關(guān)于電梯機(jī)械設(shè)計(jì)合理化分析

沈韜，高德炎，章學(xué)

巨人通力電梯有限公司

關(guān)于電梯機(jī)械設(shè)計(jì)合理化分析

沈韜，高德炎，章學(xué)

巨人通力電梯有限公司

電梯是現(xiàn)代高層建筑不可缺少的基礎(chǔ)實(shí)施，其重要性越發(fā)凸顯。一直以來(lái)，人們對(duì)電梯的安全性給予了高度關(guān)注。而電梯機(jī)械設(shè)計(jì)直接關(guān)系到電梯的安全性和穩(wěn)定性。本文基于電梯機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)成及原理，系統(tǒng)探討電梯各機(jī)械化系統(tǒng)的合理化設(shè)計(jì)情況。

電梯；機(jī)械設(shè)計(jì)；安全性

隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，特別是房地產(chǎn)的發(fā)展，高層建筑數(shù)量不斷增加，為便于人們出行均安裝了電梯[1]。但電梯故障時(shí)有發(fā)生，直接影響到人們的出行，甚至威脅到生命安全，因此必須對(duì)電梯安全性加以重視。電梯機(jī)械設(shè)計(jì)的合理化是電梯穩(wěn)定安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。

1.電梯機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)造及安全性

1.1 基本構(gòu)造

當(dāng)前，高層建筑中應(yīng)用的電梯主要包括兩個(gè)部分：（1）機(jī)械系統(tǒng)，主要是重量平衡、轎廂、導(dǎo)向、門(mén)、曳引、安全保護(hù)等系統(tǒng)；（2）電氣系統(tǒng)，包括電氣拖動(dòng)、電氣控制兩個(gè)系統(tǒng)。

在實(shí)際應(yīng)用中，電梯通常有這兩種運(yùn)行狀態(tài)：升降、維護(hù)。按照1：1繞繩電梯的運(yùn)行原理看，升降時(shí)曳引輪自電動(dòng)機(jī)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，以牽引曳引繩運(yùn)行。曳引繩兩端分別為轎廂和對(duì)重，在電動(dòng)機(jī)變速運(yùn)行時(shí)，減速器聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)曳引，進(jìn)而帶動(dòng)導(dǎo)向輪工作，因曳引繩、導(dǎo)向輪間會(huì)相互摩擦，在兩者間會(huì)有一個(gè)相應(yīng)牽引力，進(jìn)而時(shí)電梯作出升降工作。維護(hù)工作，一般是在電梯出現(xiàn)故障時(shí)搶修或者定期維護(hù)，以確保電梯的安全工作。

1.2 安全性

電梯是現(xiàn)代生產(chǎn)生活中最為重要的一個(gè)垂直性運(yùn)載工具，在為人們生活帶來(lái)諸多便利同時(shí)，其安全性也成為人們的關(guān)注重點(diǎn)。常見(jiàn)的電梯事故類型較多，比如：廳門(mén)鎖死、突發(fā)斷電、沖頂、蹲底等情況，此外，溜梯也時(shí)有發(fā)生。發(fā)生溜梯后，電梯在運(yùn)行中會(huì)突然下墜，在墜至底部時(shí)，和緩沖墩碰撞，而導(dǎo)致緩沖裝置損傷；沖頂，就是電梯未能得到有效控制，然后和井道頂端相碰撞[2]。從當(dāng)前電梯故障來(lái)看，大多數(shù)和控制系統(tǒng)有關(guān)系，該系統(tǒng)中的抱閘制動(dòng)裝置是電梯安全運(yùn)行的重要保障，主要負(fù)責(zé)電梯的啟動(dòng)及停運(yùn)。在通常狀況下，制動(dòng)裝置發(fā)生故障主要是電氣類故障和機(jī)械類故障，倘若制動(dòng)裝置長(zhǎng)期未得到維護(hù)，電氣系統(tǒng)的接觸點(diǎn)會(huì)發(fā)生接觸不良的情況，進(jìn)而造成控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，制動(dòng)輪及相關(guān)配件間會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重磨損，進(jìn)而影響到制動(dòng)效果，電梯無(wú)法正常停行，而出現(xiàn)打滑的情況。

2.電梯機(jī)械協(xié)調(diào)的合理化設(shè)計(jì)分析

2.1 門(mén)系統(tǒng)

以往出現(xiàn)的電梯井道墜落事故大多數(shù)和門(mén)系統(tǒng)有關(guān)。門(mén)系統(tǒng)是電梯機(jī)械系統(tǒng)中最為基本，也是最為重要、復(fù)雜的一個(gè)組成，直接關(guān)系到整個(gè)電梯穩(wěn)定性和安全性。該系統(tǒng)包括轎門(mén)、廳門(mén)、開(kāi)關(guān)門(mén)及安全保護(hù)裝置構(gòu)成[2]。電梯在運(yùn)行中，廳、轎兩門(mén)均是關(guān)閉的，門(mén)鎖系統(tǒng)主要是避免人們擅自開(kāi)啟廳門(mén)，避免發(fā)生墜井事故。對(duì)于門(mén)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須在確保電梯安全穩(wěn)定運(yùn)行同時(shí)，還應(yīng)特別考慮到工作和非工作人員的安全，也就要避免非工作人員墜落，還需確保工作人員能夠順利開(kāi)展工作。門(mén)鎖系統(tǒng)在設(shè)置上必須合理，門(mén)掛結(jié)構(gòu)的門(mén)輪大小必須合理，以確保廳門(mén)能夠及時(shí)順利開(kāi)啟。比如：日立MCA型電梯，其廳門(mén)鎖鉤末端增加一根細(xì)線，目的是確保檢修人員于轎頂能拉動(dòng)細(xì)線，便于開(kāi)啟廳門(mén)，大多數(shù)其他電梯缺少此項(xiàng)設(shè)置，要指出的是這根細(xì)線不宜過(guò)長(zhǎng)，以免轎廂運(yùn)行中發(fā)生摩擦或牽斷。

2.2 轎廂系統(tǒng)

轎廂系統(tǒng)是電梯機(jī)械系統(tǒng)的核心，其功能就是裝運(yùn)乘客和貨物，主要包括上、下梁，立柱及拉桿。在轎廂內(nèi)一般設(shè)有操縱、數(shù)碼指示、應(yīng)急、通風(fēng)系統(tǒng)、照明等系統(tǒng)，并配有規(guī)格銘牌。對(duì)于載人電梯而言，必須設(shè)置可靠、穩(wěn)定的超載報(bào)警裝置，可對(duì)轎廂整體重量進(jìn)行準(zhǔn)確檢驗(yàn)，當(dāng)載重超出額定量的110%時(shí)，就會(huì)發(fā)出警告，且廳、轎門(mén)均不會(huì)自行關(guān)閉。此外，轎廂架還裝置了拉桿，能夠有效提升剛韌度，以免轎廂發(fā)生嚴(yán)重性傾斜及振蕩[3]。轎廂體主要有轎門(mén)、轎頂部分，其中，轎頂裝置了通風(fēng)、照明及門(mén)機(jī)等設(shè)備。當(dāng)前，大多數(shù)新型電梯已無(wú)安全窗。轎廂的作用主要是支撐，同時(shí)轎廂地段的稱重傳感設(shè)備有著重要效用，主要是即時(shí)檢查電梯的真實(shí)載重，所以，檢修人員在日常檢修中要重點(diǎn)關(guān)注該系統(tǒng)。為提升電梯轎廂機(jī)械水平，通常會(huì)在轎壁背側(cè)裝配加強(qiáng)型鋼筋。

2.3 曳引系統(tǒng)

曳引系統(tǒng)是電梯運(yùn)行的動(dòng)力裝置，主要有曳引機(jī)、曳引繩、導(dǎo)向輪及反繩輪。曳引機(jī)是核心部分，其由電動(dòng)機(jī)、抱閘制動(dòng)器、減速器及曳引輪構(gòu)成。只有曳引輪、曳引繩間有充足摩擦力，才可穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)轎廂及對(duì)重系統(tǒng)。曳引繩兩側(cè)是轎廂與對(duì)重，或直接把曳引繩固定于機(jī)房，而導(dǎo)向輪則裝置在承重梁上，把轎廂、對(duì)重分開(kāi)一段距離，如應(yīng)用復(fù)繞結(jié)構(gòu)，則可提升曳引力。電梯在啟動(dòng)時(shí)，制動(dòng)裝置則通電松閘；在停運(yùn)時(shí)，則制動(dòng)裝置斷電，轎廂當(dāng)即停行。

2.4 導(dǎo)向系統(tǒng)

導(dǎo)向系統(tǒng)的功能在于控制轎廂、對(duì)重兩系統(tǒng)的運(yùn)行自由度，確保兩者只可以在導(dǎo)軌向型垂直運(yùn)動(dòng)該系統(tǒng)由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴及導(dǎo)軌架構(gòu)成。其中，核心部分是導(dǎo)軌主，功能就是導(dǎo)向，以免對(duì)重、轎廂在運(yùn)行中發(fā)生水平移動(dòng)，確保兩者在井道中有個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的位置，同時(shí)要確保轎廂穩(wěn)定。在行安全鉗動(dòng)作時(shí)，導(dǎo)軌是最為主要的支撐件，能夠避免轎廂、對(duì)重高速滑落。實(shí)際上，導(dǎo)軌和電梯乘坐的舒適讀存在密切關(guān)系，通常在緊急狀況下，電梯會(huì)作出安全鉗動(dòng)作，而導(dǎo)軌能夠有效固定轎廂，并對(duì)升降向予以準(zhǔn)確控制。一般在電梯機(jī)械的安全設(shè)計(jì)上，井道設(shè)有4根導(dǎo)軌，兩根用于對(duì)重系統(tǒng)，其余用于轎廂系統(tǒng)。在裝置導(dǎo)軌時(shí)，必須穩(wěn)固好，壓道板、螺栓螺母均要嚴(yán)格依照規(guī)定安裝。

2.5 重量平衡系統(tǒng)

該系統(tǒng)的功能就是確保轎廂重量的平衡，確保電梯運(yùn)行中轎廂、對(duì)重系統(tǒng)間保持穩(wěn)定維距離，同時(shí)確保曳引系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。主要包括對(duì)重、重量補(bǔ)償鏈兩個(gè)部分，其中對(duì)重由重架、對(duì)重坨、壓緊裝置及反繩輪等構(gòu)成。在實(shí)際運(yùn)行中，導(dǎo)向輪、曳引輪會(huì)牽引好轎廂，而對(duì)重鋼絲繩與轎廂相連達(dá)到平衡，補(bǔ)償鏈則主要增加鋼絲繩重量。為確保電梯平衡、穩(wěn)定運(yùn)行，在設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置合理的額定載荷，并嚴(yán)格執(zhí)行。

3.結(jié)語(yǔ)

總之，電梯是現(xiàn)代人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡奶厥庑暂d運(yùn)工具，其機(jī)械的合理設(shè)計(jì)和人們的安全有著密切關(guān)系，電梯機(jī)械設(shè)計(jì)越為科學(xué)合理，那么電梯就越發(fā)安全，運(yùn)行更為穩(wěn)定，保障人們的安全和出行便利。

[1]何紹能.淺談電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)及相關(guān)問(wèn)題[J].科技展望，2016，18：69.

[2]宋清.電梯的機(jī)械裝置及機(jī)械結(jié)構(gòu)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016，01：63-64.

[3]王曉南.電梯轎門(mén)機(jī)械鎖設(shè)置探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016，22：64-65.