1绪论
1.1电梯起源
电梯是现代多层及高层建筑物中不可缺少的垂直运输设备。早在公元前1100年前后,我国古代的周朝时期就出现了提水用的辘轳,这是一种由木制的支架、卷筒、曲柄和绳索组成的简单卷扬机。公元前236年在古希腊,由著名的科学家阿基米德制成了第一台人力驱动的卷筒式卷扬机。这些就是电梯的雏形。
1.2电梯的种类
电梯作为一种通用垂直运输机械,被广泛用于不同的场合,其控制、拖动、驱动方式也多种多样,因此电梯的分类方法也有下列几种。
1.2.1按用途分类
这是一种常用的分类方法,但由于电梯有一定的通用性,所以按用途分类在使用中用得较多。但实际标准不很明确。
a乘客电梯
用于运送乘客为主,兼以运送重量和体积合适的日用物件。适用于高层住宅、办公大楼、宾馆或饭店等人流较大的公共场合。其轿厢内部装饰要求较高,运行舒适感要求严格,具有良好的照明与通风设施,为限制乘客人数,其轿厢内面积有限,轿厢宽深比例较大,以利于人员出入。为提高运行效率,其运行速度较快。派生品种有住宅电梯、观光电梯等。
b载货电梯
用于运送货物为主,并能运送随行装卸人员。因运送货物的物理性质不同,其轿厢内部容积差异较大。但为了适应装卸货物的要求,其结构要求坚固。由于运送额定重量大,一般运行速度较低,以节省设备投资和电能消耗。轿厢的宽深比例一般小于1。
c客货两用电梯
主要用于运送乘客,也可运送货物。其结构比乘客电梯坚固,装饰要求较低。一般用于企业和宾馆饭店的服务部门。
d病床电梯
用于医疗单位运送病人,医疗救护器械。其特点为轿厢宽深比小,深度尺寸>=2.4m,以能容纳病床,要求运行平稳,噪声小,平层精度高。
e杂物电梯
这是一种专用于运送小件品的的电梯,最大载重量为500g,如果轿厢额定载重量大于250Kg应设限速器和安全钳设施。为防止发生人身事故,严禁乘人和
装卸货物将头伸入,为此限制轿厢分格空间高度不得超过1.4m,面积不得大于1.25m*m,深度不得大于1.4m。
其他特种用途的电梯还有汽车电梯,船舶电梯等。
1.2.2按速度分类
电梯的额定运行速度正在逐步提高,因此按速度分类的国家标准正待颁布。目前的习惯划分为:
a低速电梯
这种电梯的额定速度<=0.75m/s。 b中速电梯
这种电梯的额定速度>=1m/s~2.5m/s。 c高速电梯
这种电梯的额定速度>2.5m/s~4m/s。 d超高速电梯
这种电梯的额定速度>4m/s。
1.2.3按拖动电动机类型分类
a交流电梯
将采用交流电动机拖动的电梯。其中又可分为单、双速拖动,采用该变电动机极对数的方法调速。调压拖动,通过改变电动机电源的方法调速。调频调压拖动,采用同时改变电动机电源电压和频率的方法调速。
b直流电源
这是一种采用直流电动机拖动的电梯。由于其调速方便,加减速性好,曾被广泛采用随着电子技术的发展,直流拖动正被节省能源的交流调速拖动代替。
1.2.4按驱动方式分类
a钢丝绳驱动式电梯
它可分成两种不同的型式,一种是被广泛采用的摩擦曳引式。另一种是卷筒强制式。前一种安全性和可靠性都较好,后一种的缺点较多,已很少采用。
b液压驱动式电梯
这种驱动式电梯历史较长,它可分为柱塞直顶式和柱塞侧置式。优点是机房设置部位较为灵活,运行平稳,采用直顶式时不用轿厢安全钳及底坑地面的强度可大大减小,顶层高度限制较宽。但其工作高度受柱塞长度限制,运行高度较低。在采用液压油作为工作介质时,还须充分考虑防火安全的要求。
c齿轮齿条驱动式电梯
它通过两对齿轮齿条的齿和来运行;运行振动、噪声较大。这种型式一般不
需要设置机房,由轿厢自备动力机构,控制简单,适用于流动性大的建筑工地。目前已划入建筑升降机类。
d链条链轮驱动式电梯
这是一种强制驱动型式,因链条自重较大,所以提升高度不能过高,运行速度也以因链条链轮传动性能局限而较低。但它在用于企业升降物料的作业中,有着传动可靠,维护方便,坚固耐用的优点。
其他驱动方式还有气压式。直线电机直接驱动,螺旋驱动等。
1.2.5按控制方式分类
目前电梯技术的发展使电梯控制日趋完善,操作趋于简单,功能趋于多样,控制方式正向广泛应用微电子新技术的方向发展。目前常见的控制方式有:微机集选控制(按钮操作);门微机并联、梯群控制(按钮操作);继电器信号控制和手柄控制(手柄或按钮操作)。
除上述常见的分类外,目前还有按机房位置、钢丝绳传动型式等分类方法。
1.3电梯的主要组成及结构
机房内的主要部件通常有主机、控制屏(柜)、限速器、选层器、极限开关等。井道内的主要部件通常有轿厢(及其安装在它上面的一些附件或设施如轿门、轿顶轮、导靴、安全钳、悬挂装置、随行电缆等)、对重装置(及其安装在它上面的设施如导靴、悬挂装置等)、层门(及其附属设施如门锁、地坎等)等。底坑内的主要部件通常有缓冲器、对重侧护栏、限速绳张紧装置等。
图1-1所示:
制动器曳引机曳引轮底座电动机控制柜绳轮限速器电源开关曳引钢丝绳限位开关撞弓轿箱导靴井道传感器开门机限位开关轿内操作箱轿箱架轿箱门轿箱体悬挂电缆层楼指示器呼梯按钮导靴层门对重补偿链液压缓冲器补偿链导轮限速器涨紧装置图1-1
1.3.1电梯的曳引机构
1.3.1.1曳引机构的组成
电梯曳引机构一般由电动机、制动器、减速箱、联轴器及曳引轮所组成。以电动机与曳引轮之间有无减速箱可分为有齿轮曳引机和无齿轮曳引机。
a无齿轮曳引机(无减速器曳引机)
无齿轮曳引机用在运行速度v>2.0m/s的高速电梯上。这种曳引机的曳引轮紧固在曳引电动机轴上,没有机械减速机构,整机结构比较简单。曳引电动机是专
为电梯设计和制造的,能适应电梯运行工作特点,具有良好调速性能的直流电动机(或交流变频电动机)。
该曳引机制动时所需要的制动力矩要比有减速器曳引机大得多,因此无减速器曳引机的制动器比较大。
由于无减速器曳引机多数情况是用于复绕传动结构中,所以曳引轮轴、复绕轮轴及其轴承的受力要比有减速器曳引机大得多,相应的轴也显得粗大。
由于无减速器曳引机没有减速器等有利因素,所以使用寿命比较长。 b有齿轮曳引机
有齿轮曳引机广泛用于运行速度v<=2.0m/s的各种货梯、客梯、杂物电梯上。为了减小曳引机运行时的噪声和提高平稳性,一般采用蜗轮副作减速传动装置。这种曳引机主要由曳引电动机、蜗杆、制动器、曳引绳轮、机座等构成,也有行星齿轮作减速器的行星曳引机(EPD)。
根据设计参数及要求,选择有齿轮曳引机 1.3.1.2曳引机构的减速器
电梯的工作特性要求曳引机减速器具有体积小、重量轻、传动平稳,承载能力大、传动比大、噪声低等特点。还要有工作可靠、寿命长、维护保养方便的要求。电梯常用的减速器有以下几种:
a蜗轮蜗杆减速器
蜗轮蜗杆减速器具有传动平稳、噪声低、抗冲击承载能力大,传动比大和体积小的优点。这是电梯曳引机最常用的减速器。
电梯用蜗轮蜗杆减速器通常有上置、下置和侧置三种蜗杆布置型式。早期蜗杆减速器因润滑要求常采用下置式布置蜗杆,这种配置方式由于润滑液面加至蜗杆轴心线平面,因此蜗轮摩擦面润滑条件较好,有利于减少起动磨损,提高润滑效率。但是蜗杆轴伸处容易漏油,增加了蜗杆轴油封的复杂性。随着蜗杆传动润滑技术的发展和曳引机轻量化的发展要求,采用法兰盘套装连接电动机的上置和侧置形式的减速器大量出现。这种布置可减小曳引机座面积,安装方便,布置灵活,但润滑设计要求较高。
b斜齿轮减速器
斜齿轮减速器斜齿轮减速器在20世纪70年代开始用于电梯曳引机构。斜齿轮传动具有传动效率高,制造方便的优点。也存在着传动平稳性不如蜗轮传动,抗冲击承载能力不高,噪声较大的缺点。因此斜齿轮减速器在曳引机上应用,要求有很高的疲劳强度,齿轮精度和配合精度;要保证总起动次数2000万次以上不能发生疲劳断裂。在电梯紧急制动,安全钳和缓冲器动作等冲击载荷作用时,确保齿轮不会有损伤,保证电梯运行安全。