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1、全国电梯检验师考前辅导讲座 曳引电梯结构原理介绍 河北省特种设备监督检验院 张彦朝,一、电梯的基本结构,1、曳引系统（曳引机、钢丝绳等） 2、导向系统（导靴、导轨及导轨支架、导向轮） 3、门系统（轿门、层门、门传动系统、门锁装置） 4、轿厢（轿架、轿底、轿壁、轿顶等） 5、重量平衡系统（对重或平衡重、补偿装置） 6、电力驱动系统（曳引机、供电及驱动器、速度 反馈） 7、电气控制系统（控制屏、平层装置、位置显 示、操纵板） 8、安全保护系统（机械与电气）,1 减速箱 2 曳引机 3 曳引机底座 4 导向轮 5 限速器 6 机座 7 导轨支架 8 曳引钢丝绳 9 开关碰铁 0 终端开关 11 导靴
2、 12 轿架 13 轿门 14 安全钳 15 导轨 16 绳头组合 17 对重 18 补偿链 19 补偿链 导轮 20 张紧装置 21 缓冲器 22 底座 23 层门 24 呼梯盒 25层楼指示 26 随行电缆 27 轿壁 28 操纵箱 29 开门机 30井道传感器 31 电源开关 32 控制柜 33 曳引电机 34 制动器,曳引电梯结构示意图,曳引驱动原理 现代电梯广泛采用曳引驱动方式。曳引机作为驱动机构，钢丝绳挂在曳引机的绳轮上，一端悬吊轿厢，另一端悬吊对重装置。曳引机转动时，由钢丝绳与绳轮之间的摩擦力产生曳引力来驱使轿厢上下运动。,曳 引 系 统,三、曳引电梯的驱动,功能：输出与传递动力
3、，驱动电梯运行 主要组成构件：曳引机、曳引钢丝绳、导向轮、返绳轮,直流永磁,无齿轮曳引机,曳引电梯的绕绳方式,取决于曳引机位置、载重量、额定速度，以及传动效率、能耗、曳引能力、钢丝绳的寿命。 其中常见的是单绕和复绕，钢丝绳的倍率（也称曳引比、绕绳比）为1:1、2:1、3:1、4:1 应尽量减少绳轮数量、避免钢丝绳反向弯曲或扭曲。 曳引机侧置、下置是不得已的布置方式,曳引机上置的几种绕绳方式,曳引机下置的典型绕绳方式,曳引机下置布置的一种方式,曳引机置于轿顶的布置,复绕式电梯,复绕式 主机下置式 强制驱动带平衡重,2、曳引能力计算,T1/T2 exp(f)（03版公式）,(T1/T2)C1C2
4、exp(f)（95版公式）,曳引能力计算的三种工况（详见规范附录M） 1、轿厢装载工况 T1/T2 exp(f) 轿厢装有125额定载荷，且轿厢在井道不同位置的最不利情况 2、紧急制停工况 T1/T2 exp(f) 轿厢空载或轿厢载有额定载荷，在井道不同位置的最不利工况（是动态比值，要考虑各个部件的减速度） 3、轿厢滞留工况 T1/T2 exp(f) 对重压在缓冲器上，曳引机向上方向旋转,3、提高曳引能力,要提高曳引能力，就必须提高摩擦系数和增大包角。具体措施： （1）改变槽型及绳槽材料 （2）改用复合绳或非金属 （3）增大包角 （4）增加轿厢自重 （5）增加钢丝绳的正压力,复 绕 方 式,长
5、 环 绕 方 式,长环绕方式,为什么后来比压计算不用了呢？ 许用比压为经验公式； 比压不能反映曳引能力，更不能反映寿命； 比压计算基于假设的接触应力。,5、钢丝绳在绳槽中的摩擦系数,1）V型槽 f=/sin/2 2) 带切口的半园槽 f=4 (sin /2- sin/2)/ ( -+ sin - sin) 3) 半园槽 f4 / 其中为曳引轮半圆槽开口角， 为曳引轮半圆槽下部切口角,摩擦系数的实测数据,6、曳引轮槽磨损的原因,1）曳引轮本身 曳引轮节圆直径大小； 绳槽底形状； 轮材质（均匀性、硬度差）； 节圆直径的加工误差。 2）绳的构造、材质及其物理特性 3）运行高度,4）载荷 绳承受的拉力
6、大小； 绳之间的张力差； 曳引轮两侧绳之间的张力差 5）曳引机的驱动特性 运行加减速度； 曳引能力； 线速度及轿厢振动。 6） 环境和保养 腐蚀、润滑。,曳引轮绳槽的磨损渐进过程,三、轿厢和对重,轿厢运送乘客或货物的承载部件，一 般有轿厢架、轿底、轿壁、轿顶等 构件组成，轿厢地面形状由电梯用 途决定。（ISO称为承载单元 LCU， load-carrying unit） 对重为保持曳引能力所配置的质量 平衡系数：一般取0.4-0.5（小载重可取0.5）,带对重的曳引系统,带平衡重的强制驱动系统,客梯轿厢,货梯轿厢,客梯的轿厢一般宽大于深，货梯的轿厢一般深大于宽或宽深相等 病床梯的轿厢深大于宽，
7、观光梯的轿厢可以是多边形 超高速电梯的外形成流线型,轿厢地板的有效面积问题,为防止轿厢的乘客超员引起事故，轿厢的有效面积必须予以限制。各国的规范中对轿厢的有效面积都有一定的限制条款。 一个人站立占有的面积： 不碰人的面积大约是0.28m2， 比较拥挤的每人所占面积约0.19 m2， 互相贴身每人的面积只有0.14 m2， 所以乘客宽松的空间变成拥挤的空间，其人数可以增加一倍多。,按CEN的规定，似乎轿厢的有效面积没有例外，也没有允差。 其实本标准中的轿厢有效面积规定值的允差事实上是有的（4.3%）。何以见得？ 按规范表1.1，每增加100kg，可增面积0.16 m，则增加一个人（75kg）的面
8、积为0.12m，按表1.2每增加一个人，可增加0.115 m,两者相比的字数是1.043，也即默认有4.3%的面积误差。 由于本标准中规定的曳引机制动器的制停能力及钢丝绳与曳引轮的曳引能力都是按超载25%设计计算，所以这一点超载可忽略不计。,另外，还有一个额定载重与乘客人数的标称问题。 如按表1.1和表1.2，对额定载重为1600kg的电梯，其轿厢有效面积可以是3.2453.560 m之间，取小的轿厢面积，则井道面积也相应小；而额定载重量为1750kg的电梯，其轿厢有效面积可以是3.475-3.80 m之间，取大的轿厢面积，则允许的客流量也大。因此，对于一个有3.56 m有效面积的轿厢，其电梯
9、可以标称是1600kg/21人，又可以是17500kg/23人。 尽管这样的标称并未违反标准规定，但信誉度好的电梯制造商一般不取有效面积的下限值来标称额定载重量的上限值。 一般，乘客人数是用于电梯交通流量的计算，额定载重量是电梯的主参数，是合同认定的参数。,关于一个人的重量： 各国电梯标准中关于一个人的重量的假设是各不相同的，如俄罗斯假设80kg/人，CEN假设75kg/人，CSA假设72.5kg/人，日本假设65kg/人，对一台额定载重量1000kg的电梯，相应标称的人数分别为12人、13人、14人和15人。 据我国体育总局于2006年9月公布的第二次国民体质监测公报公布，我国成年男人的体重
10、约为68kg左右。据此，按我国成人体重计算，额定载重量1000kg的电梯应标称15人为宜。,ASME17.1关于轿厢加载模式的图示说明,关于轿厢的计算载荷（推荐美国电梯标准的规定） A类载荷：一般货物载荷。轿内均匀载荷，单件重 量不大 于1/4Q，货物进出只用人力或手推车。客梯计算载荷 属A类。 B类载荷：属汽车载荷。专门运送额定载荷范围内的汽车。 C类载荷：有三种类型 C1类载荷属工业搬运车载荷，运送带载的工业搬 运车。 C2类载荷属工业搬运车载荷，但不运送工业搬运 车。 C3类载荷搬运有集中重载的其他载荷（不用搬运 车）,轿厢的称重装置,机械式 橡胶式 负重传感器式 无传感器式（研究中）,
11、安装在轿厢上的超载保护装置,压力传感器式超载装置,差动位移传感器式超载装置,角位移传感器式超载装置,关于轿厢的通风孔,每一个轿厢必须设通风孔，在电梯故障关人时以保证被困乘客的呼吸需要。 95/16/EEC规定，即使电梯在长时间停止运行的情况下，应保证轿厢内乘客有足够的通风。 因此，轿厢通风孔的有效面积是一个安全要求。,四、导向系统：导靴和导轨、导向轮,导轨作用 为轿厢和对重导向，限制其水平方向移动 安全钳动作时，支撑轿厢和对重 防轿厢偏载而产生的倾斜 导轨种类 T型为主 导靴 安装在轿厢和对重上，与导轨形成导向系统 导向轮：增大轿厢与对重之间距离,低速滑动导靴(一般用于客梯),固定导靴 由靴座
12、和摩擦系数低、滑 动性能好、耐磨的靴衬 组成。 实际运行中靴衬底部与导 轨各端面存在一定间隙 不具有吸震功能。,弹性滑动导靴,用于空心导轨的对重滑动导靴,用于低速重载型滑动导 靴,滑 动 导 靴,滚动导靴,五、对重和补偿装置,对重和平衡系数 G=P+Q 补偿装置 补偿链 补偿缆 补偿绳 补偿重量的计算,六、电梯门系统,电梯有层门和轿门，层门设在层站入口处。根据需要，井道在每个楼层设一个和二个入口门，不设层门的楼层称为盲层。一般层站数与层站的出入口对应。轿厢门与轿厢随动，是主动门。层门由轿门带动运行，故是被动门。 注意到有些电梯的层、站、门的数量是不一样的。,中分式层门,门机系统 开门形式： 中
13、分式（CO）、双折式（2S）、 双折中分式（2CO） 结构形式: 连杆式，同步带式 控制方式: 直流调速、交流变压调速 、 - 交流变压变频调速 性能特点： 从开环单层力矩（最大）控制 - - 到闭环多层力矩控制,变频电机与同步带传动的门机,中分门联动,旁开门联动,单折臂联动机构,摆杆式双折联动机构,弹簧式强制关门,重锤式强制关门,门锁安全触点型式,一种倒装式门锁装置,六电力拖动系统,功能：提供动力，对电梯实行速度控制 组成的主要构件：供电系统、电机调速装置 四种电力拖动方式： 交流双速（AC-2） 交流调压调速（VVF） 交流调频调压（VVVF） 直流调速（DC）,交流双速电梯主拖动图,2.
14、3 ACVV电梯主拖动,VVVF电梯主拖动,七.电气控制系统,功能：对电梯的运行实行操纵和控制 组成的主要构件：操纵盘、呼梯盒、控制柜、层楼指示、平层开关、行程开关,六种电气控制方式： 手柄操纵 ( S )、 按钮控制( A )、 信号控制 (XH) 集选控制(JX)、 并联控制(BL)、 梯群控制（QK）,供电系统,表示变压器绕组，中性点直接接地 电气设备外露 导电部分与中性点连接 S表示中性导体和保护导体分开,电源电路,TOEC-60电源,电机运转控制图,交流门机电路,门机电路,直流门机电路,制动器电路,正常运行时，制动器应在持续通电下保持松开状态。 切断制动器电流，至少应用两个独立的电气
15、装置来实现，不论这些装置与用来切断电梯驱动主机电流的电气装置是否为一体。 当电梯停止时，如果其中一个接触器的主触点未打开，最迟到下一次运行方向改变时，应防止电梯再运行。 当电梯的电动机有可能起发电机作用时，应防止该电动机向操纵制动器的电气装置馈电。 断开制动器的释放电路后，电梯应无附加延迟地被有效制动。 注，使用二极管或电容器与制动器线圈两端直接连接不能看做延时装置。,如果回路中有一个触点粘连，另一个接触器触点仍能将制动器回路可靠断开，防止出现溜梯 两个接触器无相互控制关系，两个接触器必须分别由两个独立的信号控制，不能由一个信号控制，所谓独立。 能够及时发现接触器未打开这一故障，以防止另一个接
16、触器也未打开而造成溜梯。,接触器,有缺陷的制动器电路,SC、XC方向接触器；YJ安全回路接触器；TAD轿顶停止开关；TAK底坑停止开关；ATF机房停止开关；AQK安全钳联动开关；DSK限速器张紧装置开关；XSK限速器超速开关； ZXQ制动器线圈 ； ZXR线圈放电电阻： ZJR限流（经济）电阻 ：ZXQ制动器线圈 问：该线路图是否符合GB 75882003中的有关制动器控制回路的要求？为什么？ 答案：不符合。因正常平层停梯时JY不释放，回路中只有S或X一个触点，一旦粘连，肯定溜梯。,有缺陷的制动器电路,S上行接触器触点；X下行接触器副点； JY电气安全回路继电接触器触点；BZL制动器线圈,有缺
17、陷的制动器电路,SC、XC方向接触器；YXC运行接触器 ZXQ制动器线圈 ZXR线圈放电电阻 ； ZJR限流（经济）电阻； KDC、MDC快、慢速接触器。 XC、SC与YXC不独立，有相互控制关系,安全回路,电气安全回路 串联所有电气安全装置 的回路。,ACVV系统的速度控制过程简述,电梯启动时，三相电源经电源开关、熔断器进入速度调节器的U V W,经调压后的三相电源U V W经下行接触器XK/上行接触器SK和快速接触器KK接入电动机快速绕组，电机启动运行。与电机连接的测速发电机TG输出与转速成正比的速度电压信号进入速度调节器，与速度调节器设定的电梯速度曲线电压相比较；如果测速信号电压低于设定
18、的速度曲线对应电压，说明电机转速慢，速度调节器对U V W电压升压，电机转差率减小，电机加速，反之，测速信号电压大于设定的速度曲线对应电压，说明电机转速快，速度调节装置对U V W电压降压，同时直流制动ZK接触器闭合，对慢速绕组施加直流能耗制动，使电机速度降低。速度调节的结果使电机按预先设置在速度调节器中的速度曲线运行。 KD、KZ、KG为低速、中速、高速继电器，控制调速器低速、中速、高速运行的给定电压值。 测速电机输出的另一路电压控制JVP平层运行继电器与JVR超速保护继电器。 检修运行时，速度调节器不工作，KK、ZK释放，三相交流电压通过闭合的检修接触器MK、1MK接至电机低速绕组，电机低
19、速运行,八安全保护装置,功能：保证电梯安全使用，防止一切危及人身安全的事故安全 主要组成构件：限速器、安全钳；缓冲器；供电系统断相错相保护装置；超越上、下极限工作位置的保护装置 ；门电气联锁；紧急操作装置；检修运行。,限速器和安全钳 限速器和安全钳是电梯最重要的安全保护装置，也称之为断绳保护和超速保护。 限速器的钢丝绳围绕着绳轮和底坑中的胀绳轮形成一个闭环，其绳头部与轿厢紧固在一起，并通过机械连杆与安全钳连起来。如果轿厢超速，限速器立即动作，触发夹绳装置夹紧钢丝绳。当轿厢下降时，钢丝绳拉动安全钳运作使安全钳对导轨产生摩擦力，把轿厢迅速制动在导轨上，停止运动。,限速器工作原理,用于中速的飞块式限速器,用于低速的飞块式限速器,用于高速的飞球式限速器,渐进式安全钳,瞬时式安全钳,蓄能型缓冲器只能用于额定速度不超过 1.0 m/s 的 电梯,弹簧缓冲器,液压缓冲器,耗能型 缓冲器能适用 于任何速 度的电梯,一种电梯门锁结构,谢谢大家！,