機械課程設計

1、浙江工業(yè)大學機械安全工程課程設計設計課題 乘客電梯的安全技術 所屬專業(yè) 安 全 工 程 設 計 者 周海龍 指導教師 陳德生 完成時間 2013年6月10日 目錄第一章 電梯的功能與分類2第一節(jié) 電梯的功能2第二節(jié) 電梯的分類3第二章 電梯的工作原理及基本構造4第一節(jié) 電梯術語4第二節(jié) 電梯的工作原理5第三節(jié) 電梯的基本構造5第四章 電梯的危險因素及安全技術9第一節(jié) 限速裝置9第二節(jié) 安全鉗11第三節(jié) 緩沖器12第四節(jié) 終端限位保護裝置13第五節(jié) 門鎖裝置14第六節(jié) 其他安全保護裝置14第五章 電梯常見故障分析與排除14第一節(jié) 曳引機常見故障分析與排除14第二節(jié) 轎廂常見故障分析與排除15第三

2、節(jié) 電梯門常見故障分析與排除15第四節(jié) 安全裝置常見故障分析與排除16第五節(jié) 電梯導向與平衡裝置常見故障分析與排除16第六節(jié) 電氣系統(tǒng)常見故障分析與排除17第六章 電梯安全作業(yè)管理與檢驗17第一節(jié) 電梯安全使用管理措施17第二節(jié) 電梯的安全檢驗17第三節(jié) 電梯的安全監(jiān)察17總結18參考文獻190乘客電梯的安全技術摘要:本課程設計針對電梯安全的現狀進行調查，為了防止由于電梯損壞或駕駛人員操作不當而發(fā)生事故，參考國家有關規(guī)定，列出電梯都應裝的安全裝置，說明實施方法（機構及電氣控制）及應達到的安全目標。關鍵詞:電梯安全 事故 安全裝置 安全目標第一章 電梯的功能與分類第一節(jié) 電梯的功能現代電梯主要由

3、曳引機（絞車）、導軌、對重裝置、安全裝置(如限速器、安全鉗和緩沖器等)、信號操縱系統(tǒng)、轎廂與廳門等組成。這些部分分別安裝在建筑物的井道和機房中。通常采用鋼絲繩摩擦傳動，鋼絲繩繞過曳引輪，兩端分別連接轎廂和平衡重，電動機驅動曳引輪使轎廂升降。電梯要求安全可靠、輸送效率高、平層準確和乘坐舒適等。電梯的基本參數主要有額定載重量、可乘人數、額定速度、轎廂外廓尺寸和井道型式等。載人電梯都是微機控制的智能化、自動化設備，不需要專門的人員來操作 駕駛，普通乘客只要按下列程序乘坐和操作電梯即可。1、在乘梯樓層電梯入口處，根據自己上行或下行的需要，按上方向或下方向箭頭按鈕，只要按鈕上的燈亮，就說明你的呼叫已被記

4、錄，只要等待電梯到來即可。2、電梯到達開門后，先讓轎廂內人員走出電梯，然后呼梯者再進入電梯轎廂。進入轎廂后，根據你需要到達的樓層，按下轎廂內操縱盤上相應的數字按鈕。同樣，只要該按鈕燈亮，則說明你的選層已被記錄；此時不用進行其他任何操作，只要等電梯到達你的目的層?？考纯伞?、電梯行駛到你的目的層后會自動開門，此時按順序走出電梯即結束了一個乘梯過程。第二節(jié) 電梯的分類1. 按用途分類（1） 乘客電梯。代號為TK，是為各種高層建筑等運送乘客而設計制造的電梯。要求安全舒適、新穎美觀、平層精度高，手動或自動控制操縱。轎廂的頂部除吊燈外，還設有通風或空調設備。為便于乘客進出，一般轎廂的寬度與深度的比例為1

5、0：7至10：8。（2） 載貨電梯。代號為TH，主要是為各種環(huán)境運送貨物而設計制造的電梯，由專人操作。一般載重量較大而運行速度不高，要求結構牢固耐用。（3） 客貨電梯。代號為TL，既運送乘客，也運送貨物。這種電梯具備載貨電梯的結構，也具備乘客電梯的功能。（4） 病床電梯。代號為TB，是專為運送手術車、病床（包括病人）及醫(yī)療設備而設計制造的電梯。轎廂的特點是窄而深，要求起、制動運行穩(wěn)定，平層精度高，工作可靠，舒適性好。（5） 住宅電梯。代號TZ，是供住宅樓使用的電梯。轎廂能運送童車和殘疾人員乘坐的輪椅、家具、緊急救護擔架等。（6） 雜物電梯。代號為TW，有別與載貨電梯，載重量小、速度低。專供圖書

6、館、餐館等運送圖書、食品等輕小物體使用，不能載人。（7） 船用電梯。代號為TC，安裝在船舶上供乘客、船員等使用的電梯，其結構簡單、耐腐蝕、防潮，能在船舶的搖晃中可靠工作。（8） 觀光電梯。代號為TG，觀光電梯除運送乘客外，還能是乘客觀看到轎廂外的景物。因此，井道、轎廂四周一半以上設計為透明式，視野開闊，外形美觀，燈光絢麗多彩。（9） 汽車用電梯。代號為TQ，是運送車輛的電梯，多用在立體車庫或倉庫等處。其轎廂面積要與所裝載的車輛相匹配，構造堅固，運行速度較低。（10） 其他電梯。用于特殊場所，如大型煤氣庫的防爆電梯、冷庫電梯、礦井電梯、建筑施工電梯、自動扶梯，以及自動人行道等。2. 按速度分類（

7、1） 低速電梯。額定速度v1.0m/s的電梯。（2） 中速電梯。額定速度1.0m/sv2.0m/s的電梯。（3） 高速電梯。額定速度2.0m/sv4.0m/s的電梯。（4） 超高速電梯。額定速度v4.0m/s的電梯。3. 按機房位置分類（1） 機房上置式。電梯控制機房設在電梯井道的上方。這種方式的曳引機行事簡單，質量輕，是目前常用的形式。（2） 機房下置式。在建筑物的上方無法建造機房時采用的方式。這種方式增加了定滑輪、動滑輪和鋼絲繩的長度，使得電梯結構變得復雜，曳引機承載質量大，維修不方便。（3） 無機房。無需建造普通意義上的機房，曳引機安裝在井道內的導軌上、井道壁上或井道頂部，控制柜安裝在層

8、門口的兩邊。第二章 電梯的工作原理及基本構造第一節(jié) 電梯術語（1）層站：各樓層用于出入轎廂的地點。（2）基站：電梯無指令時?？康膶诱尽＃?）底層端站：電梯轎廂?？康淖畹偷膶诱尽＃?）頂層端站：電梯轎廂?？康淖罡叩膶诱?。（5）機房：安裝曳引機和相關設備的房間。（6）井道：為轎廂和對重裝置運行而設置的空間。（7）提升高度（H）：從電梯的底層端站到頂層端站之間的垂直距離。（8）頂層高度（Q）：由頂層端站至機房樓板的垂直距離。（9）平層準確度：轎廂停靠后，轎廂地坎上平面對層門地坎上平面沿垂直方向的誤差值。（10）層門：設置在層站入口的門。（11）轎廂門：設置在轎廂入口的門。（12）底坑深度（P）：底層

9、端站樓層地面至井道底坑地面之間的垂直距離。第二節(jié) 電梯的工作原理曳引繩兩端分別連著轎廂和對重，纏繞在曳引輪和導向輪上，曳引電動機通過減速器變速后帶動曳引輪轉動，靠曳引繩與曳引輪摩擦產生的牽引力，實現轎廂和對重的升降運動，達到運輸目的。第三節(jié) 電梯的基本構造電梯是高度機電一體化產品，其驅動方式一般式曳引式。從電梯空間劃分：機房、井道、橋箱和層站。從電梯功能劃分：曳引系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、橋箱系統(tǒng)、門系統(tǒng)、對重平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)，如圖21所示。圖21 電梯的基本結構1減速箱 2曳引機 3曳引機底座 4導用輪 5限速器 6機座 7導軌支架 8曳引鋼絲繩 9開關碰鐵 10緊急

10、終端開關 11導靴 12轎架 14安全鉗 15導軌 16繩頭組合 17對重 18補償鏈 19補償鏈導輪 20張緊裝置 21緩沖器 22底坑 23層門 24呼梯盒（箱） 25層樓指示燈 26隨行電纜 27轎壁 28轎內操作箱 29開門機 30井道傳感器 31電源開關 32控制柜 33曳引電動機 34制動器（抱閘）1、曳引系統(tǒng)曳引系統(tǒng)的作用是輸出動力、曳引轎廂運行，主要由曳引機、曳引鋼絲繩、導向輪等構成，如圖22所示。圖22 電梯曳引系統(tǒng)1電動機 2制動器 3減速器 4曳引繩 5導向輪 6繩頭組合 7轎廂 8對重2、導向系統(tǒng)導向系統(tǒng)的作用是限制轎廂和對重的自由度，使其只能沿著導軌上下運動。主要由導

11、靴、導軌、導軌架等組成，如圖23和圖24所示。圖23 轎廂導向系統(tǒng)1導軌 2導靴 3曳引繩 4轎廂 5導軌架 6安全鉗圖24 對重導向系統(tǒng)1導軌 2對重 3曳引繩 4導靴3、轎廂系統(tǒng)轎廂用來運送乘客或貨物，是電梯的承載部分。它主要由轎廂架和轎廂體組成。轎廂架是承重構件，是一個框形金屬架，由上下梁、立柱和拉桿組成。在上、下梁的四角，有供安裝轎廂導靴和安全鉗的平板。轎廂體由轎底、轎壁、轎頂及轎門組成，如圖25所示。圖25 普通客梯轎廂構造a) 轎廂體 b)轎廂架1轎廂頂 2轎廂壁 3轎廂底 4防護板 5上梁 6立柱 7拉條 8底梁4、電梯門系統(tǒng)門系統(tǒng)用于封閉轎廂和井道出口，防止人員和物品墜入井道或

12、井壁相撞。主要由轎門、層門、開關門機構等組成。轎門安裝在轎廂上，有交柵式和封閉式等。層門安裝在每層電梯出口處，每個層門設有機械和電氣聯鎖裝置，保證層門打開時電梯不能運行。開門機構是開關電梯門的機構，有自動式、手動式兩種，如圖26所示。圖26門的結構與組成1層門 2轎廂門 3門套 4轎廂 5門地坎 6門滑輪 7層門導軌架 8門扇 9廳門門框立柱 10門滑塊第五節(jié) 對重平衡系統(tǒng)對重平衡系統(tǒng)是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質量差保持在某一限度之內，保證電梯的曳引傳動平穩(wěn)。它由對重和質量補償裝置兩部分組成。對重相對應于轎廂懸掛于曳引繩的另一端，使曳引機只需克服轎廂和對重之間的質

13、量差便能驅動電梯，進而起到減小動力消耗、改善曳引能力的作用，如圖27所示。圖27 對重平衡系統(tǒng)1電纜 2轎廂 3對重 4補償裝置第四章 電梯的危險因素及安全技術電梯的安全保護裝置可分為機械式、電氣式與機電綜合式三種，重要的安全保護裝置一般采用機電綜合式。電梯主要的安全保護裝置有限速裝置、安全鉗、緩沖器、門鎖及各種保護開關等。第一節(jié) 限速裝置電梯超速是一種非正常的、不安全的運行狀態(tài)。引起電梯超速可以有各種各樣的原因，通常是由于電氣控制失靈造成電梯“飛車”。電氣控制系統(tǒng)本身也設有超速保護，但是一旦電梯嚴重超速，并且其他超速保護裝置均未能起作用時，甚至發(fā)生短繩、曳引機主軸斷裂或制動器失靈使轎廂加速下

14、滑時，轎廂發(fā)生自由落體，只有靠限速裝置來提供最后的安全保護。限速裝置包括限速器、限速器繩以及限速器繩張緊輪。限速器通常安裝在電梯機房或隔音層的地面，它的平面位置一般在轎廂的左后角或右前角處。限速器繩的張緊輪安裝在電梯底坑。限速器繩繞經限速器輪和張緊輪形成一個封閉的環(huán)路，其兩端通過繩頭連接架安裝在轎廂架上操縱安全鉗的杠桿系統(tǒng)。張緊輪的質量使限速器繩保持張緊，并在限速器輪槽和限速器繩之間形成一定的摩擦力。轎廂上、下運行時，同步帶動限速器繩運動，從而帶動限速器輪轉動。所以限速器能直接檢測轎廂的運行速度。如圖31所示。圖31 限速裝置的傳動系統(tǒng)和布置限速器按檢測超速的原理有慣性式和離心式兩種，目前絕大

15、部分電梯均采用離心式限速器。按操縱安全鉗的結構又分成剛性夾繩和彈性可滑移夾繩兩種。（1） 臥軸離心式限速器，也叫做圓盤型限速器或甩塊式限速器，按其動作速度分成剛性夾繩和彈性夾繩兩種。1） 剛性夾繩臥軸離心式限速器。當轎廂超速達到設定的超速值時，離心重塊向外擺動的角度達到使其棘爪與制動圓盤的棘齒相嚙合，限速器輪帶動制動圓盤轉動，從而使撥叉按箭頭方向擺動。由于撥叉擺動中心與限速器輪和制動圓盤的回轉中心存在一個偏距，所以撥叉的擺動使撥叉上的楔塊與限速器輪槽中的限速器繩相接觸，而偏距、斜角和楔塊楔角的設計使得楔塊和限速器繩之間形成自動楔緊條件。因此，隨著限速器輪進一步轉動，使楔塊和限速器繩連同限速器輪

16、越楔越緊，直至完全楔死為止。限速器被楔住不動，隨著轎廂繼續(xù)下落，安全鉗裝置就被帶動而動作，轎廂被強迫制停。如圖32所示。圖32剛性夾繩臥軸離心式限速器a) 外觀圖 b）內部結構圖1底座 2心軸 3撥叉 4限速器輪 5制動圓盤 6限速器繩 7楔塊 8尖榫 9螺母 10彈簧 11離心重塊 12銷軸 13連桿 14輪軸 15棘爪 16棘齒第二節(jié) 安全鉗安全鉗對電梯的制動，按其動作過程分為：瞬時動作式和漸近動作式。瞬時動作式安全鉗，對電梯的制動時在瞬間完成的，造成的沖擊較大；漸近動作式安全鉗，對電梯的制動有一個緩沖過程，故沖擊較小。如圖35所示。圖35 安全鉗1楔塊 2鉗座 3拉桿 4限速器鋼絲繩 5

17、拉臂 6行程開關 7連桿彈簧 8連桿 9拉桿彈簧 10拉桿座通常情況下限速裝置和安全鉗是配合使用的，限速裝置和安全鉗的動作時序如圖37所示。圖37 限速裝置和安全鉗的動作時序圖第三節(jié) 緩沖器緩沖器是提供最后安全保護的一種電梯安全裝置。它安裝在電梯的井道底坑內，位于轎廂和對重的正下方。當電梯在向上或向下運動中，由于鋼絲繩伸長、曳引摩擦力和抱閘制動不足或控制系統(tǒng)失靈而超越終端層站底層或頂層時，將由緩沖器起緩沖作用，以避免電梯轎廂或對重直接撞底或沖頂，保護乘客和設備的安全。所圖36所示。圖36 電梯緩沖器的安裝位置1曳引機 2曳引鋼絲繩 3轎廂 4對重 5轎廂緩沖器 6對重緩沖器第四節(jié) 終端限位保護

18、裝置終端限位保護裝置的功能是防止由于電梯電氣系統(tǒng)失靈，轎廂到達頂層或底層后仍繼續(xù)行駛（沖頂或蹲 底）。它由強迫減速開關、終端限位開關、終端極限開關三個開關以及相應的碰板、碰輪和聯動機構組成。1）強迫減速開關強迫減速開關是電梯失控有可能造成沖頂或蹲底時的第一道防線。當電梯失控，轎廂已到頂層或底層而不能減速時，裝 在轎廂上的碰板與強迫開關的碰輪相接觸，使接點發(fā)出指令信 息，迫使電梯減速后停駛。2）終端限位開關終端限位開關是防止電梯失控造成沖頂或墩底的第二道防線，由上、下兩個限位開關組成，它們分別安裝在井道的頂部 或底部，當電梯失控后經過強迫減速開關而又未能使轎廂停駛 時，選層器動滑板上的機械觸頭與

19、終端限位開關接觸，切斷控 制電路，使轎廂停止運行。3） 終端極限開關終端極限開關分為機械電氣式終端極限開關盒電氣式終端極限開關，該極限開關是在強迫減速開關盒終端限位開關失去作用時，或控制轎廂上行（或下行）的主接觸器失電后仍不能釋放時切斷控制電路。當轎廂地坎超越上、下端站20mm時，在轎廂或對重接觸緩沖器之前，裝在轎廂上的碰板與在井道上、下端的上碰輪或下碰輪接觸，牽動與裝在機房墻上的極限開關相連的鋼絲繩，使只有人工才能復位的極限開關動作，從而切斷除照明和報警裝置電源外的總電源。如圖38所示。圖38第五節(jié) 門鎖裝置正常情況下，只要電梯的轎廂沒有到位，本層站的層門是緊閉的，只有轎廂到位后，層門隨著轎

20、廂門打開 后才跟著打開，因此層門門鎖安全裝的可靠性十分重 要，直接關系到乘客進入電梯的頭一關的安全性。電梯門鎖裝分層門門聯鎖裝置、門副鎖安全開關、層門自動關閉裝置、驗證轎門閉合裝置。第六節(jié) 其他安全保護裝置近門保護裝置、轎廂超載保護裝置、轎廂頂部的安全窗、轎頂護欄、底坑對重側護柵、轎廂護腳板、制動器扳手與盤車手輪、電梯急停開關、可切斷電梯電源的主開關、緊急報警裝置。第五章 電梯常見故障分析與排除第一節(jié) 曳引機常見故障分析與排除故障類型故障現象故障分析故障排除電梯運行中抖動運行中有明顯的顫抖現象，但沒有異 常聲響曳引機齒輪磨損； 螺栓松動；松緊繩 差異過大調節(jié)雙螺母，使各繩張力相近停運后轎廂向下

21、滑溜一旦停車，轎廂總向下滑溜才能停住電梯超負荷；對重太輕，制動力矩太 ?。灰芬K打滑調整制動器制動彈簧的壓縮量曳引機晃動運行中曳引機有左右晃動減速箱與曳引機同心度超過規(guī)定值擰緊禁錮螺母電梯運行速度慢運行中，快速與慢速時速度差不多電氣故障；轎廂運行潤滑差；曳引機 潤滑系統(tǒng)工作不良換減速箱內油曳引機輪槽磨損嚴重輪槽磨損嚴重且不均勻，并未掉 鐵曳引輪與導向輪不在一條直線上；曳引繩不在 輪槽中心位置更換新的合格曳引輪，調整曳引 機底座水平度電梯不能啟動運行電梯不啟動，曳引電動機有響 聲，且軸頭發(fā)熱電動機抱軸更換新的銅套和潤滑油第二節(jié) 轎廂常見故障分析與排除故障類型故障現象故障分析故障排除轎廂運行時顫動

22、運行中出現顫動， 使運行不平穩(wěn)轎廂上某部件出現了問題自然校正轎廂上螺母轎廂運行中發(fā)出尖叫聲有異常的尖叫聲， 且聲音越來越大轎頂輪內銅套長期缺油導致嚴重磨損更換頂輪的銅套和潤滑油第三節(jié) 電梯門常見故障分析與排除故障類型故障現象故障分析故障排除門關上后電梯不運行關閉層門后，按下選層按鈕后電梯不 運行門鎖上的電開關觸頭與導電座未接通；啟動電路未 接通輕掰電開關觸頭的彈片，使其與導電 板接觸完好開關轎門時出現卡阻開關轎門時，門的移動不靈活，并有 輕微振動現象吊門輪磨損或轎廂門導軌偏斜；轎門輪下的偏心軸 擋輪間隙太大；地坎滑道 內有異物清理坎槽不能開關門有電源，門電動機工作，但門不能開 關傳動皮帶太松；

23、傳動機械中有卡阻現象增加傳動皮帶張力運行中有碰撞聲凡經過層門時就發(fā)出“噌噌”聲門刀與層門地坎間隙太?。婚T刀與護腳板相蹭將門刀重新緊固電梯關門， 乘客被夾關門時乘客被夾， 自動門機構繼續(xù)運 轉安全觸板的傳動機構動作失靈更換安全觸板的彈簧第四節(jié) 安全裝置常見故障分析與排除故障類型故障現象故障分析故障排除限速器運行中有聲響限速器轉動時，發(fā)出有規(guī)則的“嗒嗒” 聲限速器心軸缺油；磨損嚴重清洗心軸油污并更換油脂安全鉗動作后無法恢復安全鉗動作后，楔塊啃入轎廂導軌， 電梯不能恢復運行楔塊與導軌加工或安裝不良；安全鉗拉桿 系統(tǒng)彈簧太軟等強迫安全鉗復位，對軌道面進 行修磨處理沖頂事故電梯運行到頂層時沒有停車，發(fā)生沖 頂電氣控制系統(tǒng)故障更換快速運行繼電器第五節(jié) 電梯導向與平衡裝置常見故障分析與排除故障類型故障現象故障分析故障排除轎廂內有摩擦聲運行中總有摩擦聲導向系統(tǒng)出現故障更換導靴盒內潤滑油電梯運行中左右晃動運行中轎廂明顯搖晃兩導軌間距過大；導軌支架松動重新焊接托板與支架轎廂歪斜運行中轎廂有傾斜導靴磨損不均勻更換靴襯，合理調整導靴尺寸運行中有明顯的臺階感覺上行、下行都有明顯臺階感導軌接頭有問題緊固連接板螺母，是導軌工作 面在同一直線上發(fā)出“嘩啦”聲響運行中井道內發(fā)出“嘩啦”聲響轎廂與補償鐵鏈與其他物體相碰將活下去下水泥墩剔出一個溝第六節(jié) 電氣系統(tǒng)常見故障分析與排除故障類型