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1、电梯结构与原理曾玉梅曾玉梅15917282284QQ349061113一、导向与重量平衡系统概述（一）导向系统功能 导向系统在电梯运行过程中，限制轿厢轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只沿只沿着各自的导轨作升降运动着各自的导轨作升降运动。 电梯导向系统包括轿厢导向轿厢导向和对重对重导向导向两部分。二、导向系统的组成及其位置轿厢导向和对重导向均由导轨、导靴、导导轨、导靴、导轨架轨架组成。导轨架作为导轨的支撑件，被固定在井道壁上。导靴安装在轿厢和对重架的两侧（轿厢和对重各自装至少4个），导靴的靴衬（或滚轮）与导轨的工作面配合，使轿厢和对重分别沿着各自的导轨作上、下运动。三、重量平衡系统重量平衡系
2、统分为对重装置对重装置和重量补偿装重量补偿装置。置。对重装置：为了平衡轿厢的重量，减少曳引的驱动力。重量补偿装置：曳引钢丝绳连接轿厢和对重，若楼层高，钢丝绳自身重量很大，同时随轿厢运行的钢丝绳重量在不断变化。为补偿这一重量对电梯的影响，故在轿底和对重底加上补偿链起平衡的作用。二、导轨（一）导轨的作用 1、导轨是轿厢和对重在竖直方向运动时的导向，限制轿厢和对重的活动自由度。通常轿厢用导轨要稍大于对重用导轨。 2、当安全钳动作时，轿厢或对重夹紧导轨，导轨承受着强烈的制动力，使轿厢或对重制停可靠。 3、防止由于轿厢的偏载而产生歪斜，保证轿厢运行平衡并减少振动。 （二）导轨的各类和标识1、导轨的横截面
3、（断面）形状 一般钢质导轨常采用机械加工或冷轨加工方式制作，电梯中大量使用T形导轨。形导轨。2、导轨的标识 T型导轨具有良好的抗弯性能及加工性能。T型导轨的主要参数是底宽b、高度h和工作面厚度k。 T型导轨共有13个规格，以底面宽度和工作面加工方法作为规格标志。（三）导轨的技术性能要求1、材质要求 要求具有足够的强度和韧性。 2、截面几何特性 需要具有良好的抗弯能力。3、工作面的粗糙度 导轨工作面的粗糙度对电梯运行平稳性有影响，宜采用刨削加工。4、几何形状精度 主要指工作面的直线度和扭曲。四、导轨的安装技术要求1、导轨的连接 导轨连接安装时两根导轨的端部要加工成凹凸形的榫头榫头与榫槽榫槽楔合定
4、位，底部用连接板固定。 榫头与榫槽具有很高的加工精度，起到连接定位作用；接头处的强度由连接板和连接螺栓来保证。2、导轨的固定导轨需要固定在导轨架上，固定方法一般不采用焊接或直接用螺栓连接，而是采用压板固定法压板固定法。对于杂物梯、低速小吨位电梯的对重导轨，也可以采用螺栓固定法，把螺栓直接穿过导轨，将它固定在导轨架上。3、导轨安装后的位置精度（一）导轨工作面与铅垂线的相对位置（二）两条导轨之间的相对位置： 1、侧工作面侧工作面：每5m不应超过0.7mm，相互偏差在整个导轨高度上不应超过1mm。 2、端工作面端工作面：在安装后，两条导轨端工作面间的距离，在整个导轨安装高度上应一致，运行时保证导靴不
5、会卡住和脱出。 3、导轨对井道上下相对位置：轿厢导轨下端距底坑地面应用60-80mm悬空，上端离井道顶应有30-50mm距离。三、导靴（一）导靴概述 1、功能 导靴是为了防止对重和轿厢在上下运行时发生偏斜，保证电梯的平稳运行的装置。工作时导靴的凹形槽（或滚轮）与导轨的凸形工作面配合，使轿厢和对重装置仅沿着导轨上下运动，防止轿厢和对重装置运行过程中偏斜或摆动。2、位置导靴分别装在轿厢和对重装置上，共4个，运行中导靴与导轨均为接触状态。目前有些电梯正尝试使用非接触导靴，如采用磁悬浮技术等，使导靴和导轨之间保持一个距离。这适用于超高速电梯。3、组成导靴按运动方式，可以分为滑动导靴和滚动导靴。滑动导靴
6、同带凹形槽的靴头、靴体和靴座组成，在靴头凹槽中一般镶有耐磨的靴衬，靴头可以是固定的，也可以是活动（浮动）的，滚动导靴则用三个滚轮沿导轨滚动运动。（二）导轨与导轨受力分析作用在导轨端工作面上的偏重力Fx的计算： Fx=Qe/H式中：Q电梯额定载重量（kg） e载荷在轿厢宽度方向的偏心距（mm） H轿厢上下导靴间距（mm） 作用在导轨侧工作面上的偏重力Fy的计算： Fx=Qe/2H式中： e载荷在轿厢宽度方向的偏心距（mm） 在轿厢宽度方向偏重作用下，力矩Qe通过轿厢对角两个导靴作用在导轨上；在深度方向，力矩Qe是以全部四个导靴作用在导轨上，故在偏心矩相等时（即e=e），有 Fy=0.5Fx（三）
7、导靴的种类1、导靴的分类（1）按运动方式分类： 滑动导靴滑动导靴和滚动导靴滚动导靴（2）按靴衬结构分类： 单体式单体式和复合式复合式 2、固定式（刚性）导靴固定式导靴的靴头是不动的，直接由靴头中的凹形槽与导轨工作面配合，三个配合的面需保留一定量的间隙（5-10mm）。（1）简单型无靴衬滑动导靴。（2）简单型有靴衬滑动导靴。（3）刚性（固定）滑动导靴。3、弹性（浮动式）滑动导靴弹性滑动导靴由靴座、靴头、靴衬、靴轴、压缩弹簧或橡胶弹簧、调节套或调节螺母等组成1、弹簧式滑动导靴 又叫单向弹性导靴，作用：靴衬的底部始终压贴在导轨端面上，能使轿厢保持稳定的水平位置，同时在运行中具有吸收振动与冲击的作用。
8、这种导靴适用于1.75m/s速度以下。2、橡胶弹簧式滑动导靴 4、滚动导靴电梯运行时，滑动导靴与靴衬是摩擦的，会引起轿厢振动和噪声，为了减少导靴与导轨的摩擦力，节省能量，提高乘坐舒适感，在运行速度大于2.0m/s的高速电梯中，常采用滚动导靴。滚动导靴照片滚动导靴由滚轮、弹簧、靴座轮臂等组成，滚动导靴以三个滚轮代替了滑动导靴的三个工作在，三个滚轮在弹簧力的作用下，压贴在导轨三个工作面上，电梯运行时，滚轮在导轨面上滚动。优点：滚动摩擦代替滑动摩擦，减少摩擦力导轨的三个工作面实现弹性支承，有良好缓冲作用。滚动导靴不允许在导轨工作面上加润滑油不允许在导轨工作面上加润滑油，否则会使滚轮打滑，无法工作。一
9、般当额定载重为5m/s时，轿厢的导靴滚轮直径至少为250mm，对重导靴滚轮至少为150mm；当额定载重为2.5m/s时，轿厢的导靴滚轮直径至少为150mm，对重导靴滚轮至少为75mm。四、导靴的使用要求1、滑动导靴靴衬的要求 一般靴衬有整体与嵌片两种型式，所用材质有锡青铜、铸铁、酚醛树脂、尼龙等，目前广泛采用尼龙作为靴衬。2、滑动导靴润滑的要求 通常在导靴顶部安装润滑油盒3、滚动导靴配用导轨的要求 整个轮缘的宽度上与导轨工作面接触应均匀、平稳。当滚轮有剥落现象应及时更换。四、导轨架导轨架固定在电梯井道内壁，用于固定导轨。每根导轨上至少应设置两个导轨架，两相邻导轨架之间距离不得大于2.5m。导轨
10、架在井道壁上固定方法有：预埋螺栓预埋螺栓式、膨胀螺栓式、焊接式、对穿螺栓固定式、膨胀螺栓式、焊接式、对穿螺栓固定式及进入式式及进入式等几种。五、重量平衡系统（一）重量平衡系统的功能及其组成 作用：重量平衡系统的作用是使对重与轿厢能达到相对平衡，在电梯运行中即使载重量不断变化，仍能使两者间的重量差保持在较小限额之内。 组成：由对重装置对重装置和重量补偿装置重量补偿装置组成 （二）对重装置1、对重装置的作用 （1）平衡轿厢载荷重量，减少曳引机功率损耗； （2）保证了曳引力的产生 （3）避免冲顶或蹾底事故发生 （4）大大提高提升高度2、对重装置的种类与结构对重装置一般分为无反绳轮式无反绳轮式和有反绳
11、轮有反绳轮式式。一般由对重架、对重块、导靴、缓冲器碰块、压块、曳引绳和反绳轮组成。3、对重重量值的计算 WG+KQ（三）重量补偿装置1、重量补偿装置的种类：补偿链、补偿绳、补偿链、补偿绳、补偿缆。补偿缆。2、常用的平衡补偿法：。目前最常用的是对称补偿法对称补偿法、单侧补偿法、双对称补偿法、单侧补偿法、双侧补偿法侧补偿法四、随行电缆与中间接线箱1、随行电缆：是电梯机房的电气器件与轿厢、井道、及层门等处电气器件相连接的导线，它的一端安装在电梯正常提升高度的1/2加1.5-1.7m处的井道壁（电缆架）上，另一端安装在轿厢底部的电缆架上。目前多采用扁平截面的随行电缆。2、中间接线箱：是将由机房引来的导
12、线与层楼分线箱和随行电缆连接的接线装置。中间接线箱安装在电梯正常运行高度的1/2加1.5-1.7m高的井道壁上，需要接地，接地电阻不大于4。第六章练习题一、选择题。 1、T型导轨底宽b75，那该导轨是（ ）导轨。AT75/B B. T89/B C. T90/B D. T127/B 2、导轨连接板连接螺栓数目一般每边不少于（ ）个。A. 1个 B. 2个 C. 3个 D.4个 3、导轨的固定方法多采用（ ）。A. 焊接连接法 B.螺栓连接法 C.压板固定法 D.预埋连接法 4、每根导轨上至少应设置（ ）个导轨架，两相邻导轨架之间距离不得大于（ ）m。A.1，1.5 B.1，2 C.2，2.5 D
13、.2，3 5、随行电缆一端安装在轿底，另一端安装在电梯正常提升高度的（ ）加（ ）m处的井道壁（电缆架）上。A.1/2，1.5-1.7 B.1/3，1.5-1.7 C.1/2，2-2.2 D.1/3，2-2.2 6、当电梯提升高度超过（ ）m时，必须增设重量补偿装置来控制 A10 B.20 C.30 D.40A D C C A C 二、填空题。 1、不论是轿厢导向还是对重导向，均由 ， ， 组成。 2、重量平衡系统分为两个部分，即 和 。 3、根据导靴在导轨上运动方式的不同，导靴分为 、 和 两类。4、导轨架在井道墙壁上的固定方法有 、 、 、 、 、 。5、重量补偿装置的种类有： 、 、 。
14、四、计算题。1、一台乘客电梯，额定载重量为1600kg，轿厢自重为1350kg，平衡系数设为0.5；求：（1）该电梯最多乘客人数 ？（2）对重的总重量应为多少？导轨导靴 导轨架对重装置重量补偿装置滑动导靴滚动导靴预埋螺栓式 膨胀螺栓式焊接式对穿螺栓固定式埋入式补偿链补偿绳补偿缆（1）答：16007521.33，取整21（人）（2）答：W=G+KQ =1350+0.51600 =2150kg第七章 安全保护系统一、安全保护系统概述 在电梯安全系统中，包括有高安全系数的钢丝绳、限速器、安全钳、缓冲器、多道限位开关、防止超载系统及完善严格的开关门系统等。一、安全保护系统概述（一）电梯可能发生的事故和
15、故障 （1）轿厢失控、超速运行 （2）终端越位 （3）冲顶或蹾底 （4）不安全运行：限速器失灵、层门和轿门不能关闭或关闭不严，超载、曳引机缺相或错相 （5）非正常运行：控制电路故障、安全钳误动作制动器误动作 （6）关门障碍（二）电梯安全保护系统的组成 1、超速（失控）保护装置：限速器、安全钳 2、超越上下极限工作位置保护装置：强迫减速开关、限位开关、极限开关 3、蹾底（与冲顶）保护装置：缓冲器 4、层门、轿门门锁电气联锁装置：确保门不可靠关闭电梯不能运行 5、近门保护装置：光幕、安全触板 6、电梯不安全运行防止系统：越载控制装置、限速器断绳开关、安全钳误动作开关、轿厢安全窗和轿厢安全门开关等
16、7、供电系统断相、错相保护装置：相序保护继电器等。 8、停电或电气系统发生故障时，轿厢慢速移动装置 9、报警装置轿厢内与外联系的警铃、电话等，五方对讲：轿顶、机房、底坑、轿厢内、监控中心；一键通（三）电梯安全保护装置的动作关联关系 1、当曳引绳断裂，轿厢坠落，限速器动作，触发安全钳动作，将轿厢制停 2、当轿厢超越顶、底层时，首先触发强近减速开关减速，如无效则触发限位开关使电梯控制线路动作制停曳引机，若仍未使轿厢停止，则会强行切断动力电源 3、当曳引绳打滑达到限速器动作速度时，则触发安全钳动作，制停轿厢；若未达到限速器动作速度，最终轿厢将触及缓冲器减速制停。 4、当轿厢超载，轿厢超载开关被触发，
17、引起报警，电梯无法启动 5、当安全窗、安全门、层门或轿门未能可靠锁闭时，电梯控制电路无法接通，电梯无法启动 6、当安全触板遇到阻力，门机立即停止关门并反向开门二、限速器限速器是电梯安全运行中最为重要的安全装置之一，它随时监测控制着轿厢的运行速度，当出现超速情况时，能及时发出信号灯，继而产生机械动作，切断供电电路或驱动安全钳（夹绳器）将轿厢强制制停或减速。限速器是指令的发生者，并非执行者。限速器动作的速度至少为额定速度的115%。（一）甩块式限速器及工作原理甩块式限速器是利用旋转离心力随着转速变快而加大的原理来完成动作的。当限速器绳轮转动时，由于离心力的作用导致其中的甩块产生远离回转中心的趋势，
18、一旦超速到限定值时，甩块外摆触发超速安全开关，继而带动安全钳动作。（二）双向限速器及工作原理用于电梯上行的超速保护装置。常见的双向限速器配合双向安全钳，在旧梯改造过程中则采用双向限速器配合夹绳器方式较多。无论出现上行或下行超速，限速器均会首先触发电气开关，切断曳引机电源并使制动器动作。如果仍然未能将电梯超速现象控制住，则进而夹住限速器绳，触发安全钳动作将轿厢强制制停。（三）限速器张紧装置张紧装置作用：保证限速器绳与限速器绳轮间有足够的摩擦力，能准确地反映轿厢运行速度。为了防止限速器绳过分伸长使张紧装置碰到地面而失效，张紧装置底部距底坑应有合适的高度：低速电梯为40050mm，快速电梯为5505
19、0mm，高速电梯为75050mm。张紧装置一般分为：摆臂式张紧和垂直式张紧两种。四、限速器使用技术要求1、在限速器中，要求装设一个电气超速开关，此开关的作用是在轿厢超速后首先被触发，切断曳引机电源并通过制动器对其实施制动，保证曳引机停止运转。2、限速器电气开关的动作速度：1.0m/s的，电气开关动作速度为：额定速度的115%的90%95%；1.0m/s，额定速度的115%。3、限速器绳的公称直径不应小于6mm，限速器绳轮的节圆直径与绳的公称直径之比不应小于30。三、安全钳1、安全钳安装位置：一般安装在轿厢架的底梁或立柱上，处于上下导靴之间。2、安全钳的种类：按制停减速度的不同可分为瞬时式安全钳
20、和渐进式安全钳。3、瞬时式安全钳：也叫做刚性急停型安全钳，它的承载结构是刚性的，动作时产生很大的制停力，使轿厢立即停止，对轿厢内的乘客或货物有非常剧烈的冲击，导致人员或货物损伤，因为规定只适用于额定速度不超过0.63m/s的电梯。4、渐进式安全钳：又称为滑移动作式安全钳、弹性滑移式安全钳。它能使制动力限制在一定范围内，并使轿厢在制停时有一定的滑移距离，制停减速度不致很大。5、渐进式安全钳与瞬时式安全钳的区别： 渐进式安全钳制动开始之后，其制动力并非刚性固定，而是增加了弹性元件，致使安全钳制动元件作用在导轨上的压力具有缓冲的余地，在一段较长的距离上制停轿厢，保证人员或货物安全。适用于额定速度大于
21、0.63m/s的电梯。（一）安全钳使用条件电梯制造与安装安全规范（ GB7588-2003）规定：1、电梯额定速度0.63m/s，轿厢应采用渐进式安全钳；若电梯额定0.63m/s，轿厢可采用瞬时式安全钳。2、若轿厢装有数套安全钳，则它们应全部是渐进式安全钳。3、若额定速度1m/s，对重安全钳应是渐进式的；其它情况下可以是瞬时式的。四、夹绳器夹绳器是直接将制动力作用在曳引钢丝绳上。夹绳器一般安装在机房内曳引轮和导向轮之间的曳引机机架上，也有将其安装在导向轮下部。由于夹绳器动作在瞬时内完成，非常粗暴，冲击强烈，尤其是动作时对重常产生非常严重的跳动，动作后对夹绳块及曳引钢丝绳损伤较大，夹绳器使用寿命
22、较短，故在电梯界存在较多争议。五、缓冲器缓冲器安装在井道底坑内，要求其安装牢固可靠，承载冲击能力强，缓冲器应与地面垂直并正对轿厢（或对重）下侧的缓冲板。缓冲器是一种吸收、消耗轿厢或对重的能量，使其减速停止，并对其提供最后一道安全保护的电梯安全装置。为尽可能减少和避免损失，就必须吸收和消耗轿厢（或对重）的能量，使其减速并安全、平稳地停止底坑。所以缓冲器的原理就是使轿厢（或对重）的动能、势能转化一种无害或安全的能量形式。（一）缓冲器的类型按照其工作原理不同，可分为蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器两种。1、蓄能型缓冲器：又称为弹簧缓冲器，当缓冲器受到轿厢（对重）的冲击后，弹簧变形，反复反弹轿厢，最后轿厢停
23、止。弹簧缓冲器组成：缓冲橡胶、上缓冲座、缓冲弹簧、弹簧座等组成，用地脚螺栓固定在底坑基座上。弹簧缓冲器仅适用于1.0m/s的低速电梯。1、蓄能型缓冲器聚氨酯缓冲器是一种新型缓冲器，体积小、重量轻、软碰撞无噪声、防水防腐耐油、安装方便、易保养好维护、可减少底坑深度等。聚氨酯缓冲器仅适用于1.0m/s的低速电梯。2、耗能型缓冲器耗能型缓冲器：又称为油（液）压缓冲器，常用的油压缓冲器基本构件有：缸体、柱塞、橡胶垫、复位弹簧等。缸体内有缓冲器油。油压缓冲器分类：油孔柱式缓冲器、多孔式油压缓冲器、多槽式油压缓冲器。油压缓冲器的工作原理：轿厢下压缓冲器，缸体的油向柱塞上喷射，油体内分子不断撞击、摩擦，将动
24、能化为热量散发掉，从而使轿厢逐渐停下来。轿厢离开缓冲器，复位弹簧使柱塞逐渐恢复正常状态。油压缓冲器适用于1.0m/s的电梯上。（二）缓冲器数量缓冲器的数量根据电梯的额定速度和额定载重确定，一般电梯会设置三个缓冲器，即轿厢下设置两个缓冲器，对重下设置一个缓冲器。（三）缓冲行程缓冲行程：缓冲器的最大压缩量。蓄能型缓冲器：缓冲行程不能小于65mm耗能型缓冲器：缓冲行程不应小于420mm六、终端限位保护装置终端限位保护装置功能：防止由于电气系统失灵，轿厢冲顶或蹾底。终端限位保护装置组成：强迫减速开关、终端限位开关、终端极限开关及相应的撞弓、碰轮和联动机构。（一）强迫减速开关一般强迫减速开关：是防止轿厢
25、冲顶或蹾底的第一道防线。由上下两个开关组成，分别安装在井道的顶部和底部。当电梯失控，轿厢已到顶层或底层而不能减速停车时，装在轿厢上的撞弓与强迫减速开关的碰轮相接触，发出指令信号，迫使电梯减速停驶。（二）终端限位开关终端限位开关由上、下两个开关组成，一般分别安装在井道顶部和底部，在强迫减速开关之后，是电梯失控的第二道防线。当强迫减速开关未能使电梯减速停驶，轿厢越出顶层或底层位置后，上限位开关或下限位开关动作，触发控制线路，使曳引机断电并使制动器动作，迫使电梯停止运行。（三）终端极限开关1、机械电气式终端极限开关强迫减速开关与终端限位开关均无法停止轿厢，当轿厢地坎超越上、下端站地坎200mm时，撞
26、弓接触碰轮，牵动与装在机房墙上的极限开关相连的钢丝绳，强制使极限开关动作，切除除照明和报警外的总电源。2、电气式终端极限开关设置在终端限位开关之后的井道顶部或底部，用支架板固定在导轨上。当轿厢地坎超越上下端站200mm，撞弓触动限位开关，切断电源，使曳引机停止转动。目前的电梯多采用电气式终端极限开关。七、其他安全防护装置（一）轿厢顶部安全窗：只能向外开启，开启时，装于窗门上的触点开关断开，切断控制电路，此时轿厢不能运行。（二）轿顶护栏：GB75882003规定：1、轿顶至井道壁300mm时，需要装设轿顶护栏；2、护栏由扶手、100mm高的护脚板、位于护栏高度一半处的中间栏杆组成；3、护栏到井道
27、壁距离，当850mm，护栏高度至少为700mm；当850mm，护栏高度至少为1100mm。4、护栏到任何部件的水平距离100mm；5、保护人员安全进入轿顶；6、150mm至轿顶边缘之间装护栏；7、护栏要标有警示符号。（三）底坑对重侧防护栅作用：为防止维修人员进入底坑对重部分发生危险。防护栅高2500mm，距地300mm，宽度对重宽度两边各加100mm。（四）轿厢护脚板轿厢不平层，当轿厢地面的位置高于层站地面时，会使轿厢与层门地坎之间产生间隙，这个间隙会使乘客的脚踏入井道，发生人身伤害的可能。为此，GB7588-2003规定：1、必须装护脚板，宽度等于开门宽度。2、垂直部分高度750mm。（五）制动器扳手与盘车手轮操作时先切断电源，必须两人操作，一人操作制动扳手，一人盘动手轮，使轿厢就近停靠，对乘客进行救援。制动器扳手和盘车手轮要放在机房明显位置。六、电梯急停开关急停开关又称为安全开关，是串接在电梯控制线路中的一种不能自动复位的手动开关。急停开关分别设置在轿厢内操纵箱上、轿顶操纵盒上、底坑内、机房控制柜上。（七）可切断电梯电源的主开关每台电梯在机房中要装一个切断该电梯电源的主开关，主开关切断时不能影响轿厢内、轿顶、机房和井道的照明、通风和电梯插座等供电电路。
