《电梯安全保险装置设计的技术方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电梯安全保险装置设计的技术方案（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电梯安全保险装置设计的技术方案 陈彬彬 鲁玉博 郭俊瀚 王玺皓 温岭市职业技术学校 一、研制背景随着城市化的快速发展, 高层建筑在城市中所占比重越来越大, 电梯作为服务于高层建筑物的运输设备, 已成为人们生活中必不可少的交通设施。据有关机构统计, 我国电梯保有量已经超过 300 万台, 每天有上亿人乘坐电梯。据国家质检总局统计, 2015 年, 全国共发生电梯事故 58 起, 死亡 46 人。电梯安全直接关系到人们的生命安全和生活质量。因此, 非常有必要发明一种性能可靠、系统独立, 成为最后一道安全保障的机械装置。(一) 事故分类高楼电梯的事故种类按发生事故的系统位置, 可分为门系统事故、冲顶
2、或蹲底事故、开门溜车走车或其他事故。据统计, 各类事故的发生数占电梯事故总起数的概率分别为:1. 门系统事故占 80%左右。2. 冲顶或蹲底事故占 15%左右。3. 开门溜车走车或其他事故占 5%左右。(二) 灵感来源是否能发明一种装置来控制电梯突然失控而下坠或冲顶呢?生活中有类似的装置吗?我们想到了已普及运用的汽车安全带装置和液压碟刹系统。于是, 我们就有了初步的想法:把柔性的安全带与安全装置分离开, 独立设计成齿条机构, 机构与电梯上下运行的轿厢固定。在安全装置棘轮同轴的位置上再设计一齿轮, 使齿轮能和齿条有啮合的空间位置, 此安全装置与电梯井道体固定。当齿条机构突然猛烈加速时, 就如安全
3、带突然猛烈受力被安全带机构卡死的状态一样, 齿条被齿轮卡死, 在强大的冲击力下, 浮动齿条压缩上方或下方的缓冲弹簧, 然后触压上方或下方的液压碟刹开关, 最后启动液压碟刹装置刹车轿厢导轨。这一系列联动传动符合电梯失控下坠或冲顶时被卡死的效果, 在这个想法的基础上, 再设计一套滚轮推压、摆臂式防止门系统事故的机构, 便能解决三大电梯事故。我们的想法得到了老师的认可, 并在老师的指导下开始创新设计制作。二、创作过程(一) 相关调研1. 认识电梯。 (如图一所示) 图一高楼电梯结构 下载原图2. 纯机械的安全带装置原理。图二安全带装置 下载原图纯机械的安全带装置原理:机构利用棘轮旋转时的速度作为激活
4、动力。当棘轮缓慢旋转时, 摆杆并不摆动, 棘轮正常运动。当棘轮快速旋转时, 离心力驱使摆杆的加重端向外摆动。伸长的摆杆会推动棘轮外面的凸轮, 凸轮通过滑动销与一个枢转棘爪相连, 当凸轮转动时, 滑动销会沿棘爪槽口移动, 这会将棘爪推入旋转棘轮中。棘爪锁入齿轮中后, 阻止棘轮继续转动。 (如图二所示) 3. 帕斯卡原理的运用。 (如图三所示) 图三液压碟刹原理 下载原图(二) 确定方案通过搜集和研究相关技术资料后, 我们确定了设计方案:齿条机构固定在轿厢、轿门下方, 左右各一对;液压碟刹机构固定在轿厢底部和轿厢导轨两侧, 两机构与电梯轿厢同步上下运行。改造后的安全带装置固定在井道体厅门下方, 左
5、右各一对, 每层设置。控门开合机构通过连接板与轿门和层门连接, 并通过滚轮和推板, 联动摆杆来控制层门和轿门的开合。(三) 装置结构和工作原理图四控门开合机构 下载原图控门开合机构 (如图四所示) 由轿门和厅门的连接板、推板、滚轮、摆杆组成, 齿条机构由浮动齿条、强力弹簧、齿条固定体组成。联动机构由齿轮轮系, 正、反转棘轮, 上、下离心安全触发机构, 上下碟刹机构组成。 (如图五所示) 图五各机构传动关系 下载原图图六 下载原图结合图五所示各机构传动关系, 装置防止下坠或冲顶事故的工作原理为:联动机构固定在每层建筑体厅门下方, 齿条机构固定在上下运行的轿厢的轿门下方, 齿条机构的浮动齿条与联动
6、机构的齿轮轮系处于啮合的空间位置。液压碟刹机构固定在轿厢底部, 与两根轿厢导轨间隙配合。齿条机构的浮动齿条处于上下强力弹簧浮动状态。当电梯正常上下运行时, 齿轮齿条正常啮合与分离;当齿条被齿轮卡死时 (电梯失速时) , 齿条向上或向下移动触压液压碟刹机构的液压开关, 从而使碟刹锁住轿厢导轨, 起到防止电梯下坠或冲顶的事故发生。防止门系统事故的工作原理为:控门开合机构通过连接板与轿门和层门连接, 当电梯到达层门准确位置时, 滚轮挤压推板, 推板带动摆杆让位。层门和轿门解锁, 自由开启;当电梯离开层门, 滚轮离开推板, 摆杆弹力复原限制了层门和轿门的被动打开。三、创新点1.纯机械结构的安全带机构原
7、理的移植发明法。2.用齿条机构替换柔性安全带的变性发明法。 (如图六所示) 3.用上下两组安全带机构、控门开合机构和碟刹机构组成安全装置的组合发明法。 (如图七所示) 四、应用前景据有关机构统计, 我国电梯保有量已经超过 300 万台, 每天有上亿人乘坐电梯。特别是, 2003 年以后我国新增加的电梯比较多, 这些电梯将集中老化。尤其是北、上、广等地, 经济发展快, 人口集中, 老化电梯持续增多, 使安全风险大大增加。该发明就是针对高楼电梯安全隐患而设计的技术方案, 通过模型反复试验论证, 在瞬间加速时, 装置反应灵敏、安全可靠。随着校企合作的展开, 我们的发明, 在经历过电梯行业的专业化、产业化后, 具有不可估量的经济价值。五、收获与体会我们数控专业发明小组的同学在模型制作和试验中深深体会到, 搞创新制造, 除了扎实的专业基础外, 还要有工匠的求真务实精神, 更要有灵动的创新思维。创新是我们一生的精神给养。我们的作品获得了 2016 年浙江省中等职业学校职业能力大赛创新创业二等奖。
