曳引電梯基本原理-張彥朝

全國(guó)電梯檢驗(yàn)師考前輔導(dǎo)講座

曳引電梯結(jié)構(gòu)原理介紹

河北省特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)院

張彥朝一、電梯的根本結(jié)構(gòu)1、曳引系統(tǒng)〔曳引機(jī)、鋼絲繩等〕2、導(dǎo)向系統(tǒng)〔導(dǎo)靴、導(dǎo)軌及導(dǎo)軌支架、導(dǎo)向輪〕3、門(mén)系統(tǒng)〔轎門(mén)、層門(mén)、門(mén)傳動(dòng)系統(tǒng)、門(mén)鎖裝置〕4、轎廂〔轎架、轎底、轎壁、轎頂?shù)取?、重量平衡系統(tǒng)〔對(duì)重或平衡重、補(bǔ)償裝置〕6、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)〔曳引機(jī)、供電及驅(qū)動(dòng)器、速度反響〕7、電氣控制系統(tǒng)〔控制屏、平層裝置、位置顯示、操縱板〕8、平安保護(hù)系統(tǒng)〔機(jī)械與電氣〕1減速箱2曳引機(jī)3曳引機(jī)底座4導(dǎo)向輪5限速器6機(jī)座7導(dǎo)軌支架8曳引鋼絲繩9開(kāi)關(guān)碰鐵１0終端開(kāi)關(guān)11導(dǎo)靴12轎架13轎門(mén)14平安鉗15導(dǎo)軌16繩頭組合17對(duì)重18補(bǔ)償鏈19補(bǔ)償鏈導(dǎo)輪20張緊裝置21緩沖器22底座23層門(mén)24呼梯盒25層樓指示26隨行電纜27轎壁28操縱箱29開(kāi)門(mén)機(jī)30井道傳感器31電源開(kāi)關(guān)32控制柜33曳引電機(jī)34制動(dòng)器曳引電梯結(jié)構(gòu)示意圖

曳引驅(qū)動(dòng)原理現(xiàn)代電梯廣泛采用曳引驅(qū)動(dòng)方式。曳引機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，鋼絲繩掛在曳引機(jī)的繩輪上，一端懸吊轎廂，另一端懸吊對(duì)重裝置。曳引機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由鋼絲繩與繩輪之間的摩擦力產(chǎn)生曳引力來(lái)驅(qū)使轎廂上下運(yùn)動(dòng)。

曳引系統(tǒng)三、曳引電梯的驅(qū)動(dòng)功能：輸出與傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)電梯運(yùn)行主要組成構(gòu)件：曳引機(jī)、曳引鋼絲繩、導(dǎo)向輪、返繩輪直流永磁無(wú)齒輪曳引機(jī)曳引電梯的繞繩方式取決于曳引機(jī)位置、載重量、額定速度，以及傳動(dòng)效率、能耗、曳引能力、鋼絲繩的壽命。其中常見(jiàn)的是單繞和復(fù)繞，鋼絲繩的倍率〔也稱(chēng)曳引比、繞繩比〕為1:1、2:1、3:1、4:1應(yīng)盡量減少繩輪數(shù)量、防止鋼絲繩反向彎曲或扭曲。曳引機(jī)側(cè)置、下置是不得已的布置方式曳引機(jī)上置的幾種繞繩方式曳引機(jī)下置的典型繞繩方式曳引機(jī)下置布置的一種方式曳引機(jī)置于轎頂?shù)牟贾脧?fù)繞式電梯

復(fù)繞式主機(jī)下置式強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)帶平衡重2、曳引能力計(jì)算T1/T2≤exp(fα)〔03版公式〕(T1/T2)×C1×C2≤exp(fα)〔95版公式〕曳引能力計(jì)算的三種工況〔詳見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)附錄M〕1、轎廂裝載工況T1/T2≤exp(fα)轎廂裝有125％額定載荷，且轎廂在井道不同位置的最不利情況2、緊急制停工況T1/T2≤exp(fα)轎廂空載或轎廂載有額定載荷，在井道不同位置的最不利工況〔是動(dòng)態(tài)比值，要考慮各個(gè)部件的減速度〕3、轎廂滯留工況T1/T2≥exp(fα)對(duì)重壓在緩沖器上，曳引機(jī)向上方向旋轉(zhuǎn)3、提高曳引能力要提高曳引能力，就必須提高摩擦系數(shù)和增大包角。具體措施：〔1〕改變槽型及繩槽材料〔2〕改用復(fù)合繩或非金屬 〔3〕增大包角〔4〕增加轎廂自重〔5〕增加鋼絲繩的正壓力復(fù)繞方式長(zhǎng)環(huán)繞方式長(zhǎng)環(huán)繞方式為什么后來(lái)比壓計(jì)算不用了呢？許用比壓為經(jīng)驗(yàn)公式；比壓不能反映曳引能力，更不能反映壽命；比壓計(jì)算基于假設(shè)的接觸應(yīng)力。5、鋼絲繩在繩槽中的摩擦系數(shù)1〕V型槽f=μ/sinγ/22)帶切口的半園槽f=4μ(sinγ/2-sinβ/2)/(γ-β+sinγ-sinβ)3)半園槽f＝4μ/π其中γ為曳引輪半圓槽開(kāi)口角，β為曳引輪半圓槽下部切口角摩擦系數(shù)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)6、曳引輪槽磨損的原因1〕曳引輪本身曳引輪節(jié)圓直徑大?。焕K槽底形狀；輪材質(zhì)〔均勻性、硬度差〕；節(jié)圓直徑的加工誤差。2〕繩的構(gòu)造、材質(zhì)及其物理特性3〕運(yùn)行高度4〕載荷繩承受的拉力大??；繩之間的張力差；曳引輪兩側(cè)繩之間的張力差5〕曳引機(jī)的驅(qū)動(dòng)特性運(yùn)行加減速度；曳引能力；線(xiàn)速度及轎廂振動(dòng)。6〕環(huán)境和保養(yǎng)腐蝕、潤(rùn)滑。

曳引輪繩槽的磨損漸進(jìn)過(guò)程三、轎廂和對(duì)重轎廂－－運(yùn)送乘客或貨物的承載部件，一般有轎廂架、轎底、轎壁、轎頂?shù)葮?gòu)件組成，轎廂地面形狀由電梯用途決定?！睮SO稱(chēng)為承載單元LCU，load-carryingunit〕對(duì)重－－為保持曳引能力所配置的質(zhì)量平衡系數(shù)：一般取〔小載重可取>0.5〕帶對(duì)重的曳引系統(tǒng)帶平衡重的強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)客梯轎廂貨梯轎廂客梯的轎廂一般寬大于深，貨梯的轎廂一般深大于寬或?qū)捝钕嗟炔〈蔡莸霓I廂深大于寬，觀(guān)光梯的轎廂可以是多邊形超高速電梯的外形成流線(xiàn)型轎廂地板的有效面積問(wèn)題為防止轎廂的乘客超員引起事故，轎廂的有效面積必須予以限制。各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)轎廂的有效面積都有一定的限制條款。一個(gè)人站立占有的面積：不碰人的面積大約是0.28m2，比較擁擠的每人所占面積約0.19m2，互相貼身每人的面積只有0.14m2，所以乘客寬松的空間變成擁擠的空間，其人數(shù)可以增加一倍多。按CEN的規(guī)定，似乎轎廂的有效面積沒(méi)有例外，也沒(méi)有允差。其實(shí)本標(biāo)準(zhǔn)中的轎廂有效面積規(guī)定值的允差事實(shí)上是有的〔4.3%〕。何以見(jiàn)得？按標(biāo)準(zhǔn)表1.1，每增加100kg，可增面積0.16m2，那么增加一個(gè)人〔75kg〕的面積為0.12m2，按表1.2每增加一個(gè)人，可增加0.115m2,兩者相比的字?jǐn)?shù)是1.043，也即默認(rèn)有4.3%的面積誤差。由于本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的曳引機(jī)制動(dòng)器的制停能力及鋼絲繩與曳引輪的曳引能力都是按超載25%設(shè)計(jì)計(jì)算，所以這一點(diǎn)超載可忽略不計(jì)。另外，還有一個(gè)額定載重與乘客人數(shù)的標(biāo)稱(chēng)問(wèn)題。如按表1.1和表1.2，對(duì)額定載重為1600kg的電梯，其轎廂有效面積可以是3.245～3.560m2之間，取小的轎廂面積，那么井道面積也相應(yīng)??；而額定載重量為1750kg的電梯，其轎廂有效面積可以是3.475---3.80m2之間，取大的轎廂面積，那么允許的客流量也大。因此，對(duì)于一個(gè)有3.56m2有效面積的轎廂，其電梯可以標(biāo)稱(chēng)是1600kg/21人，又可以是17500kg/23人。盡管這樣的標(biāo)稱(chēng)并未違反標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，但信譽(yù)度好的電梯制造商一般不取有效面積的下限值來(lái)標(biāo)稱(chēng)額定載重量的上限值。一般，乘客人數(shù)是用于電梯交通流量的計(jì)算，額定載重量是電梯的主參數(shù)，是合同認(rèn)定的參數(shù)。關(guān)于一個(gè)人的重量：各國(guó)電梯標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于一個(gè)人的重量的假設(shè)是各不相同的，如俄羅斯假設(shè)80kg/人，CEN假設(shè)75kg/人，CSA假設(shè)72.5kg/人，日本假設(shè)65kg/人，對(duì)一臺(tái)額定載重量1000kg的電梯，相應(yīng)標(biāo)稱(chēng)的人數(shù)分別為12人、13人、14人和15人。據(jù)我國(guó)體育總局于2006年9月公布的第二次國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)公報(bào)公布，我國(guó)成年男人的體重約為68kg左右。據(jù)此，按我國(guó)成人體重計(jì)算，額定載重量1000kg的電梯應(yīng)標(biāo)稱(chēng)15人為宜。ASME17.1關(guān)于轎廂加載模式的圖示說(shuō)明關(guān)于轎廂的計(jì)算載荷〔推薦美國(guó)電梯標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定〕A類(lèi)載荷：一般貨物載荷。轎內(nèi)均勻載荷，單件重量不大于1/4Q，貨物進(jìn)出只用人力或手推車(chē)?？吞萦?jì)算載荷屬A類(lèi)。B類(lèi)載荷：屬汽車(chē)載荷。專(zhuān)門(mén)運(yùn)送額定載荷范圍內(nèi)的汽車(chē)。C類(lèi)載荷：有三種類(lèi)型C1類(lèi)載荷——屬工業(yè)搬運(yùn)車(chē)載荷，運(yùn)送帶載的工業(yè)搬運(yùn)車(chē)。C2類(lèi)載荷——屬工業(yè)搬運(yùn)車(chē)載荷，但不運(yùn)送工業(yè)搬運(yùn)車(chē)。C3類(lèi)載荷——搬運(yùn)有集中重載的其他載荷〔不用搬運(yùn)車(chē)〕轎廂的稱(chēng)重裝置機(jī)械式橡膠式負(fù)重傳感器式無(wú)傳感器式〔研究中〕安裝在轎廂上的超載保護(hù)裝置壓力傳感器式超載裝置差動(dòng)位移傳感器式超載裝置角位移傳感器式超載裝置關(guān)于轎廂的通風(fēng)孔每一個(gè)轎廂必須設(shè)通風(fēng)孔，在電梯故障關(guān)人時(shí)以保證被困乘客的呼吸需要。95/16/EEC規(guī)定，即使電梯在長(zhǎng)時(shí)間停止運(yùn)行的情況下，應(yīng)保證轎廂內(nèi)乘客有足夠的通風(fēng)。因此，轎廂通風(fēng)孔的有效面積是一個(gè)平安要求。四、導(dǎo)向系統(tǒng)：導(dǎo)靴和導(dǎo)軌、導(dǎo)向輪導(dǎo)軌作用－為轎廂和對(duì)重導(dǎo)向，限制其水平方向移動(dòng)－平安鉗動(dòng)作時(shí)，支撐轎廂和對(duì)重－防轎廂偏載而產(chǎn)生的傾斜導(dǎo)軌種類(lèi)T型為主導(dǎo)靴安裝在轎廂和對(duì)重上，與導(dǎo)軌形成導(dǎo)向系統(tǒng)導(dǎo)向輪：增大轎廂與對(duì)重之間距離低速滑動(dòng)導(dǎo)靴(一般用于客梯)固定導(dǎo)靴由靴座和摩擦系數(shù)低、滑動(dòng)性能好、耐磨的靴襯組成。實(shí)際運(yùn)行中靴襯底部與導(dǎo)軌各端面存在一定間隙不具有吸震功能。彈性滑動(dòng)導(dǎo)靴由靴座、靴頭、靴襯、壓縮彈簧及橡膠組成,在彈簧的作用下靴襯底部與導(dǎo)軌頂面相接觸具有吸震功能用于空心導(dǎo)軌的對(duì)重滑動(dòng)導(dǎo)靴用于低速重載型滑動(dòng)導(dǎo)靴滑動(dòng)導(dǎo)靴滾動(dòng)導(dǎo)靴用于中、高速電梯由靴座、3個(gè)滾輪及彈簧部件組成。實(shí)際運(yùn)行中，在彈簧的作用下3個(gè)滾輪與導(dǎo)軌工作面相接觸五、對(duì)重和補(bǔ)償裝置對(duì)重和平衡系數(shù)

G=P+φQ補(bǔ)償裝置補(bǔ)償鏈補(bǔ)償纜補(bǔ)償繩補(bǔ)償重量的計(jì)算六、電梯門(mén)系統(tǒng)電梯有層門(mén)和轎門(mén)，層門(mén)設(shè)在層站入口處。根據(jù)需要，井道在每個(gè)樓層設(shè)一個(gè)和二個(gè)入口門(mén)，不設(shè)層門(mén)的樓層稱(chēng)為盲層。一般層站數(shù)與層站的出入口對(duì)應(yīng)。轎廂門(mén)與轎廂隨動(dòng)，是主動(dòng)門(mén)。層門(mén)由轎門(mén)帶動(dòng)運(yùn)行，故是被動(dòng)門(mén)。注意到有些電梯的層、站、門(mén)的數(shù)量是不一樣的。中分式層門(mén)門(mén)機(jī)系統(tǒng)開(kāi)門(mén)形式：中分式〔CO〕、雙折式〔2S〕、`雙折中分式〔2CO〕結(jié)構(gòu)形式:連桿式，同步帶式控制方式:直流調(diào)速、交流變壓調(diào)速、-交流變壓變頻調(diào)速性能特點(diǎn)：從開(kāi)環(huán)單層力矩〔最大〕控制--到閉環(huán)多層力矩控制變頻電機(jī)與同步帶傳動(dòng)的門(mén)機(jī)中分門(mén)聯(lián)動(dòng)旁開(kāi)門(mén)聯(lián)動(dòng)單折臂聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)擺桿式雙折聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)彈簧式強(qiáng)制關(guān)門(mén)重錘式強(qiáng)制關(guān)門(mén)門(mén)鎖平安觸點(diǎn)型式一種倒裝式門(mén)鎖裝置六．電力拖動(dòng)系統(tǒng)

功能：提供動(dòng)力，對(duì)電梯實(shí)行速度控制組成的主要構(gòu)件：供電系統(tǒng)、電機(jī)調(diào)速裝置四種電力拖動(dòng)方式：交流雙速〔AC-2〕交流調(diào)壓調(diào)速〔VVF〕交流調(diào)頻調(diào)壓〔VVVF〕直流調(diào)速〔DC〕交流雙速電梯主拖動(dòng)圖2.3ACVV電梯主拖動(dòng)

VVVF電梯主拖動(dòng)七.電氣控制系統(tǒng)功能：對(duì)電梯的運(yùn)行實(shí)行操縱和控制組成的主要構(gòu)件：操縱盤(pán)、呼梯盒、控制柜、層樓指示、平層開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)六種電氣控制方式：手柄操縱(S)、按鈕控制(A)、信號(hào)控制(XH)集選控制(JX)、并聯(lián)控制(BL)、梯群控制〔QK〕ＴＮ供電系統(tǒng)

Ｔ—表示變壓器繞組，中性點(diǎn)直接接地Ｎ—電氣設(shè)備外露導(dǎo)電局部與中性點(diǎn)連接S—表示中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體分開(kāi)電源電路TOEC-60電源電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制圖交流門(mén)機(jī)電路門(mén)機(jī)電路直流門(mén)機(jī)電路

制動(dòng)器電路正常運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)器應(yīng)在持續(xù)通電下保持松開(kāi)狀態(tài)。切斷制動(dòng)器電流，至少應(yīng)用兩個(gè)獨(dú)立的電氣裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，不管這些裝置與用來(lái)切斷電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)電流的電氣裝置是否為一體。當(dāng)電梯停止時(shí)，如果其中一個(gè)接觸器的主觸點(diǎn)未翻開(kāi)，最遲到下一次運(yùn)行方向改變時(shí)，應(yīng)防止電梯再運(yùn)行。當(dāng)電梯的電動(dòng)機(jī)有可能起發(fā)電機(jī)作用時(shí)，應(yīng)防止該電動(dòng)機(jī)向操縱制動(dòng)器的電氣裝置饋電。斷開(kāi)制動(dòng)器的釋放電路后，電梯應(yīng)無(wú)附加延遲地被有效制動(dòng)。注，使用二極管或電容器與制動(dòng)器線(xiàn)圈兩端直接連接不能看做延時(shí)裝置。如果回路中有一個(gè)觸點(diǎn)粘連，另一個(gè)接觸器觸點(diǎn)仍能將制動(dòng)器回路可靠斷開(kāi)，防止出現(xiàn)溜梯兩個(gè)接觸器無(wú)相互控制關(guān)系，兩個(gè)接觸器必須分別由兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)控制，不能由一個(gè)信號(hào)控制，所謂獨(dú)立。能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)接觸器未翻開(kāi)這一故障，以防止另一個(gè)接觸器也未翻開(kāi)而造成溜梯。接觸器有缺陷的制動(dòng)器電路SC、XC－方向接觸器；YJ－平安回路接觸器；TAD－轎頂停止開(kāi)關(guān)；TAK－底坑停止開(kāi)關(guān)；ATF－機(jī)房停止開(kāi)關(guān)；AQK－平安鉗聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)；DSK－限速器張緊裝置開(kāi)關(guān)；XSK－限速器超速開(kāi)關(guān)；ZXQ—制動(dòng)器線(xiàn)圈；ZXR—線(xiàn)圈放電電阻：ZJR—限流〔經(jīng)濟(jì)〕電阻：ZXQ—制動(dòng)器線(xiàn)圈問(wèn)：該線(xiàn)路圖是否符合GB7588—2003中的有關(guān)制動(dòng)器控制回路的要求？為什么？答案：不符合。因正常平層停梯時(shí)JY不釋放，回路中只有S或X一個(gè)觸點(diǎn)，一旦粘連，肯定溜梯。有缺陷的制動(dòng)器電路S－上行接觸器觸點(diǎn)；X－下行接觸器副點(diǎn)；JY－電氣平安回路繼電接觸器觸點(diǎn)；BZL－制動(dòng)器線(xiàn)圈有缺陷的制動(dòng)器電路SC、XC－方向接觸器；YXC－運(yùn)行接觸器ZXQ—制動(dòng)器線(xiàn)圈ZXR—線(xiàn)圈放電電阻；ZJR—限流〔經(jīng)濟(jì)〕電阻；KDC、MDC—快、慢速接觸器。XC、SC與YXC不獨(dú)立，有相互控制關(guān)系平安回路電氣平安回路——串聯(lián)所有電氣平安裝置的回路。ACVV系統(tǒng)的速度控制過(guò)程簡(jiǎn)述電梯啟動(dòng)時(shí)，三相電源經(jīng)電源開(kāi)關(guān)、熔斷器進(jìn)入速度調(diào)節(jié)器的UVW,經(jīng)調(diào)壓后的三相電源U’V’W’經(jīng)下行接觸器XK/上行接觸器SK和快速接觸器KK接入電動(dòng)機(jī)快速繞組，電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行。與電機(jī)連接的測(cè)速發(fā)電機(jī)TG輸出與轉(zhuǎn)速成正比的速度電壓信號(hào)進(jìn)入速度調(diào)節(jié)器，與速度調(diào)節(jié)器設(shè)定的電梯速度曲線(xiàn)電壓相比較；如果測(cè)速信號(hào)電壓低于設(shè)定的速度曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)電壓，說(shuō)明電機(jī)轉(zhuǎn)速慢，速度調(diào)節(jié)器對(duì)U’V’W’電壓升壓，電機(jī)轉(zhuǎn)差率減小，電機(jī)加速，反之，測(cè)速信號(hào)電壓大于設(shè)