兩側(cè)的平衡帶來變化，也就是轎廂一側(cè)的重量Q與對重一側(cè)的重量W的比例QW在電梯運行中是變化的。尤其當電梯的提升高度超過30m時，這二側(cè)的平衡變化就更大，因而必須增設(shè)平衡補償裝置來減弱其變化。平衡補償裝置是懸掛在轎廂和對重的底面，在電梯升降時，其長度的變化正好與曳引繩長度變化對重相反，當轎廂位于最高層時，曳引繩大部分位

44、于對重側(cè)，而補償鏈(繩)大部分位于轎廂側(cè)；而當轎廂位于最低層時，情況與上正好相反，這樣轎廂一側(cè)和對重一側(cè)就起到了平衡的補償作用，保證了對重起到的相對平衡。例如，有一60m高建筑內(nèi)使用的電梯，用6根13mm的鋼絲繩，其中不可忽視的是繩的總重量約360kg。隨著轎廂和對重位置的變化，這個總重量將輪流地分配到曳引輪的兩側(cè)。為了減少電梯傳動中曳引輪所承重的載荷差，提高電梯的曳引性能，就必須采用補償裝置。表4-1 乘客人數(shù)與轎廂最小有效面積（m2）乘客人數(shù)轎廂最小有效面積乘客人數(shù)轎廂最小有效面積乘客人數(shù)轎廂最小有效面積乘客人數(shù)轎廂最小有效面積10.2861.17111.87162.5720.4971.3

45、1122.01172.7130.6081.45132.15182.8540.7991.59142.29192.9950.98101.73152.43203.13注：超過20位乘客時對超出的每一乘客增加0.115m2。表4-2 額定載重量與轎廂最大有效面積額定載重（kg）轎廂最大有效面積（m）額定載重（kg）轎廂最大有效面積（m）額定載重（kg）轎廂最大有效面積（m）額定載重（kg）轎廂最大有效面積（m）1000.375251.459002.2012752.951800.536001.609752.3513503.102250.706301.6610002.4014253.253000.9067

46、51.7510502.5015003.403751.107501.9011252.5516003.564001.178002.0012002.8020004.204501.308252.0512502.9025005.00我們設(shè)計的電梯其有效面積為1.6mx1.4m=2.24m2 ，其大于最小值2.15m2,小于最大值2.4m2。符合國家標準。4.3 導(dǎo)軌的設(shè)計導(dǎo)軌功能是限制轎廂和對重的活動自由度，使轎廂和對重只沿著各自的導(dǎo)軌作升降運動，使兩者在運行中平穩(wěn)，不會偏擺，有了導(dǎo)軌，轎廂只能沿著左右兩側(cè)的豎直方向的導(dǎo)軌上下運行。對重只能沿著位于對重兩側(cè)的豎直方向的導(dǎo)軌上下運行。所以電梯的導(dǎo)軌，包括轎

47、廂的導(dǎo)軌和對重的導(dǎo)軌兩部分。但無論是轎廂導(dǎo)軌還是對重導(dǎo)軌是沒有實質(zhì)性的差異的。一般鋼導(dǎo)軌，常采用機械加工方式或冷軋加工方式制作。電梯中大量使用的是“T”形導(dǎo)軌，但對于貨梯對重導(dǎo)軌和速度為1m/s以下的客梯對重導(dǎo)軌，一般多采用“L”型導(dǎo)軌(規(guī)格為L7575810)。用于速度低于0.63m/s的電梯的導(dǎo)軌表面一般不作機械加工。T型導(dǎo)軌是電梯常見的專用導(dǎo)軌，具有良好的抗彎性能及良好的可加工性能。T型導(dǎo)軌的主要規(guī)格參數(shù)，是底寬b、高度h和工作面厚度k。我國原先用bk作為導(dǎo)軌規(guī)格標志，現(xiàn)已推廣使用國際標準T型導(dǎo)軌，共有十三個規(guī)格，以底面寬及工作面和加工方法：即以“b加工方法”作為規(guī)格標志。第五章 門系統(tǒng)

48、、緩沖器、安全鉗與限速器5.1 門系統(tǒng)的設(shè)計5.1.1電梯門系統(tǒng)及其作用 (1)門系統(tǒng)的作用層門和轎門都是為了防止人員和物品墜入井道或轎內(nèi)乘客和物品與井道相撞而發(fā)生危險，都是電梯的重要安全保護設(shè)施。（2）層門特別是電梯層門，是乘客在使用電梯時首先看到或接觸到的部分。是電梯很重要的一個安全設(shè)施，根據(jù)不完全統(tǒng)計，電梯發(fā)生的人身傷亡事故約有70是由于層門的質(zhì)量及使用不當?shù)纫鸬摹Ｒ虼?，層門的開閉與鎖緊是使電梯使用者安全的首要條件。（3）轎門、層門及其相互關(guān)系轎門是設(shè)置在轎廂入口的門，是設(shè)在轎廂靠近層門的一側(cè)，供司機、乘客和貨物的進出。簡易電梯，開關(guān)門是用手操作的稱為手動門。一般的電梯，都裝有自動開啟

49、，由轎門帶動的，層門上裝有電氣、機械聯(lián)鎖裝置的門鎖。只有轎門開啟才能帶動層門的開啟。所以轎門稱為主動門，層門稱為被動門。只有轎門、層門完全關(guān)閉后，電梯才能運行。為了將轎門的運動傳遞給層門，轎門上設(shè)有系合裝置(如門刀)，門刀通過與層門門鎖的配合，使轎門能帶動層門運動。為了防止電梯在關(guān)門時將人夾住，在轎門上常設(shè)有關(guān)門安全裝置(防夾保護裝置)。5.1.2電梯門的主要參數(shù)確定（1）門形式的選擇電梯門主要有兩類，即滑動門和旋轉(zhuǎn)門，目前普遍采用的是滑動門?；瑒娱T按其開門方向又可分為中分式、旁開式和直分式三種，層門必須和轎門是同一類型的。根據(jù)客戶的功能要求，以及設(shè)計要求，我們選擇門的形式為中分式。（2）開關(guān)

50、門結(jié)構(gòu)的選擇電梯轎門、層門的開關(guān)結(jié)構(gòu)；分手動和自動兩種。一般沒有特殊要求的都采用自動開門機，本設(shè)計即采用了自動式變頻門機的設(shè)計。自動開門機是使轎廂門(含層門)自動開啟或關(guān)閉的裝置(層門的開閉是由轎門通過門刀帶動的)。它裝設(shè)在轎門的上方及轎門的連接處。除了能自動啟、閉轎廂門，還應(yīng)具有自動調(diào)速的功能，以避免在起端與終端發(fā)生沖擊。根據(jù)使用要求，一般關(guān)門的平均速度要低于開門平均速度，這樣可以防止關(guān)門時將人夾住，而且客梯的門還設(shè)有安全觸板。另外，為了防止關(guān)門對人體的沖擊，有必要對門速實行限制，我國電梯制造與安裝安全規(guī)范中規(guī)定，當門的動能超過10J(焦耳)時，最快門扇的平均關(guān)閉速度要限制在0.3m/s變頻門機的出現(xiàn)，使構(gòu)造更簡單，性能更好。目前乘客電梯多采用變頻門機機構(gòu)。圖5-1所示是近年出現(xiàn)的變頻電機開門機構(gòu)示意圖。由電機1帶動皮帶輪2，與皮帶輪同軸的齒輪帶動同步皮帶3，使連接在同步皮帶上的門刀5作水平運動,有門刀5帶動電梯曾門運動。由于采用了變頻電機，同步皮帶，不但省掉了復(fù)雜的減速和調(diào)速