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1、垂直电梯基础知识,合同工程部 王应 2011年3月,1,主要内容,电梯发展史 电梯分类 电梯基本结构 曳引系统 导向系统 门系统 轿厢 重量平衡系统 电气控制系统 安全保护系统,2,电梯的发展史,1852年，世界上第一台升梯诞生 1853年，世界上第一台安全升梯问世 1857年，世界第一台载人电梯问世 1889年奥的斯成功试制第一台电力驱动蜗杆涡轮减速电梯，电梯才真正意义上得到推广。 60-70年代电梯控制技术是：调压调速 80年代电梯控制技术是：调压调频调速（VVVF）,3,电梯的分类,按驱动方式分： 交流电梯、直流电梯、液压电梯、齿轮齿条电梯、直线电机驱动电梯 按用途分： 乘客电梯、载货电
2、梯、病床电梯、观光电梯、杂物梯、汽车电梯、特种电梯（船舶、水库用） 按速度分: 低速梯、中速梯、高速梯、超高速 按操纵方式： 手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、并联控制、群控控制,4,电梯的分类,钢丝绳鼓轮式电梯（卷桶式） 钢丝绳曳引驱动式电梯（摩擦式） 液压驱动式电梯（分为柱塞直顶式和柱塞侧顶式） 齿轮齿条式电梯：一般用于工程电梯,目前比较常见的几种电梯,5,钢丝绳电梯,第一阶段：鼓轮式传动 电机驱动力矩： A.轿厢自重 B.轿厢内人或货物重量 C.钢丝绳重量 D.传动机构的摩擦力,6,钢丝绳电梯,第二阶段：曳引式传动 电机驱动力矩： A.轿厢自重+轿厢内载荷与对重重量之差 B.传
3、动机构的摩擦力,7,电梯的常见速度,低速梯:V1.0m/s 快速梯:1.0m/sV2.0m/s （10层以上） 高速梯:2.0m/sV3.0m/s （16层以上） 超高速梯:V3.0m/s 10.0m/s,8,电梯,9,电梯基本结构,注:不同种类的电梯结构会略有不同,详细内容请依据各梯种的介绍材料,电梯通常包含以下几个功能的系统 曳引系统 导向系统 门系统： 轿厢： 重量平衡系统： 电气控制系统： 安全保护系统：,10,电梯的设计标准,GB7588-2003 适用与全国的电梯制造与安装安全规范,11,曳引系统,曳引机是整个电梯的驱动系统，一般由电动机、 制动器、松闸装置、减速箱（无齿轮曳引机没
4、有）、盘车装置、 曳引轮和导向轮等组成；其功能是：将电能转换成机械能直接或间接带动曳引轮转动。,12,曳引机比,绕绳比采用1：1 绕绳比采用2：1单绕； 绕绳比采用2：1复绕； 绕绳比采用4：1,绕绳比2：1单绕,绕绳比2：1复绕,绕绳比2：1单绕,13,曳引系统构成,曳引机：电梯的驱动装置 曳引机底座：连接曳引机与机器梁 导向轮：起导向作用,曳引机,曳引机底座,14,导向系统,导轨、导轨支架，加上导靴组成电梯的导向机构，是确保电梯轿厢（对重）按预定轨迹，做上下垂直运动的重要部件；组成：导轨，导轨连接件，导轨支架，导轨底座，导靴,导轨,导轨支架,导轨底座,常用的导轨型号： T75,T89,T1
5、14,T127,空心导轨,15,导轨支架,导轨支架，是固定导轨的部件，按照国标要求，每根导轨上面至少 要有两档导轨支架，并且各档导轨支架之间的距离不应大于2.5m。 导轨支架与建筑物之间的固定有：预埋螺栓或直接埋设固定法、 对穿螺栓固定法、预埋钢板焊接固定法、预埋C型槽固定架 、 膨胀螺栓固定法等；,16,导轨支架,导轨支架采用钢板压弯成型可调整导轨支架，按土建中实际 尺寸来定制，可以满足井道的适当误差范围； 与墙面的连接采用膨胀螺栓固定法；,17,轿厢组成,轿架 轿厢体 轿底 围壁 轿顶 轿门、门机等 轿顶防护栏 COP,18,轿架,轿架为钢板压弯成型，螺栓组装结构，包含：上梁、立梁、外轿底
6、、下梁、拉条等； 还包括：轿厢悬吊、导靴、安全钳等必需件；,19,轿架,轿厢悬吊：作为轿顶返绳轮，实现绕绳比2：1； 标准配置：630/800/1000kg时，轿顶轮采用90度布置； 1150/1350/1600kg时，轿顶轮采用0度布置；,20,轿架,导靴：是电梯导向机构的组成之一； 中低速电梯选用滑动导靴； 高速电梯采用滚动导靴,21,轿架,安全钳，是电梯的重要机械安全保护装置之一； 作用：轿厢或对重向下运动时发生打滑、断绳、失控等而出现超速 向下的情况下，与限速器产生联动，拉杆被提起，使安全钳锲块或 滚珠等产生上升或水平移动，同时使曳引机和制动器断电，使轿厢 减速并被安全钳制停在导轨上；
7、 分类：瞬时式安全钳（v=0.63m/s）、渐进式安全钳,22,轿底,轿厢体一般由轿底、轿厢围壁、轿顶、轿门等组成； 巨力轿底按载重分成两种结构： 630/800/1000kg结构如上图，预留装饰厚度3mm/25mm； 1150/1350/1600kg结构如下图，预留8mm/30mm 当3mm或8mm装修时，可选用不同PVC 板； 当25mm，客户可自己进行大理石等装修；,23,轿厢围壁,轿厢围壁由钢板压弯成型制作： 1、材质 标准配置为静电喷涂；公司提供P-01等8种颜色，客户也可提供色 卡制作； 可选配置为发纹不锈钢，也可非标选用镜面不锈钢、蚀刻不锈钢等 多种特殊钢板； 2、高度 标准配置
8、：2500mm 可选配置：2300mm（1000kg） 非标：22002700mm不同轿厢高度； 3、踢脚板 有（1000kg） 4、扶手 标准配置：无；可选HR01等多种扶手,24,门系统,电梯有层门和轿厢门。 层门设置在层站入口处，一般02两个出入口。 轿厢门与轿厢一体，是主动门。层门是从动门。,25,门的主要类型,电梯门主要有两大类：滑动门和旋转门，目前普遍采用是滑动门。 滑动门按其开门方向又可分为中分式、旁开式和直分式三种。 中分式的门扇一般为2扇或4扇，分别由中间向两侧方向开启 。 旁开式门扇在开关过程中的运动方向是相同的 直分式门又称闸门，门扇上下方向运动,26,门的结构型式,电梯
9、的门由门扇、门滑轮、门地坎、门导轨架、光幕等部件组成。层门和轿门都有门滑轮悬挂在门的导轨（或导槽）上、下部通过们滑块与地坎相配合。 门扇 电梯的层门和轿门均应是封闭无孔的。 门扇一般用1.5mm厚的薄钢板折边而成，中间辅以加强筋。 不论是轿门和层门，其机械强度均应满足：当门在锁住位置上，用300N的力垂直作用在门扇的任何位置，且均匀分布在5cm的圆形或方形面积上，其弹性变形应不大于15mm，当外力消失后，应无永久变形，且启闭正常。,27,重量平衡系统,功能：相对平衡轿厢重量，使轿厢与对重间的重量差保持在某一个限额之内，减少电梯曳引电动机功率的损耗，减少钢丝绳与曳引轮之间的曳引力（摩擦力），从而
10、延长钢丝绳的使用寿命，保证电梯的曳引传动正常。 组成：对重和对重块及重量补偿装置。 对重：由对重架和对重块组成，其重量与轿厢满载时的重量成一定比例，与轿厢间的重量差具有一个恒定的最大值，又称平衡重。 对重重量=轿厢重量+K*额定载重量（K=0.4- 0.5） 重量平衡装置：补偿轿厢与对重侧曳引绳长度变化对电梯平衡设计影响的装置，一般有平衡链和平衡钢丝绳。,28,对重-1:1方式,29,对重-2:1方式,30,重量平衡系统,对重 对重由对重架与对重块及对重导靴等组成，对重架上装有对重导靴。 当采用2:1曳引方式时，对重架顶部设有对重轮或反绳轮，有时对重架底部还设有安全钳。 对重块安装在对重架中，
11、对重块顶部须用压板压紧，防止电梯在运行中发生窜动或坠落。 对重重量=轿厢自重+K*轿厢额定载荷 K平衡系数（0.4-0.5） 对重架底部安装有调整垫块，用以补偿钢丝绳延伸而导致对重架底部撞板至缓冲器顶面间的缓冲距离减少。,31,平衡系数,平衡系数的测定方法 电流法或转速法 在轿厢内装入试验用标准砝码，其重量为额定载重量的40%-50%，然后使电梯按额定速度上下运行数次，在机房内用钳型电流表或转速表测定并记录轿厢每次上下方向的电流值或转速值，比较上、下运行的电流或转速差值应不大于5%。,32,平衡系数,经验法 即用人力盘动手轮测定平衡系数，此方法适合于1:1曳引方式 电流载荷曲线图 逐渐加载测定
12、轿厢上下行与对重同一水平位置时的电流值，作出电流- 载荷曲线图，相交点即是平衡系数。 特别注意做平衡系数时必须保证轿厢上所有的附属装置安装完毕。,33,电梯控制系统,电梯控制柜是整个电梯的控制中心，它担负着电梯运行过程中各类 信号的处理、起动与制动、调速等过程的控制以及安全检测几大职能。 控制系统的组成： 控制柜、轿内操纵盘、厅外召唤、轿顶接线箱、轿顶检修箱、底坑开关盒、随动电缆等线系统,34,电梯控制系统,电梯电气的基础知识 交流双速电梯大致的速度范围 1.25m/s 的电梯 交流调压调速电梯大致的速度范围 1.0m/s ;2.0m/s 的电梯 VVVF调速电梯大致的速度范围 1.25m/s
13、 的电梯,电梯应用的最新技术 永磁同步、现场总线、变频矢量控制、多微机技术、数字处理技术 电梯常用的人性化设计 电梯语音报站、电梯读刷卡功能、多媒体显示、楼宇或小区电梯管理、远程电梯监控,35,电梯基础培训（电气）,电梯驱动的特殊要求 高安全性、较高的运行效率、较好的乘坐舒适感、底运行噪音、频繁启制动、多变化负载、四象限运行。 电梯典型的运行操作 检修运行、消防/消防员操作、电梯锁梯服务、电梯专用运行、电梯司机控制、电梯自动运行 电梯运行操作是否有级别之分 有：一般检修运行的操作级别最高，而自动运行的级别最低,36,电梯基础培训（电气）,电梯典型的信号控制方式 集选控制、下集选控制、按钮信号控
14、制、手柄控制、轿内外操纵箱控制、并联/群控 集选控制电梯信号响应方法 电梯在每站厅外有上下两个呼梯按钮（除上下端外），轿厢内有一组指令按钮。电梯依据其运行方向，响应以起始层为界，顺方向上的指令与召唤，离起始层最远的反方向召唤，按同方向例处理,37,电梯基础培训（电气）,公司电梯要求的供电方式 我公司电梯设备要求提供三相五线制电源。 电路的基本构成 l 电源：将其它能量转换成电能的装置或器件。是电路工作的源头 l操作元件：操纵电路工作，控制其工作方式的电气元件或装置 l 导体：连接电器件构成封闭回路，传输电流的介质。在电梯上，一 称电线或导线。 l负载：电路中的负载，也叫用电设备或器件，是将电能
15、转化成其它能量的装置或器件。电气负载按其工作特性，可分为三大类，即：电阻、电容、电感性负载。但大多数负载为混合性负载。,38,电梯基础培训（电气）,电气原理图几个主要回路 电源供电回路 驱动主回路 安全回路 厅门锁回路 门机回路 主印板输出/输入回路 轿厢印板输出/输入回路,39,电梯基础培训（电气）,电梯的运行过程 电梯运行一次电梯关门起动、加速、稳定运行、减速制动、平层开门一次循环，称为电梯运行一次 电梯的轻载运行 电梯轿厢内载重高于对重的配重量，向上运行；或轿厢内载重低于对重配重量，向下运行，称之为轻载运行,40,电梯基础培训（电气）,电梯的提前开门及再平层运行 提前开门运行是指电梯停靠
16、进站（进入门区），当速 度低于0.45m/s，电梯触发开门，提高电梯使用效率。此时，电梯以平层速度在运行停站。电梯再平层是为了消除负载变动，曳引钢丝绳延伸发生变化，引起平层精度超标的运行方式，如电梯满载停靠后，大部分乘客出轿厢，钢丝绳收缩，当平层度超过1cm时，电梯再平层，使电梯平层精度达到要求。电梯提前开门运行和再平层，都是在电梯门开启的情况下进行的,41,电梯机械安全系统结构原理及安装要点,电梯安全保护系统,42,电梯安全保护系统,制动闸,称重装置,限速器,安全钳,缓冲器,安全电路,曳引绳,报警按钮,门安全装置,电梯是世界上最安全的运输工具,43,电梯不安全状态的主要种类,超速：电梯的运行
17、速度超过极限值，一般为额定速度的115%以上。 失控：电梯在运行过程中由于意外原因如制动器失效或曳引绳严重打滑或曳引绳断裂等导致正常的制动手段已无法使电梯停止运动。 终端越位：电梯在顶层端站或底层端站越出正常的平层位置继续运行，常发生在平层控制装置出现故障时。,44,冲顶或蹲底：由于意外原因电梯端站不减速或端站监控装置失灵导致电梯直接冲顶或蹲底。 不安全运行：超载运行，厅、轿门未关闭运行，限速器失效状态运行，电动机错、断相运行等均属不安全运行。 非正常停止：电梯因停电，控制回路故障，安全钳误动作等，引起电梯在运行中突然停止。 关门障碍：电梯在关门时，受到人或物的阻碍，使门无法关闭。,电梯不安全
18、状态的主要种类,45,安全系统组成,安全保护系统的基本构成 限速器，安全钳 终端限位开关或监测装置 缓冲器 轿厢超载装置，门锁电气- 机械联锁装置，限速器断绳开关，涨紧轮开关及漏电保护开关等组成电梯不安全运行保护系统。 轿厢内警铃，电话，对讲机，安全窗，安全门，紧急盘车装置，自发电装置等组成电梯不正常停止应急处理系统。 门保护装置：电子检测装置或关门力限制器，安全触板等组成门安全保护装置。,46,安全系统组成,限速器与安全钳 限速器与安全钳作为电梯超速或失控时的联动保护装置。 限速器是速度反应和操纵安全钳的装置。而安全钳则是以机械动作将电梯强行制停在导轨上的机构。,47,安全系统原理,工作原理
19、 限速器安装在机房，通过钢丝绳与安装在轿厢上横梁两侧的安全钳拉杆相连，电梯的运行速度通过限速器钢丝绳反映到限速器的转速上，为保证限速器的速度反映准确，在井道底坑设有涨紧装置，保证钢丝绳与限速器绳轮间有足够的摩擦力。 电梯运行时，钢丝绳将电梯的升降运动转化为限速器的旋转运动，当旋转速度超出限速器的动作速度时，限速器动作，同时切断控制回路或使安全钳动作：,48,安全系统原理,限速器动作过程： 超速开关（第一动作速度）首先动作，切断电梯安全回路或控制回路使电磁制动器失电制动； 如电梯继续向下加速运行，则限速器进而卡住钢丝绳，提起安全钳联动拉杠，迫使安全钳动作，将电梯强行制停在导轨上，同时轿厢上横梁上
20、的安全钳开关被断开，切断安全回路； 如对重也配置限速器，则其动作速度应高于轿厢限速器的动作速度，但不得超过10%。,49,限速器,限速器的一般技术要求 动作速度115%的额定速度 限速器动作时对钢丝绳的作用力下列两者中之较大者： 300牛顿 安全钳动作所需力的两倍 限速器钢丝绳直径6mm,一般为8mm。 限速器涨紧轮应有导向装置，并设有断绳开关（非自动复位） 限速器整定弹簧应有铅封，绝不允许他人随意调整。,50,限速器,限速器的种类 一般采用离心式限速器，以旋转所产生的离心力来反映电梯的实际运行速度，常用的有甩块式和甩球式。 根据限速器在动作时对钢丝绳的夹持是刚性的还是弹性的，又可分为刚性夹持
21、式和弹性夹持式及摩擦式。,51,弹性限速器,当电梯运行速度达到限速器超速开关动作速度时，超速开关首先动作，同时切断安全回路，制动器失电抱闸，使电梯停止运行，限速器超速开关动作速度亦称为第一动作速度。 如电梯继续加速下行，则带动夹绳钳动作，夹绳钳在自重作用下，将限速器钢丝绳夹住，由于绳钳与钳座之间有夹紧弹簧，因此绳钳对限速器钢丝绳的夹紧是一个弹性夹持过程(两个夹绳钳具有联动关系)，对绳索起到很好的保护作用，适合于快、高速电梯。,52,摩擦限速器,摩擦式 动作原理与前两者不同，当电梯运行速度达到限速器限定值时，绳轮被限制不动，钢丝绳与绳轮轮槽间的摩擦力将提起安全钳拉杆使安全钳钳块动作。,绳轮,摆锤
22、,弹簧,金属钩,凸轮,开关,摆锤钩,转轴,锁钩,53,弹性限速器,弹性夹持式 限速器上安装有超速开关，限速器对电梯速度的限制作用分为两个独立的动作：,第一动作速度开关,第二动作速度开关,54,双向限速器,于年开始标准要求安全钳对上行方向的超速也起保护作用，即安全钳具有双向动作功能，见图。,55,限速器安装要求,铅垂度0.5mm 运转平稳 安装位置正确 底座牢固 出厂动作速度整定铅封完好 接地良好 限速器钢丝绳涨紧合适且运行中不得与轿厢或对重等相碰 距导轨导向面及顶面偏差10mm,56,安全钳,轿厢或对重向下运动时发生打滑、断绳、失控等而出现超速向下的情况下，与限速器产生联动，拉杆被提起，使安全
23、钳锲块或滚珠等产生上升或水平移动，同时使曳引机和制动器断电，使轿厢减速并被安全钳制停在导轨上。 安全钳主要由连杆机构、钳块拉杆、钳块及钳座等组成。 通常轿厢下横梁两端头各设置一只安全钳，对重一般不设置安全钳，但当在特殊情况下（如井道下方有人能达到的建筑物或空间存在时），则必须设置对重安全钳。,57,安全钳的分类,瞬时式安全钳 瞬时式安全钳的钳座是简单的整体式结构，因此又称刚性安全钳，由于钳座是刚性的，锲块从夹持导轨到电梯制停，时间极短，因而造成很大的冲击力，适宜于速度0.63米/秒的电梯。 渐进式安全钳 又称为弹性安全钳，由于钳座是弹性的，锲块从夹持导轨到电梯制停时，钳座受力张开，使锲块与钳座
24、斜面发生位移，从而大大缓冲了制动时的冲击力，适宜于任何速度的电梯。,58,安全钳,59,安全钳,安全钳的钳块型式 常见的有偏心式、单锲块式、滚子式及双锲块式等，其中双锲块式在作用过程中轿厢两侧受力均匀，对导轨的损伤较小，因此应用最为广泛，目前大都采用此种钳块型式。,60,安全钳,安全钳的制停距离及制停减速度 制停距离指限速器夹绳钳动作起至轿厢被制停在导轨上止，轿厢所滑行的距离，这段距离由下列两部分组成： 限速器钢丝绳被夹持时的滑移距离，即拉杆被提起到钳块夹住导。 钳块夹住导轨不动后，钳座相对于钳块的滑移距离 制停减速度是电梯被安全钳制停过程中的平均减速度，过大的制停减速度会造成剧烈的冲击，人体
25、及电梯结构均受到损伤，因此必须加以限制，其值应0.2-1g。,61,安全钳,对于瞬时安全钳，因钳座是刚性的，制停距离极小，必须严格限制电梯的运行速度。 但对于渐进式安全钳来说，则可以通过限制制停距离来控制减速度，一般制停距离规定有最小值与最大值，最小值限制了减速度，而最大值限制了电梯的滑行距离。,62,安全钳安装要求,与导轨两侧间隙符合要求 安全契块高度差符合要求 两侧契块动作同步 安全钳铅封完好,63,缓冲器,缓冲器是电梯的最后一道安全保护装置，当电梯失控冲顶或蹲底时，缓冲器将吸收和消耗电梯的冲击能量，使电梯安全减速并停止在底坑。 缓冲器安装在井道的底坑里，轿厢和对重各配有1-2个。,64,
26、缓冲器,缓冲器型式 蓄能型缓冲器即弹簧缓冲器，使用范围1米/秒。 耗能型缓冲器即油压缓冲器，适用于任何电梯。 其它如聚氨脂式、气压型等。 我司电梯主要使用两种缓冲器即聚氨脂式和油压式,65,缓冲器,聚氨脂型,弹簧型,油压式,聚氨脂型,66,油压缓冲器,结构示意图 组成： 缓冲垫 复位弹簧 柱塞 环行节流孔 变量棒 缸体 其它,67,油压缓冲器,工作原理 当轿厢或对重撞击缓冲器时，柱塞向下运动，压缩油缸内的油，将电梯的动能传递给液压油，使液压油通过环行节流孔喷向柱塞腔，液压油通过环行节流孔时，由于流动面积突然缩小，形成涡流，使液体内的质点相互碰撞、摩擦而产生热量将电梯的冲击动能消耗掉，从而保证电梯安全可靠的减速停车。 当轿厢或对重离开缓冲器时，柱塞在复位弹簧力的作用下，恢复到正常的工作状态，而液压油则重新回流到油缸内。,68,油压缓冲器,工作性能要求 在电梯以额定载荷及115%额定速度下，缓冲时的平均减速度应g（9.8米/秒2），最大减速度2.5g（24.5米/秒2）的持续时间不超过1/25秒，同时规定了缓冲器的最大缓冲速度及最小缓冲行程。,69,缓冲器安装要求,缓冲器安装要求 两缓冲器顶面高度差2mm 撞板与缓冲器中心偏差20mm 缓冲器接地良好 液压缓冲器柱塞加油脂保护 铅垂度0.5% 缓冲器液压用油符合要求且在油标范围内，无渗漏。,70,Q&A,71,