電力拖動原理,這是電梯運(yùn)行用的原理
1:電梯分類
電梯有多種分類方法,不同的分類方法會互相交叉,按用途可將電梯為為以下幾類:
乘客電梯 :為運(yùn)送乘客而設(shè)計的電梯,應(yīng)用范圍廣泛。
載貨電梯 :可以有人隨乘,主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計的電梯,應(yīng)用在工廠廠 房和倉庫中。
客貨電梯 :以運(yùn)送乘客為主,但也可以運(yùn)送貨物的電梯。
病床電梯 :為運(yùn)送病床(包括病人)及醫(yī)療設(shè)備而設(shè)計的電梯,應(yīng)用在醫(yī)院和醫(yī)療中心中。
住宅電梯 :為便于運(yùn)送乘客和家具、沙發(fā)、擔(dān)架等而設(shè)計的,供住宅樓使用的電梯。
雜物電梯 :轎廂空間受限制,不允許人員進(jìn)入,主要用于運(yùn)送少量食品、圖書和文件等。
汽車電梯 :用作運(yùn)送車輛而設(shè)計的電梯,應(yīng)用在立體停車設(shè)備中。
特種電梯 :應(yīng)用在一些有特殊要求場合的電梯,包括防爆電梯、防腐電梯、船用電梯等。
觀光電梯 :井道和轎廂壁至少有一側(cè)透明,乘客可觀看轎廂外景物的電梯,主要運(yùn)送乘客。
2 :基本原理
電梯主要分機(jī)械及電氣兩方面。
機(jī)械方面:通過曳引機(jī)驅(qū)動,經(jīng)由鋼絲繩與 曳引輪 之間產(chǎn)生的摩擦力來 帶動轎廂上行及下行;作為平衡用的對重與轎廂的運(yùn)行方向相反。
電氣方面:由控制柜內(nèi)的微機(jī)程序驅(qū)動并與機(jī)械系統(tǒng)共同作用而控制電梯的運(yùn)行及停止。
3:電梯的安全保護(hù)裝置
超速保護(hù)裝置
電梯上、下運(yùn)行速度超過規(guī)定速度時,限速器安全開關(guān)將動作,使電梯停止運(yùn)行。
門閉鎖電氣保護(hù)裝置
廳門和轎門上都裝有電氣連鎖開關(guān),用來證實門的完全關(guān)閉,只要有一扇門沒有關(guān)閉到位,電梯都不能運(yùn)行。
停車保護(hù)裝置(抱閘)
轎廂到站停止時,曳引機(jī)制動器能保證轎廂平層位置不變。
端站強(qiáng)迫減速裝置
上、下端站強(qiáng)迫減速開關(guān)安裝在運(yùn)行換速點,保證電梯接近端站時能可靠地降低運(yùn)行速度。
端站限位裝置
強(qiáng)迫減速開關(guān)不起作用時,限位開關(guān)會動作,電梯將被迫停止運(yùn)行不能超越此位置,但是可以改變方向運(yùn)行。
端站極限位置保護(hù)裝置
電梯運(yùn)行到導(dǎo)軌的盡頭之前,極限開關(guān)動作,切斷電梯動力電源,將電梯強(qiáng)行停止。
敦底、沖頂保護(hù)裝置
電梯因控制系統(tǒng)失效,上下運(yùn)行超越極限位置時,底坑內(nèi)的緩沖器保護(hù)乘客不會受傷。
超載保護(hù)裝置
能夠稱量轎廂的重量,超過額定載重量時,電梯不啟動并發(fā)出蜂鳴提示音,警告后進(jìn)入的乘客及時退出轎廂。
防墜落保護(hù)裝置
轎廂的上下運(yùn)行速度由限速器進(jìn)行實時監(jiān)測,一旦轎廂失控超速,限速器就會啟動安全鉗立刻將轎廂制停在導(dǎo)軌上。
門保護(hù)裝置
廳門門鎖及廳、轎門安全開關(guān),能保證門在沒有安全關(guān)閉到位,或者沒有鎖好的狀態(tài)下電梯不能正常運(yùn)行。國家標(biāo)準(zhǔn)對電梯的關(guān)門作用力的大小有規(guī)定,不會夾傷乘客。
轎門門板上通常裝有安全觸板,保證電梯關(guān)門過程中門板接觸到人和物時,能夠使門自動重新開啟;此外,還有非接觸式門保護(hù)裝置——紅外線光幕保護(hù)裝置和超聲波監(jiān)控裝置,可以在門板不碰及人和物的情況下,使門重新開啟。
門保護(hù)裝置特性
在門自動關(guān)閉的 50 毫秒行程中,門保護(hù)功能可能消失,此時不能利用門保護(hù)裝置使門重新打開,特提醒注意。為了提高電梯使用效率和防搗亂功能的需要,門保護(hù)裝置連續(xù)動作一段時間后,電梯將緩速強(qiáng)迫關(guān)門。如果還關(guān)不上門,電梯將發(fā)出故障信號并停止運(yùn)行。
電梯基礎(chǔ)知識教程
第一章 概論
一.電梯是現(xiàn)代物質(zhì)文明和垂直運(yùn)輸工具
電梯的雛形是公元前1115年至1079年間我國勞動人民發(fā)明轆轤。
1852年,世界上第一臺在德國柏林電梯誕生了,采用電動機(jī)拖動。以后,美國出現(xiàn)以蒸汽機(jī)為動力的客梯。美國人奧的斯研究出電梯的安全裝置,開創(chuàng)了升降機(jī)工業(yè)或者說電梯工業(yè)新紀(jì)元。
1857年,世界第一臺載人電梯問世,為不斷升高的高樓提供了重要的垂直動輸工具。
1889年奧的斯公司在紐約試制成功第一臺電力驅(qū)動蝸輪減速的電梯,這一設(shè)計思想為現(xiàn)代化的電梯奠定了基礎(chǔ),它的基本結(jié)構(gòu)至今仍被廣泛使用。
二.電梯的基本結(jié)構(gòu)
電梯一般由以下幾部份組成:
1. 曳引系統(tǒng)
2. 導(dǎo)向系統(tǒng)
3. 門系統(tǒng)
4. 轎箱系統(tǒng)
5. 重量平衡系統(tǒng)
6. 電力拖動系統(tǒng)
7. 電氣控制系統(tǒng)
8. 安全保護(hù)系統(tǒng)
三.電梯的分類
按驅(qū)動方式分類:
1. 交流電梯
2. 直流電梯
3. 液壓電梯
4. 齒輪齒條電梯
5. 螺桿式電梯
6. 直線電機(jī)驅(qū)動的電梯
按用途分類:
1. 乘客電梯
2. 載貨電梯
3. 病床電梯
4. 服務(wù)電梯
5. 觀光電梯
7. 車輛電梯
8. 船舶電梯
9. 建筑使用電梯
10. 其它
還可以按其它方式分類。
第二章 電梯的驅(qū)動
根據(jù)電梯使用的不同要求,電梯的驅(qū)動可采用曳引驅(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。
一.曳引驅(qū)動
曳引驅(qū)動是采用曳引輪作為驅(qū)動部件。鋼絲繩懸掛在曳引輪上,一端懸吊轎箱,另一端懸吊對重裝置,由鋼絲繩和曳引輪之間的摩擦產(chǎn)生曳引力驅(qū)動轎廂作上下運(yùn)行。
1. 繞繩方式
電梯曳引鋼絲繩的繞繩方式主要取決于曳引機(jī)組的位置,轎廂的額定載重和額定速度等條件。在選擇,確定繞繩方式時應(yīng)考慮有較高的傳動效率,合理的能耗及有利于鋼絲繩使用壽命的延長。
2. 曳引力計算
在曳引輪槽中能產(chǎn)生的最大有效曳引力是鋼絲繩與輪槽之間摩擦系數(shù)和鋼絲繩繞過曳引輪包角的函數(shù)。
3. 提高曳引能力的措施
a. 改變繩槽形狀及繩槽材料,提高摩擦系數(shù)。
b. 增大包角
c. 增加轎廂自重
4. 鋼絲繩在曳引輪槽中的比壓計算(參見教材)
5. 鋼絲繩在繩槽中的摩擦系數(shù)(參見教材)
6. 曳引輪繩槽磨損的原因
影響鋼絲繩壽命的因素,一般也同樣影響曳引輪的壽命,有如下幾方面的因素:
a. 曳引輪本身
b. 鋼絲繩的構(gòu)造,材質(zhì)及其物理性能
c. 轎廂運(yùn)行高度
d. 載荷
e. 曳引機(jī)和其它部件的技術(shù)參數(shù)
f. 環(huán)境和保養(yǎng)
二.卷筒驅(qū)動
早期電梯的驅(qū)動,除了液壓驅(qū)動之外都是卷筒驅(qū)動。這種卷筒驅(qū)動常用兩組懸掛的鋼絲繩,每組鋼絲繩的一端固定在卷筒上,另一端與轎箱或?qū)χ叵噙B。一組鋼線繩按順時針方向繞在卷筒上,而另一組鋼絲繩按反時針方向繞在卷筒上。因此,當(dāng)一組鋼絲繩繞出卷筒時,另一組鋼絲繩繞入卷筒。
卷筒驅(qū)動電梯主要有以下幾方面的問題:
1. 提升高度低
2. 額定載重低
3. 電梯行程不同,必須配用不同的卷筒
4. 導(dǎo)軌承受的側(cè)向力大
5. 鋼絲繩有過繞和反繞的危險
6. 能耗大
三.其它驅(qū)動方式
1. 液壓驅(qū)動
將在另一門課程中介紹。
2. 螺桿式驅(qū)動
目前,實際很少采用。
3. 齒輪齒條式驅(qū)動
這種驅(qū)動型式主要用于建筑施工電梯上。
4. 直線電機(jī)驅(qū)動
1990年4 月第一臺使用直線電機(jī)驅(qū)動的電梯在日本使用。
直線電機(jī)用于電梯是電梯驅(qū)動的重大改革,它與傳統(tǒng)的驅(qū)動方式相比,具有結(jié)構(gòu)簡單,占用空間少,節(jié)能,可靠性高等特點。
第三章 電梯曳引機(jī)
電梯曳引機(jī)通常由電動機(jī),制動器,減速箱及底座等組成。如果拖動裝置的動力,不用中間的減速箱而直接傳到曳引輪上的曳引機(jī)稱為無齒輪曳引機(jī)。無齒輪曳引機(jī)的電動機(jī)電樞同制動輪和曳引輪同軸直接相連。而拖動裝置的動力通過中間減速箱傳到曳引輪的曳引機(jī)稱為有齒輪曳引機(jī)。
1. 電梯用交流電動機(jī)
a. 電梯用電動機(jī)的特性要求
要具有大的起動轉(zhuǎn)矩
起動電流要小
電機(jī)應(yīng)有平坦的轉(zhuǎn)矩特性
為了保證電梯的穩(wěn)定性,在額定電壓下,電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率在高速時應(yīng)不大于12%,在低速時應(yīng)不大于20%
要求噪聲低,脈動轉(zhuǎn)矩小
b. 電梯上常用的交流電動機(jī)的型式
單速電機(jī)
雙速電機(jī)
三速電機(jī)
c. 電動機(jī)容量估算(參見教材)
2. 蝸輪蝸桿傳動
目前速度不大于2.5米/s的有齒輪曳引機(jī)的減速箱大多采用蝸輪蝸桿,其主要優(yōu)點是:
傳動平穩(wěn),運(yùn)行噪聲低
結(jié)構(gòu)緊湊,外形尺寸小
傳動零件少
具有較好的抗擊載荷特性
a. 蝸輪軸支承方式
蝸輪副的蝸桿位于蝸輪之上的稱為上置式,位于蝸輪下面的稱為下置式。
上置式的優(yōu)點是,箱體比較容易密封,容易檢查,不足之處是蝸桿潤滑比較差。
b. 常用的蝸輪蝸桿齒形
常用的有圓柱形和圓弧回轉(zhuǎn)面兩種。
c. 蝸桿蝸輪材料的選擇
選擇材料時要充分考慮到蝸輪蝸桿傳動的特點,蝸桿要選擇硬度高,剛性好的材料,蝸輪應(yīng)選擇耐磨和減磨性能好的材料。
d. 蝸輪齒面嚙合特性的要求
e. 蝸桿傳動的效率計算
f. 蝸輪蝸桿受力計算
g. 熱平衡問題
由于蝸桿傳動的摩擦損失功率較大,損失的功率大部分轉(zhuǎn)化為熱量,使油溫升高。過高的油溫會大大降低潤滑油的粘度,使齒面之間的油膜破壞,導(dǎo)致工作面直接接觸產(chǎn)生齒面膠合現(xiàn)象。為了避免產(chǎn)生潤滑油過熱現(xiàn)象,設(shè)計的蝸輪箱體應(yīng)滿足,從蝸輪箱散發(fā)出的熱量大于或至少等于動力損耗的熱量。
3. 斜齒輪傳動
在設(shè)計電梯用斜齒輪時應(yīng)考慮以下幾方面的因素:
交應(yīng)變力
沖擊彎曲應(yīng)力
點蝕與磨損
振動和噪音
4. 制動器
a. 制動器類型
電梯制動系統(tǒng)應(yīng)具有一個機(jī)電式制動器,當(dāng)主電路斷電或控制電路斷電時,制動器必須動作。切斷制動器電流,至少應(yīng)由兩個獨立的電氣裝置來實現(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(yùn)行并載有125%額定負(fù)載的轎廂制停。
電梯制動器最常用的是電磁制動器。
b. 制動力矩的計算
制動力矩由兩部分組成:靜力矩和動力矩。
靜力矩和動力矩的計算方法(參見教材)
c. 制動器的發(fā)熱問題
電梯在制停過程中,電梯運(yùn)動部件的動能因摩擦制動而轉(zhuǎn)化為制動輪上的熱量,若閘瓦表面溫度過高,會降低制動輪與閘瓦的摩擦系數(shù),以致降低制動力矩。
對大多數(shù)電梯來說,不必進(jìn)行制動器的熱性能計算。特別是近幾年來,對于所有交通流量密集的乘客電梯,其拖動控制系統(tǒng)中都采用了零速抱閘制動技術(shù),使機(jī)械摩擦制動過程減少到極限狀態(tài)。對交通流量較少的乘客電梯和載貨電梯,每小時的起動次數(shù)較少,因而,每小時吸收的動能也較少。但對于平層速度較高或運(yùn)動部件慣性較大的電梯,對其熱性能應(yīng)進(jìn)行分析計算。
第四章 轎廂和對重
在曳引電梯中,轎廂和對重懸掛于曳引輪兩側(cè),轎廂是運(yùn)送乘客或貨物的承載部件,也是唯一乘客看到的電梯結(jié)構(gòu)部件。使用對重的目的是為了減輕電動機(jī)的負(fù)擔(dān),提高曳引效率。卷筒驅(qū)動和液壓驅(qū)動的電梯很少用對重,因為這兩種電梯轎廂均可以靠自重作用下降。
一.轎廂
1. 轎廂的組成
轎廂一般由轎廂架,轎底,轎壁,轎頂?shù)戎饕獦?gòu)件組成。
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)及外形上將有一定的差異。
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。
轎廂體由轎底板,轎廂壁,轎廂頂?shù)冉M成。
轎內(nèi)設(shè)置:一般轎內(nèi)設(shè)有如下部分或全部裝置,操縱電梯用的按鈕操作箱;顯示電梯運(yùn)行方向及位置的轎內(nèi)指示板;通訊聯(lián)絡(luò)用的警鈴,電話或?qū)χv系統(tǒng);風(fēng)扇或抽風(fēng)機(jī)等通風(fēng)設(shè)備;保證有足夠照明度的照明器具;標(biāo)有電梯額定載重量,額定載客數(shù)及電梯制造廠名稱或相應(yīng)識別標(biāo)志的銘牌;電源及有/無司機(jī)操縱的鑰匙開關(guān)等。
2. 轎廂地板有效面積的確定(參見教材)
3. 轎廂結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算(參見教材)
4. 轎廂的稱重裝置
分為機(jī)械式,橡膠塊式和負(fù)重傳感器式。
二.對重
對重是曳引電梯不可缺少的部件,它可以平衡轎廂的重量和部分電梯負(fù)載重量,減少電機(jī)功率的損耗。
三.補(bǔ)償裝置
電梯在運(yùn)行中,轎廂側(cè)和對重側(cè)的鋼絲繩以及轎廂下的隨行電纜的長度在不斷變化。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受的載荷差,提高電梯的曳引性能,宜采用補(bǔ)償裝置。
1. 補(bǔ)償裝置的型式
采用補(bǔ)償鏈,補(bǔ)償繩或補(bǔ)償纜。
2. 補(bǔ)償重量的計算(參見教材)
四. 導(dǎo)軌
1. 導(dǎo)軌的主要作用
為轎廂和對重在垂直方向運(yùn)動時導(dǎo)向,限制轎廂和對重在水平方向的移動。
安全鉗動作時,導(dǎo)軌作為被夾持的支承件,支撐轎廂或?qū)χ亍?br>防止由于轎廂的偏載而產(chǎn)生的傾鈄。
2. 導(dǎo)軌的種類
導(dǎo)軌通常采用機(jī)械加工方式或冷軋加工方式制作。
分為'T'形導(dǎo)軌和'M'形導(dǎo)軌
3. 導(dǎo)軌的連接與安裝
導(dǎo)軌每段長度一般為3-5米,導(dǎo)軌兩端部中心分別有榫和榫槽,導(dǎo)軌端緣底面有一加工平面,用于導(dǎo)軌連接板的連接安裝,每根導(dǎo)軌端部至少要用4個螺栓與連接板固定。
4. 導(dǎo)軌的承載分析(參見教材)
五. 導(dǎo)靴
轎廂導(dǎo)靴安裝在轎廂上梁和轎底安全鉗座下面,對重導(dǎo)靴安裝在對重架上部和底部,一般每組四個。
導(dǎo)靴的主要類型有滑動導(dǎo)靴和滾動導(dǎo)靴兩種。
a. 滑動導(dǎo)靴-主要用在2米/s以下的電梯
固定式滑動導(dǎo)靴
彈性式滑動導(dǎo)靴
b. 滾動導(dǎo)靴-主要用在高速電梯中,也可應(yīng)用于中等速度的電梯。
第五章 電梯用鋼絲繩及其端接裝置
電梯用鋼絲繩指的是曳引用鋼絲繩。曳引繩承受著電梯的全部重量,并在電梯運(yùn)行中,繞著曳引輪,導(dǎo)向輪或反繩輪單向或交變彎曲。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(qiáng)度,撓性及耐磨性。
一.電梯用鋼絲繩種類和規(guī)格
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(qiáng)度和韌性。
鋼絲繩股由鋼絲捻成,一般6-8股。
繩芯通常由纖維劍麻或烯烴類的合成纖維制成。
詳細(xì)情況(參見教材)
二. 鋼絲繩的選擇和計算
(參見教材)
三. 影響鋼絲繩壽命的因素
a. 外部因素
拉伸載荷,曲率半徑,槽型,曳引輪槽材質(zhì),腐蝕等。
b. 內(nèi)部因素
鋼絲的性能,鋼絲的直徑,鋼絲的捻繞型式等。
四. 鋼絲繩報廢標(biāo)準(zhǔn)
鋼絲繩在曳引輪上的運(yùn)行壽命將受到磨損和鋼絲交變應(yīng)力的限制。對大多數(shù)情況來說,只要觀察出外部有明顯的鋼絲破斷現(xiàn)象就應(yīng)確定更換。
為了保證電梯的正常運(yùn)行,鋼絲繩報廢的主要判斷準(zhǔn)則是,在一段預(yù)先選定的長度上%