开门时,门刀向左推动锁臂滚动,使锁臂作顺时针转脱离锁钩,同时锁臂头上的导电座与电开关触头脱离,当锁臂的转动被限位块挡住时,门刀的开锁动作结束,厅门被带动。厅门的移动使得碰轮1被挡块挡住而作顺时针翻转,在拉簧的作用下,动滚轮随之迅速靠向门刀,两个滚轮将刀夹住,如图2—50所示。
关门时,门刀向右推动动滚轮,接近闭合位置时,碰轮I被挡块挡住而作逆时针翻转,带动整个滚轮座迅速翻转复位,使动滚轮脱离门刀,锁臂在弹簧力的作用下与锁钩锁合,导电座与电开关触头接触,电梯控制电路接通。 这种门锁在锁合时同样需要以门的动力将上滚轮翻转,但由于只需要克服拉力较小的拉簧拉紧力,使门扇可以以较小的速度闭合,减小了冲击。同时,这种门锁以电气开关和导电座代替了前一种电气开关,排除了由于开关触头粘连使电气联锁失灵的可能。
门锁由底座、锁钩、钩挡、施力元件、滚轮、开锁门轮和电气安全触点组成,图2—51所示是目前使用较多门锁结构示意图。可见,即使弹簧(施力元件)失效,也可靠重力使门锁钩闭合,非常安全。门锁要求十分牢固,在开门方向施加1000N的力应无永久变形,所以锁紧元件(锁钩、锁挡)应耐冲击,由金属制造或加固。
1—触点开关;2—锁钩;3—滚轮;4—底座;5—外推杆;6—钩挡;7—压紧弹簧;8—开锁门轮
锁钩的啮合深度(钩住的尺寸)是十分关键的,标准要求在啮合深度达到和超过7mm时,电气触点才能接通,电梯才能启动运行。锁钩锁紧的力是由施力元件(即压紧弹簧)和锁钩的重力供给的。以往曾广泛使用的从下向上钩的门锁(如图2—50所示),由于当施力元件(弹簧)失效时,锁钩的重力会导致开锁,已禁止生产和使用。
门锁的电气触点是验证锁紧状态的重要安全装置,要求与机械锁紧元件(锁钩)之间的连接是直接的和不会误动作的,而且当触头粘连时,也能可靠断开。现在一般使用的是簧片式或插头式电气安全触点,普通的行程开关和微动开关是不允许用的。
除了锁紧状态要有电气安全触点来验证外,轿门和层门的关闭状态也应有电气安全触点来验证。当门关到位后,电气安全触点才能接通,电梯才能运行。验证门关闭的电气触点也是重要的安全装置。应符合规定的安全触点要求,不能使用一般的行程开关和微动开关。
层门门扇之间若是用钢丝绳、皮带、链条等传动的,称为间接机械传动,应在每个扇上安装电气安全触点。由于门锁的安全触点可兼任验证门关闭的任务,所以有门锁的门扇可以不再另装安全触点。
当门扇之间的连动是由刚性连杆传动的称为直接机械传动,则电气安全触点可只装在被锁紧的门扇上。
轿门的各门扇若与开门机构是由刚性结构直接机械传动的(如图2—44),则电气安全触点可安装在开门机构的驱动元件上;若门扇之间是直接机械连接的,则可只装在一个门扇上;若门扇之间是间接机械连接即由钢丝绳、皮带、链条等连接传动的,而开门机构与门扇之间是刚性结构直接机械连接的(如图2—43),则允许只在被动门扇(不是开门机直接驱动的门扇)安装电气安全触点。如果开门机构与门扇之间也不是由刚性结构直接机械连接的(如图2—47),则每个门扇均要有电气安全触点。
5.人工紧急开锁和强迫关门装置
为了在必要时(如救援)能从层站外打开层门,标准规定每个层门都应有人工紧急开锁装置。工作人员可用三角形的专用钥匙从层门上部的锁孔中插入,通过门后的装置(如图2—51所示的开门顶杆)将门锁打开。在无开锁动作时,开锁装置应自动复位,不能仍保持开锁状态,
在以往的电梯上紧急开锁装置只设在基站或两个端站。由于电梯救援方式的改变,现在强调每个层站的层门均应设紧急开锁装置。
当轿厢不在层站时,层门无论什么原因开启时,必须有强迫关门装置使该层门自动关闭,如图2—48所示的强迫关门装置是利用重锤的重力,通过钢丝绳、滑轮将门关闭。强迫关门装置也有利用弹簧来实施关门的。 (三)门运动过程中的保护
为了尽量减少在关门过程中发生人和物被撞击或夹住的事故,对门的运动提出了保护性的要求。首先门扇朝向乘员的一面要光滑,不得有可能钩挂人员和衣服的大于3mm的凹凸。同时阻止关门的力(实际上也就是关门的力)不大于150N,以免对被夹持的人造成伤害。同时设置一种保护装置,当乘客在门的关闭过程中被门撞击或可能会被撞击时,保护装置将停止关门动作使门重新自动开启。保护装置一般安装在轿门上,常见的有接触式保护装置、光电式保护装置和感应式保护装置。
接触式保护装置一般为安全触板。两块铝制的触板由控制杆连接悬挂在轿门开口边缘,平时由于自重凸出门扇边缘约30mm,当关门时若有人或物在门的行程中,安全触板将首先接触并被推入,使控制杆触动微动开关,将关门电路切断接通开门电路,使门重新开启。
光电式保护装置有的是在轿门边上设两组水平的光电装置,为防止可见光的干扰一般用红外光。两道水平的红外光好似在整个开门宽度上设了两排看不见的“栏杆”,当有人或物在门的行程中遮断了任一根光线都会使门重开。还有一种光电保护装置是在开门整个高度和宽度中由几十根红外线交叉成一个红外光幕,就像一个无形的门帘,遮断其中的一部分门就会重新开启。
感应式保护装置是借助磁感应的原理,在保护区域设置三组电磁场,当人和物进入保护区造成电磁场的变化,就能通过控制机构使门重开。 (四)门的整体要求
为保证电梯的安全运行,层门和轿门与周边结构如门框,上门楣等的缝隙只要不妨碍门的运动应尽量小,标准要求客梯门的周边缝隙不大于6mm,货梯不大于8mm。在中分门层门下部用人力向两边拉开门扇时,其缝隙不得大于30mm。从安全角度考虑电梯轿门地坎与层门地坎的距离不得大于35mm。轿门地坎与所对的井道壁的距离不得大于150mm。 电梯的门刀与门锁轮的位置要调整精确,在电梯运行中,门刀经过门锁轮时,门刀与门锁轮两侧的距离要均等;通过层站时,门刀与层门地坎的距离和门锁轮与轿门地坎的距离均应为5~10mm。距离太小容易碰擦地坎,太大则会影响门刀在门锁轮上的啮合深度,一般门刀在工作时应与门锁轮在全部厚度上接触。
当电梯在开锁区内切断门电机电源或停电时,应能从轿厢内部用手将门拉开,开门力应不大于300N,但应大于50N。要能从轿厢内将门拉开,要求如图2—43、2—44、2—45所示的开门机构在关门状态时曲柄不能在死点。而要求开门力大于50N是为了防止电梯运行过程中门自动开启,一般采用运行中不切断门电机励磁电流或门机上设平衡锤等方法防止门在电梯运行中关不严或自动开启。
电梯开门后若没有运行指令,电梯门应在一段必要的时间后自动关闭,不应该出现电梯开着门在层站等待的现象。 层门外的候梯部位应有不低于50Lux的照明,在层门开启时能看清层门内的情况。 第二章-第三节 导向系统
导向系统功能是限制轿厢和对重的活动自由度,使轿厢和对重只沿着各自的导轨作升降运动,使两者在运行中平稳,不会偏摆,如图2—52所示。
1—曳引机;2—承重梁;3—导向轮;4—曳引绳;5—轿厢导靴;6—开门机;7—轿厢;8—对重导靴;9—对重装置;10—防护栏;11—对重导轨;12—缓冲器;13—限速器张紧装置;14—限位开关;15—轿厢导轨;16—补偿链;17—安全钳嘴;18—曳引绳;19—限速器;20—控制柜;21—极限开关 有了导向系统,轿厢只能沿着左右两侧的竖直方向的导轨上下运行。
对重只能沿着位于对重两侧的竖直方向的导轨上下运行。所以电梯的导向系统,包括轿厢的导向和对重的导向两部分。
不论是轿厢导向和对重导向均由导轨、导靴和导架组成,如图2—53、2—54所示。
导向系统是使轿厢和对重顺利地沿着各自的导轨平稳地上下运动,轿厢和对重是通过曳引钢丝绳分别挂在曳引机的两侧,两边就形成平衡体,起到相对重量平衡作用。
另外,连接轿厢和对重的曳引钢丝绳,如楼层高,钢丝绳长,自身的重量增多,通过连接在轿厢底和对重的补偿链(见图2—52中的补偿链)起着两边重量平衡的补偿作用。这样,导向系统配合了重量平衡系统,从而保证了电梯曳引传动的正常,运行的平衡可靠。
综上所述,导向系统的主体构件是导轨和导靴;重量平衡系统的主体构件是对重和补偿链(绳)。 一、导轨
1.导轨的种类和规格 (1)导轨的横截面(断面)形状
一般钢导轨,常采用机械加工方式或冷轧加工方式制作。常见的导轨横截面形状如图2—55所示。
电梯中大量使用的“T”形导轨如图2—55(a)所示,但对于货梯对重导轨和速度为1m/s以下的客梯对重导轨,一般多采用“L”型(图2—55(b))导轨(规格为L75×75×8~10)。
如图2—55(c)(d)(e)所示,常用于速度低于0.63m/s的电梯,导轨表面一般不作机械加工。 图2—55(f)(g)所示为一次冷轧成型的导轨。 (2)T型导轨的规格
T型导轨是电梯常见的专用导轨,具有良好的抗弯性能及良好的可加工性能。
T型导轨的主要规格参数,是底宽b、高度h和工作面厚度k,如图2—56所示。我国原先用b×k作为导轨规格标志,现已推广使用国际标准T型导轨,共有十三个规格,以底面宽及工作面和加工方法:即以“b/加工方法”作为规格标志。
2.导轨的安装 (1)导轨的连接
架设在井道空间的导轨是从下而上,由于每根的导轨一般为3~5m,因此必须进行连接安装,连接工艺在安装时,两根导轨的端部要加工成凹凸形的榫头与榫槽楔合定位,底部用连接板将两根固定,如图2—57所示(表示两根导轨端部连接后的正立面图与侧立面图)。
(2)导轨的固定
导轨不能直接紧固在井道内壁上,它需要固定在导轨架上,固定方法一般不采用焊接或用螺栓连接,而是用压板固定法,如图2—58所示。
压板固定法,用导轨压板将导轨压紧在导轨架上,当井道下沉,导轨因热胀冷缩,导轨受到的拉伸力超出压板的压紧力时,导轨就能作相对移动,从而避免了弯曲变形。这种方法被广泛用在导轨的安装上,压板的压紧力可通过螺栓的被拧紧程度来调整,拧紧力的确定与电梯的规格,导轨上、下端的支承形式等有关。 二、导轨架
(一)导轨架的作用及其种类 1.作用
导轨架作为导轨的支承件,被安装在井道壁上。它固定了导轨的空间位置,并承受来自导轨的各种作用力。
2.种类
导轨架有各种形状,常见的有山形导轨架、L形导轨架、框形导轨架等三种。
a.山形导轨架(轿厢导轨架);b.L形导孰架(对重导孰架);c.框形导轨架(轿厢、对重导轨共用架)
(1)山形导轨架:如图2—59(a)所示,其撑臂是斜的,倾斜角常为15°或30°,具有较好的刚度。这种导轨架一般为整体式结构,常用作轿厢导轨架。其平面示意图如图2—60所示。
(2)L形导轨架:如图2—59(b)所示,这种导轨架结构简单,用于对重的导轨架。其平面图示意如图2—61所示。
(二)导轨架的固定与安装方法 1.用地脚螺栓
将尾部预先开叉的地脚螺栓固定在井壁中,埋深度不小于120mm,然后将导轨架旋紧固定,如图2—63所示。 (3)框形导轨架:如图2—59(c)和2—62所示。
2.用膨胀螺栓
以膨胀螺栓代替地脚螺栓,不需预先埋入,只需在现场安装时打孔,放入膨胀套筒螺母,然后拧入螺栓,至螺栓被胀开固死即可,因此具有简单、方便、灵活可靠的特点,是目前常用的一种方法,如图2—64所示。
地脚螺栓法和膨胀螺栓法,
一般用于整体式导轨架。为了调整架的高度,允许在撑臂与墙面之间加金属垫板,但当垫板厚度超过10mm时,应与撑臂焊成一
3.预埋钢板弯钩
预先将钢板弯钩按导轨架安装位置埋在井道壁中,在安装时将导轨架焊在上面。为了保证强度,焊缝应是双面的。如图2—65所示。
4.用螺栓穿入紧固
当井道壁的厚度小于100mm时,以上几种方法都不能采用,这时可采用螺栓穿过井道壁,同时要在外部加垫尺寸不小于100×100×10mm(长×宽×厚)的钢板,如图2—66所示。
5.预埋导轨架
在土建时,井道壁上预留埋入孔,然后
在安装时将导轨架端部开叉埋入,深度不小于120mm。如图2—67所示。
三、导靴
导靴的凹形槽(靴头)与导轨的凸形工作面配合,使轿厢和对重装置沿着导轨上
下运动,防止轿厢和对重运行过程中偏斜或摆动,如图2—68所示。
1—导靴;2—导轨;3—轿架或对重架;4—导靴凹凸槽;5—导轨凸形工作面
导靴分别装在轿厢和对重装置上。轿厢导靴安装在轿厢上梁和轿厢底部安全钳座(嘴)的下面,共四个,如图2—69所示。对重导靴是安装在对重架的上部和底部,一组共四个,如图2—70所示。实际上导靴是在水平方向固定轿厢与对重的位置。
一个导靴一般可以看成是由带凹形槽的靴头、靴体和靴座组成,如图2—71所示。简单的导靴可以由靴头和靴座构成。靴头可以固死的,也可以流动(滑动)的;靴头可以是凹形槽与导轨配合,也可以用三个滚轮与导轨配合运行。
由于固定式导靴的靴头是固死的,没有调节的机构,导靴与导轨的配合存在一定的间隙,随着运行时间的增长,其间隙会越来越大,这样轿厢在运行中就会产生一定的晃动,甚至会出现冲击,因此固定式导靴只用于额定速度低于0.63m/s的电梯。 1.弹性滑动导靴
弹性滑动导靴由靴座、靴头、靴衬、靴轴、压缩弹簧或橡胶弹簧、调节套或调节螺母组成,如图2—72所示。
1—靴头;2—弹簧;3—尼龙靴衬;4—靴座;5—导轨;6—靴轴;7—调节套
弹簧式弹性滑动导靴的导靴头只能在弹簧的压缩方向上作轴向浮动,因此又称单向弹性导靴。
弹簧式滑动导靴与固定式滑动导靴的不同之处就在于靴头是浮动的,在弹簧力的作用下,靴衬的底部始终压贴在导轨端面上,因此能使轿厢保持较稳定的水平装置,同时在运行中具有吸收振动与冲击的作用。 2.滚动导靴
刚性滑动导靴和弹性滑动导靴的靴衬无论是铁的、钢的或尼龙的,在电梯运行过程中,靴衬与导轨之间总有摩擦力存在。这个摩擦力不但增加曳引机的负荷,而且是轿厢运行时引起振动和噪声的原因之一。为了减少导靴与导轨之间的摩擦力,节省能量,提高乘坐舒适感,在运行速度υ>2.0m/s的高速电梯中,常采用滚轮导靴取代弹性滑动导靴。 滚动导靴由滚轮、弹簧、靴座、摇臂等组成,如图2—73所示。
滚动导靴以三个滚轮代替了滑动导靴的三个工作面。三个滚轮在弹簧的作用下,压贴在导轨三个工作面上,电梯运行时,滚轮在导轨面上作滚动。
滚动导靴以滚动降擦代替厂滑动摩擦,大大减少了摩擦损耗,节省了能量;同时还在导轨的三个工作面方向,都实现了弹性支承,从而对Fx及Fy力都具有良好的缓冲作用。并能在三个方向上自动补偿导轨的各种几何形状误差及安装偏差。滚动导轨的这些优点,使它能适应高的运行速度,在高速电梯上得到广泛应用。
滚动导靴的滚轮常用硬质橡胶制成。为了提高与导轨的摩擦力,在轮圈上制出花纹。滚轮对导轨的压力,其意义与滑动导靴相同。初压力的大小通过调节弹簧的被压缩量加以调节。
应当注意的是,滚动导靴,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。滚轮转动应灵活、平稳、可靠。
对于重载高速电梯,为了提高导靴的承载能力,有时也采用六个滚轮的滚动导靴。滚动导靴可以在干燥的不加润滑的导轨上作,因此不存在油污染,减少了火灾的危险。