電梯機械構(gòu)造及機械安全裝置分析

金笛 孫虹

摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高層建筑越來越多，電梯作為高層建筑中的重要交通工具，已經(jīng)與人們的生活與工作關(guān)系密不可分。與此同時，電梯所帶來的安全隱患與過往已經(jīng)發(fā)生的安全事故，給設(shè)計者提出了更高的要求。電梯作為交通工具為人們提供便捷的同時，其安全性更是重中之重。本文先分析了電梯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，在此基礎(chǔ)上重點分析電梯的部分機械安全裝置。

關(guān)鍵詞：電梯；機械構(gòu)造；機械安全裝置

一、電梯的結(jié)構(gòu)組成：

電梯的結(jié)構(gòu)主要包括四大空間及八大系統(tǒng)。四大空間，分別是機房部分、井道及底坑部分、轎廂部分、層站部分；八大系統(tǒng)包括曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)。電梯的各大組成部分之間相互聯(lián)系相互配合，在電氣控制系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制下，實現(xiàn)其運載功能，并保證其運行過程中的安全性與可靠性。

二、電梯的主要機械構(gòu)造：

1、曳引系統(tǒng)部分

電梯曳引機是電梯的動力設(shè)備，通過電力牽引為電梯提供動力，使電梯能夠正確的運行。電梯的曳引力是依靠曳引繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力產(chǎn)生的。按驅(qū)動電動機劃分，曳引機分為交流曳引機和直流曳引機兩種；按有無減速箱劃分，曳引機分為有齒曳引機和無齒曳引機兩種。而無齒曳引機因其結(jié)構(gòu)簡單、效率高、無污染等優(yōu)點，逐漸成為主流配置。

2、轎廂系統(tǒng)部分

轎廂是運載乘客或其他載荷的主體部件，是電梯承載和運送人員或物資的箱形空間，由轎廂架、轎廂體、稱重裝置等組成。轎廂在空間上要與電梯的承載重量相互吻合，《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB7588-2003）對額定載重量和轎廂最大有效面積做了相應(yīng)的規(guī)定，此外對于乘客電梯，為了保證不會過分擁擠，標準還規(guī)定了轎廂的最小有效面積。轎廂體由轎頂、轎底、轎壁、轎門組成，它們共同組成一個封閉的空間，為運載的乘客或貨物提供一個與外界井道等相對隔離的安全空間。轎架是轎廂的承載結(jié)構(gòu)，負荷通過轎架傳遞到曳引鋼絲繩，當有意外狀況發(fā)生時，轎架還要承受額外的作用力，因此轎廂架必須有足夠的強度。

3、門系統(tǒng)部分

電梯門分為層門和轎門，層門設(shè)在層站入口處，轎門與轎廂隨動。轎門的開啟與閉合由常安裝于轎頂上的自動門機提供動力，是主動門，而層門是被動門。為了防止乘客在等候電梯時發(fā)生墜入電梯井道的事故發(fā)生，層門必須要有足夠的強度、必要的鎖緊及連接安全可靠性保證。在乘客進出轎廂時，為防止夾傷事故發(fā)生，轎門的入口也要設(shè)置安全保護裝置，如安全觸板或光幕裝置。

4、導(dǎo)向系統(tǒng)部分

電梯在井道內(nèi)上下運行，需要安全、平穩(wěn)、舒適。導(dǎo)軌是通過導(dǎo)軌支架被安裝在井道壁上，在電梯運行過程中，為轎廂及對重提供導(dǎo)向作用的部件。電梯導(dǎo)軌主要分為實心導(dǎo)軌和空心導(dǎo)軌兩大類。在電梯出現(xiàn)超速事故時，導(dǎo)軌要承受緊急制停電梯的沖擊力，所以導(dǎo)軌要具備足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性。導(dǎo)軌是垂直電梯的重要基準部件，也是關(guān)系到電梯安全及運行質(zhì)量的重要部件。

5、重量平衡系統(tǒng)部分

對重裝置一般由對重框和對重塊組成，是用來平衡轎廂重量的結(jié)構(gòu)部件。轎廂和對重之間通過曳引繩進行連接，通過曳引機上曳引輪的摩擦力帶動轎廂和對重上下運動。對重的作用是平衡轎廂的重量，使曳引輪只需要提供轎廂與對重重量之差即可帶動他們上下運動。

三、電梯的機械安全裝置

設(shè)計制造電梯時，在保證其基本運載功能及美觀舒適等要求外，必須將電梯的安全運行放在首位。電梯的安全，首先是對人員的保護，同時也要保護電梯設(shè)備本身、所運載的貨物以及相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)也要進行必要的保護。隨著電梯事業(yè)的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的進步，現(xiàn)代電梯都有較完善的安全保護系統(tǒng)，包括一系列的機械安全裝置和電氣安全裝置。

1、限速器安全鉗和轎廂上行超速保護裝置

牽引系統(tǒng)提供拉力，電梯向上運行，這一過程中是勻速的，在到站停止之前，控制系統(tǒng)會自動調(diào)節(jié)速度直到電梯可靠平層。相比于上升過程，下降過程的速度控制難度更大，下降過程也需要牽引，以免速度過快或者電梯失去控制。因此保障電梯機械安全的裝置中，首先要分析的便是限速裝置。

限速器是采用物理原理來實現(xiàn)對電梯速度進行控制的安全裝置。當電梯的運行速度超過額定速度一定值時，限速器動作能切斷安全回路或進一步觸發(fā)安全鉗或者上行超速保護裝置起作用，使電梯減速制停。

安全鉗分為瞬時式安全鉗和漸進式安全鉗。轎廂上必須配用安全鉗，而對重則可以根據(jù)需求必要時配安全鉗。安全鉗是受限速器的控制，當電梯運行超速，限速器動作并通過限速器與安全鉗之間的連接機構(gòu)觸發(fā)安全鉗，使安全鉗夾持住導(dǎo)軌，通過安全鉗與導(dǎo)軌之間的摩擦力制停轎廂。

2、緩沖裝置

緩沖器是電梯極限位置的安全裝置，被稱為電梯的最后一道安全保護裝置。當電梯運行超越底層或者頂層時，轎廂或者對重會撞擊到緩沖器，而緩沖器會吸收或者消耗電梯的能量，從而使轎廂或?qū)χ匕踩珳p速直至停止。

電梯用緩沖器分為蓄能型緩沖器和耗能型緩沖器兩種。蓄能型緩沖器只能用于低速電梯，而耗能型緩沖器可用于任何額定速度的電梯。

結(jié)語：綜上所述，隨著電梯的廣泛應(yīng)用，如今電梯的安全事故也屢屢發(fā)生，因此電梯的安全越來越受到人們的關(guān)注。本文首先介紹了電梯的主要機械構(gòu)造，包括曳引系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、門系統(tǒng)以及導(dǎo)向系統(tǒng)幾個較為重要的結(jié)構(gòu)組成部分。而電梯的機械安全裝置主要以限速器安全鉗裝置及緩沖器兩方面展開，對其進行簡要分析。在電梯的設(shè)計制造過程中，只有對電梯的各機械結(jié)構(gòu)部分及安全裝置部分進行充分的了解與分析，才能保證電梯的安全、穩(wěn)定運行，為人們的生命和財產(chǎn)安全保駕護航。

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（作者單位：沈陽三洋電梯有限公司）