第三章 曳引与平衡系统,第一节 曳引驱动工作原理,电梯的驱动有曳引驱动、卷筒驱动(强制驱动)、液压驱动等,但现在使用最广泛的是曳引驱动曳引驱动,卷筒驱动(强制驱动),液压电梯剖视示意图,液压电梯,9,一、曳引式电梯工作原理,曳引式电梯示意图,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与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1 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,1-电动机 2-制动器 3-减速器 4-曳引绳 5-导向轮 6-绳头组合 7-轿厢 8-对重,三种驱动方式 : ①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。
②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 ③液压电梯——通过液压驱动的电梯强 制 驱 动,曳引 驱 动,曳引驱动相对卷筒驱动有很大的优越性:首先是安全可靠,当运行失控发生冲顶,蹲底时只要一边的钢丝绳松驰,另一边的轿厢或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,而且一般曳引钢丝绳都在三根以上,由断绳造成坠落的可能性大大减少其次是允许提升的高度大,卷筒驱动在提升时要将钢丝绳绕在卷筒上,在提升高度大的情况下,驱动设备变得十分庞大笨重而曳引驱动钢丝绳长度不受限制,可以方便地实现大高度的提升,而且在提升高度改变时,驱动装置不需改变.,二、曳引系数和曳引条件,钢丝绳曳引应满足三个条件: 1、轿厢装载至125%额定载荷的情况下应保持平层状态不打滑; 2、必须保证在任何紧急制动的状态下,不管轿厢内是空载还是满载,其减速度的值不能超过缓冲器(包括减行程的缓冲器)作用时减速度的值; 3、当对重压在缓冲器上而曳引机按电梯上行方向旋转时,应不可能提升空载轿厢根据欧拉公式T1与T2之间有如下关系: T1/T2 ≤ efα(曳引系数) 曳引条件校核公式 T1/T2 ——在载有125%额定载荷的轿厢位于最底层站及空载轿厢位于最高层站的情况下,曳引轮两边曳引绳中较大静拉力于较小静拉力之比。
T1/T2 × C1 ×C2 ≤ efα,C1 —— 与加速度、减速度,即电梯特殊安装情况有关的系数 C1最小值允许之如下(v为额定速度): 0<v≤0.63m/s时,为1.10; 0.63m/s<v≤1.00m/s时,为1.15; 1.00m/s<v≤1.60m/s时,为1.20; 1.60m/s<v≤2.50m/s时,为1.25 C2 ——由于磨损导致曳引轮槽面变化的影响系数 对半圆槽或切口槽 C2 =1 ; 对V型槽 C2 =1.2 三.曳引能力分析: 1.当量摩擦系数f:与绳槽的形状,绳槽的材料以及钢丝绳和绳槽的润滑情况有关. 2.包角α:增大 包角α是增加曳引能力的重要途径. 3.从曳引条件的公式 T1/T2 × C1 ×C2 ≤ efα可知,T1和T2之间的比值变化也会改变曳引条件.,GB7588—2003对曳引力计算做了新规定: T1/T2 ≤e f α 用于轿厢装载和紧急制动工况; T1/T2 ≧ e f α 用于轿厢滞留工况(对重压在缓冲器上,曳引机向上方向旋转)提高曳引力的措施 1、选择合适的绳槽型式; 2、增大曳引绳在曳引轮上的包角; 3、增大自轿厢自重,降低T1/T2的 比值; 4、选择摩擦系数大的曳引轮材料 ; 5 、钢丝绳不过度润滑。
曳引力与绳槽的关系,(a) 、半圆槽,钢丝绳几乎有半个圆周接触在槽面上,其接触面大,使用寿命较长,但摩擦力小,使之曳引力小 (b) 、V型槽,能有较大的摩擦力,得到较大的曳引力,但曳引钢丝绳在运转时磨损较大,使槽型因磨损而变形 (c) 、带切口的半圆槽,能获得较大的摩擦力,曳引钢丝绳在槽内运行的寿命也不低,目前在电梯上被广泛采用四.曳引绳绕绳传动方式 常见的绕法有: (1)1:1绕法: (2)2:1绕法 (3)3:1绕法 看有几根绳子吊着轿厢,五.平衡系数 曳引驱动的曳引力是由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绳槽产生摩擦力的必要条件,也是构成曳引驱动的不缺少的条件,曳引驱动的理想状态是对重侧与轿厢侧的重量相等因此对重只能取中间值,按标准规定只平衡0.4~0.5的额定载荷,故对重侧的总重量应等于轿厢自重加上0.4~0.5倍的额定载重量此0.4~0.5即为平衡系数若以K表示平衡系数则K=0.4~0.5第二节 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,盘车手轮等组成.导向轮一般装在机架或机架下的承重梁上.盘车手轮有的固定的电机轴上,也有平时挂在附近墙上,使用时再套在电机轴上. 如果曳引机的电动机动力是通过减速箱传动到曳引轮上的,则称为有齿轮曳引机,一般用于2.5m/s以下的低、中速电梯.,蜗轮蜗杆曳引机,蜗轮蜗杆曳引机,,行星齿轮曳引机,有齿轮曳引机的减速箱常采用蜗轮蜗杆转动,具有传动比大,结构紧凑,传动平稳,运行噪声低等优点,一般用于速度2.0m/s以下的电梯,电梯速度超过2.0m/s时常采用斜齿轮减速装置或行星齿轮减速装置.,直流永磁,无齿轮曳引机,,永磁同步无齿轮曳引机,主机结构爆炸图一,主机结构爆炸图二,永磁同步曳引机,俗称无减速箱传动器。
它安装在电梯机房内或电梯井道内,一般在建筑物顶层之上或井道内部,是电梯的动力装置永磁同步曳引机,由主机直接带动绳轮,无减速箱装置永磁同步曳引机是将无轴承技术运用到永磁同步曳引机上的新型无轴承电动机 具有低速大转矩特性的无齿轮永磁同步曳引机以其节省能源、体积小、低速运行平稳、噪声低、免维护等优点,越来越引起电梯行业的广泛关注无齿轮永磁同步电梯曳引机,主要由永磁同步电动机、曳引轮及制动系统组成永磁同步电动机采用高性能永磁材料和特殊的电机结构,具有节能、环保、低速、大转矩等特性曳引轮与制动轮为同轴固定联接,采用双点支撑;由制动器、制动轮、制动臂和制动瓦等组成曳引机的制动系统一.电梯曳引用交流电动机 交流曳引电动机的特点: 1.能频繁地起动和制动 2.起动电流较小 3.电动机运行噪声低 4.对电动机的散热作周密考虑,二. 蜗轮蜗杆减速器 由于蜗轮蜗杆传动具有传动平稳,结构紧凑,运行噪声低和较好的抗冲击载荷特性等优点,目前广泛使用于速度不大于2.0m/s的电梯.,曳引传动,蜗轮蜗杆减速,作用:用于传递交错轴之间的回转运动和动力 蜗杆主动、蜗轮从动∑=90°,涡轮蜗杆传动,,,,,,,,,所得齿轮称为:蜗杆。
而啮合件称为:蜗轮优点: 传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小分度机构:i = 1000, 通常i = 8 ~ 80,缺点: 摩擦损失较大,效率低、蜗轮齿圈用青铜制 造,成本高一般:η= 0.7 ~ 0.8, 自锁:η≈0.4,三.机电式制动器 GB7588-2003规定:电梯必须有制动系统,而且应具有一个机电式制动器.机电式制动器在电梯正常工作时,主要保证在停站电机断电后,保持轿厢的静止状态.在非正常的情况下,则要吸收轿厢运动的功能,使轿厢制停. 电梯的机电式制动器必须是“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,为了保证正反转时制动力矩不变,不允许使用带式制动器.,制动器一般安装在电机与减速器之间,也有安装在电机轴或蜗杆轴的尾端,但都是安装在高速轴上,这样所需的制动力矩小. 制动器的调整主要是调整制动弹簧的力和制动带与制动轮的间隙.,四.曳引轮 曳引轮是直接传动钢丝绳的部分,要承受轿厢,负载,对重等运动装置的全部动、静载荷故要求强度大、韧性好、耐磨损、耐冲击 曳引轮从绳槽内钢丝绳横截面的中心量出的直径叫节圆直径标准要求节圆直径不小于钢丝绳直径的40倍,以减少钢丝绳的弯曲应力,延长钢丝绳的寿命。
一般曳引轮的节圆直径都取钢丝绳直径的45-55倍,也有达60倍曳引轮的支承方式有两种,一种是曳引轮悬臂安装,一种是曳引轮的两侧都有轴承支承.前者必须装设挡绳装置,如挡绳杆, 以防钢丝绳脱出. 电梯在运行中,钢丝绳与绳槽相互作用引起绳槽的磨损是正常的,但若磨损过快,尤其是各绳槽不均匀磨损时,不但影响曳引轮的寿命,也会造成电梯运行的不平稳.造成磨损的因素很多,在曳引轮方面主要有材质及其物理性能,尤其是轮槽材质的均匀性,槽面硬度的差异以及节圆半径不一和轮槽形状偏差.,五.手动紧急操作装置 当电梯停电或发生故障需要对困在轿厢内的人进行救援时,就需要手动紧急操作,一般称为“人工盘车”.紧急操作包括人工开闸和盘车两个互相配合的操作,所以操作装置也包括人工开闸的装置和手动盘手的装置.,第三节 曳引钢丝绳,钢丝绳是机械中常用的柔性传力构件,是由若干钢丝先捻成股,再由若干股捻成绳.一般中心还有用纤维或金属制成的绳芯,以保持钢丝绳的断面形状和贮存润滑剂一般钢丝绳都是圆形股钢丝绳,而且按绳中钢丝接触的状态分为点接触钢丝绳,线接触钢丝绳和面接触钢丝绳.,一、电梯曳引钢丝绳,二、曳引钢丝绳的选择和报废 曳引钢丝绳不能少于2根,直径不少于8mm, 曳引钢丝绳2根时安全系数不小于16,3根和3根以上时安全系数不小于12 影响钢丝绳寿命的因素有以下几个方面: 1.拉伸力. 2.弯曲. 3.曳引轮槽型和材质. 4.腐蚀,三.曳引绳端接装置 曳引绳的两端要与轿厢,对重或机房的固定结构相连接.这连接装置即是绳端接装置,一般称“绳头组合”. 端接装置不但用以连接钢丝绳和轿厢等结构,这要缓冲工作中曳引绳的冲击负荷,均衡各根钢丝绳中的张力和能对钢丝绳的张力进行调节.端接装置的连接必须牢固,标准规定连接的抗拉强度不得低于钢丝绳破断拉力的80%. 常用的连接装置有: 1.浇灌锥套 2.自锁楔型绳套 3.绳夹,1.浇灌锥套(巴氏合金),浇灌锥套(见图):锥套通常用35#~45#锻钢或铸钢制造,分离的吊杆可用10#、20#钢制造。
图 浇灌锥套的结构 (a)铰接式 (b)整体式 (c)螺纹联接式 1一开口销 2一吊杆 3一定位销,2.自锁楔型绳套,自锁楔型绳套(图):由绳套和楔块组成3.绳夹,绳夹(图):用绳夹固定绳头是十分方便的方法绳夹的连接由于不稳定,一般只用在杂物梯上,端接装置除了上述的连接装置外,还有吸引冲击和均衡张力的弹簧和用以调节和紧固的螺帽(右图),在螺杆的端部还有开口销,以防螺帽脱出在弹簧的两端垫有凹形或中间有凸环的垫片,应正确使用 绳头组合安装在绳头板上,绳头板必须与轿厢与对重架的上梁或机房承重梁连接牢固,一般应用焊接连接,若用螺栓固定则必须有防止螺帽脱松的措施,不应采用压板压紧固定第四节 对重与补偿装置,一.对重装置 对重的总重量:W=G+KQ 1.对重架 2.对重铁(加压板) 二.补偿装置 为减少电梯运行中由钢丝绳和随行电缆长度变化造成的曳引轮两侧的张力差,提高曳引质量,可以采用补偿装置来补偿上述的张力变化补偿装置的形式有: 1.补偿链 2.补偿绳 3.补偿缆,。