電力拖動(dòng)原理,這是電梯運(yùn)行用的原理 1:電梯分類 電梯有多種分類方法,不同的分類方法會(huì)互相交叉,按用途可將電梯為為以下幾類: 乘客電梯 :為運(yùn)送乘客而設(shè)計(jì)的電梯,應(yīng)用范圍廣泛。 載貨電梯 :可以有人隨乘,主要為運(yùn)送貨物而設(shè)計(jì)的電梯,應(yīng)用在工廠廠 房和倉庫中。 客貨電梯 :以運(yùn)送乘客為主,但也可以運(yùn)送貨物的電梯。 病床電梯 :為運(yùn)送病床(包括病人)及醫(yī)療設(shè)備而設(shè)計(jì)的電梯,應(yīng)用在醫(yī)院和醫(yī)療中心中。 住宅電梯 :為便于運(yùn)送乘客和家具、沙發(fā)、擔(dān)架等而設(shè)計(jì)的,供住宅樓使用的電梯。 雜物電梯 :轎廂空間受限制,不允許人員進(jìn)入,主要用于運(yùn)送少量食品、圖書和文件等。 汽車電梯 :用作運(yùn)送車輛而設(shè)計(jì)的電梯,應(yīng)用在立體停車設(shè)備中。 特種電梯 :應(yīng)用在一些有特殊要求場(chǎng)合的電梯,包括防爆電梯、防腐電梯、船用電梯等。 觀光電梯 :井道和轎廂壁至少有一側(cè)透明,乘客可觀看轎廂外景物的電梯,主要運(yùn)送乘客。 2 :基本原理 電梯主要分機(jī)械及電氣兩方面。 機(jī)械方面:通過曳引機(jī)驅(qū)動(dòng),經(jīng)由鋼絲繩與 曳引輪 之間產(chǎn)生的摩擦力來 帶動(dòng)轎廂上行及下行;作為平衡用的對(duì)重與轎廂的運(yùn)行方向相反。 電氣方面:由控制柜內(nèi)的微機(jī)程序驅(qū)動(dòng)并與機(jī)械系統(tǒng)共同作用而控制電梯的運(yùn)行及停止。 3:電梯的安全保護(hù)裝置 超速保護(hù)裝置 電梯上、下運(yùn)行速度超過規(guī)定速度時(shí),限速器安全開關(guān)將動(dòng)作,使電梯停止運(yùn)行。 門閉鎖電氣保護(hù)裝置 廳門和轎門上都裝有電氣連鎖開關(guān),用來證實(shí)門的完全關(guān)閉,只要有一扇門沒有關(guān)閉到位,電梯都不能運(yùn)行。 停車保護(hù)裝置(抱閘) 轎廂到站停止時(shí),曳引機(jī)制動(dòng)器能保證轎廂平層位置不變。 端站強(qiáng)迫減速裝置 上、下端站強(qiáng)迫減速開關(guān)安裝在運(yùn)行換速點(diǎn),保證電梯接近端站時(shí)能可靠地降低運(yùn)行速度。 端站限位裝置 強(qiáng)迫減速開關(guān)不起作用時(shí),限位開關(guān)會(huì)動(dòng)作,電梯將被迫停止運(yùn)行不能超越此位置,但是可以改變方向運(yùn)行。 端站極限位置保護(hù)裝置 電梯運(yùn)行到導(dǎo)軌的盡頭之前,極限開關(guān)動(dòng)作,切斷電梯動(dòng)力電源,將電梯強(qiáng)行停止。 敦底、沖頂保護(hù)裝置 電梯因控制系統(tǒng)失效,上下運(yùn)行超越極限位置時(shí),底坑內(nèi)的緩沖器保護(hù)乘客不會(huì)受傷。 超載保護(hù)裝置 能夠稱量轎廂的重量,超過額定載重量時(shí),電梯不啟動(dòng)并發(fā)出蜂鳴提示音,警告后進(jìn)入的乘客及時(shí)退出轎廂。 防墜落保護(hù)裝置 轎廂的上下運(yùn)行速度由限速器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),一旦轎廂失控超速,限速器就會(huì)啟動(dòng)安全鉗立刻將轎廂制停在導(dǎo)軌上。 門保護(hù)裝置 廳門門鎖及廳、轎門安全開關(guān),能保證門在沒有安全關(guān)閉到位,或者沒有鎖好的狀態(tài)下電梯不能正常運(yùn)行。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電梯的關(guān)門作用力的大小有規(guī)定,不會(huì)夾傷乘客。 轎門門板上通常裝有安全觸板,保證電梯關(guān)門過程中門板接觸到人和物時(shí),能夠使門自動(dòng)重新開啟;此外,還有非接觸式門保護(hù)裝置——紅外線光幕保護(hù)裝置和超聲波監(jiān)控裝置,可以在門板不碰及人和物的情況下,使門重新開啟。 門保護(hù)裝置特性 在門自動(dòng)關(guān)閉的 50 毫秒行程中,門保護(hù)功能可能消失,此時(shí)不能利用門保護(hù)裝置使門重新打開,特提醒注意。為了提高電梯使用效率和防搗亂功能的需要,門保護(hù)裝置連續(xù)動(dòng)作一段時(shí)間后,電梯將緩速強(qiáng)迫關(guān)門。如果還關(guān)不上門,電梯將發(fā)出故障信號(hào)并停止運(yùn)行。 電梯基礎(chǔ)知識(shí)教程 第一章 概論 一.電梯是現(xiàn)代物質(zhì)文明和垂直運(yùn)輸工具 電梯的雛形是公元前1115年至1079年間我國(guó)勞動(dòng)人民發(fā)明轆轤。 1852年,世界上第一臺(tái)在德國(guó)柏林電梯誕生了,采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。以后,美國(guó)出現(xiàn)以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的客梯。美國(guó)人奧的斯研究出電梯的安全裝置,開創(chuàng)了升降機(jī)工業(yè)或者說電梯工業(yè)新紀(jì)元。 1857年,世界第一臺(tái)載人電梯問世,為不斷升高的高樓提供了重要的垂直動(dòng)輸工具。 1889年奧的斯公司在紐約試制成功第一臺(tái)電力驅(qū)動(dòng)蝸輪減速的電梯,這一設(shè)計(jì)思想為現(xiàn)代化的電梯奠定了基礎(chǔ),它的基本結(jié)構(gòu)至今仍被廣泛使用。 二.電梯的基本結(jié)構(gòu) 電梯一般由以下幾部份組成: 1. 曳引系統(tǒng) 2. 導(dǎo)向系統(tǒng) 3. 門系統(tǒng) 4. 轎箱系統(tǒng) 5. 重量平衡系統(tǒng) 6. 電力拖動(dòng)系統(tǒng) 7. 電氣控制系統(tǒng) 8. 安全保護(hù)系統(tǒng) 三.電梯的分類 按驅(qū)動(dòng)方式分類: 1. 交流電梯 2. 直流電梯 3. 液壓電梯 4. 齒輪齒條電梯 5. 螺桿式電梯 6. 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯 按用途分類: 1. 乘客電梯 2. 載貨電梯 3. 病床電梯 4. 服務(wù)電梯 5. 觀光電梯 7. 車輛電梯 8. 船舶電梯 9. 建筑使用電梯 10. 其它 還可以按其它方式分類。 第二章 電梯的驅(qū)動(dòng) 根據(jù)電梯使用的不同要求,電梯的驅(qū)動(dòng)可采用曳引驅(qū)動(dòng),液壓驅(qū)動(dòng),卷筒驅(qū)動(dòng),及齒輪齒條,螺桿驅(qū)動(dòng)等方式。 一.曳引驅(qū)動(dòng) 曳引驅(qū)動(dòng)是采用曳引輪作為驅(qū)動(dòng)部件。鋼絲繩懸掛在曳引輪上,一端懸吊轎箱,另一端懸吊對(duì)重裝置,由鋼絲繩和曳引輪之間的摩擦產(chǎn)生曳引力驅(qū)動(dòng)轎廂作上下運(yùn)行。 1. 繞繩方式 電梯曳引鋼絲繩的繞繩方式主要取決于曳引機(jī)組的位置,轎廂的額定載重和額定速度等條件。在選擇,確定繞繩方式時(shí)應(yīng)考慮有較高的傳動(dòng)效率,合理的能耗及有利于鋼絲繩使用壽命的延長(zhǎng)。 2. 曳引力計(jì)算 在曳引輪槽中能產(chǎn)生的最大有效曳引力是鋼絲繩與輪槽之間摩擦系數(shù)和鋼絲繩繞過曳引輪包角的函數(shù)。 3. 提高曳引能力的措施 a. 改變繩槽形狀及繩槽材料,提高摩擦系數(shù)。 b. 增大包角 c. 增加轎廂自重 4. 鋼絲繩在曳引輪槽中的比壓計(jì)算(參見教材) 5. 鋼絲繩在繩槽中的摩擦系數(shù)(參見教材) 6. 曳引輪繩槽磨損的原因 影響鋼絲繩壽命的因素,一般也同樣影響曳引輪的壽命,有如下幾方面的因素: a. 曳引輪本身 b. 鋼絲繩的構(gòu)造,材質(zhì)及其物理性能 c. 轎廂運(yùn)行高度 d. 載荷 e. 曳引機(jī)和其它部件的技術(shù)參數(shù) f. 環(huán)境和保養(yǎng) 二.卷筒驅(qū)動(dòng) 早期電梯的驅(qū)動(dòng),除了液壓驅(qū)動(dòng)之外都是卷筒驅(qū)動(dòng)。這種卷筒驅(qū)動(dòng)常用兩組懸掛的鋼絲繩,每組鋼絲繩的一端固定在卷筒上,另一端與轎箱或?qū)χ叵噙B。一組鋼線繩按順時(shí)針方向繞在卷筒上,而另一組鋼絲繩按反時(shí)針方向繞在卷筒上。因此,當(dāng)一組鋼絲繩繞出卷筒時(shí),另一組鋼絲繩繞入卷筒。 卷筒驅(qū)動(dòng)電梯主要有以下幾方面的問題: 1. 提升高度低 2. 額定載重低 3. 電梯行程不同,必須配用不同的卷筒 4. 導(dǎo)軌承受的側(cè)向力大 5. 鋼絲繩有過繞和反繞的危險(xiǎn) 6. 能耗大 三.其它驅(qū)動(dòng)方式 1. 液壓驅(qū)動(dòng) 將在另一門課程中介紹。 2. 螺桿式驅(qū)動(dòng) 目前,實(shí)際很少采用。 3. 齒輪齒條式驅(qū)動(dòng) 這種驅(qū)動(dòng)型式主要用于建筑施工電梯上。 4. 直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) 1990年4 月第一臺(tái)使用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電梯在日本使用。 直線電機(jī)用于電梯是電梯驅(qū)動(dòng)的重大改革,它與傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式相比,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,占用空間少,節(jié)能,可靠性高等特點(diǎn)。 第三章 電梯曳引機(jī) 電梯曳引機(jī)通常由電動(dòng)機(jī),制動(dòng)器,減速箱及底座等組成。如果拖動(dòng)裝置的動(dòng)力,不用中間的減速箱而直接傳到曳引輪上的曳引機(jī)稱為無齒輪曳引機(jī)。無齒輪曳引機(jī)的電動(dòng)機(jī)電樞同制動(dòng)輪和曳引輪同軸直接相連。而拖動(dòng)裝置的動(dòng)力通過中間減速箱傳到曳引輪的曳引機(jī)稱為有齒輪曳引機(jī)。 1. 電梯用交流電動(dòng)機(jī) a. 電梯用電動(dòng)機(jī)的特性要求 要具有大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 起動(dòng)電流要小 電機(jī)應(yīng)有平坦的轉(zhuǎn)矩特性 為了保證電梯的穩(wěn)定性,在額定電壓下,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率在高速時(shí)應(yīng)不大于12%,在低速時(shí)應(yīng)不大于20% 要求噪聲低,脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩小 b. 電梯上常用的交流電動(dòng)機(jī)的型式 單速電機(jī) 雙速電機(jī) 三速電機(jī) c. 電動(dòng)機(jī)容量估算(參見教材) 2. 蝸輪蝸桿傳動(dòng) 目前速度不大于2.5米/s的有齒輪曳引機(jī)的減速箱大多采用蝸輪蝸桿,其主要優(yōu)點(diǎn)是: 傳動(dòng)平穩(wěn),運(yùn)行噪聲低 結(jié)構(gòu)緊湊,外形尺寸小 傳動(dòng)零件少 具有較好的抗擊載荷特性 a. 蝸輪軸支承方式 蝸輪副的蝸桿位于蝸輪之上的稱為上置式,位于蝸輪下面的稱為下置式。 上置式的優(yōu)點(diǎn)是,箱體比較容易密封,容易檢查,不足之處是蝸桿潤(rùn)滑比較差。 b. 常用的蝸輪蝸桿齒形 常用的有圓柱形和圓弧回轉(zhuǎn)面兩種。 c. 蝸桿蝸輪材料的選擇 選擇材料時(shí)要充分考慮到蝸輪蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn),蝸桿要選擇硬度高,剛性好的材料,蝸輪應(yīng)選擇耐磨和減磨性能好的材料。 d. 蝸輪齒面嚙合特性的要求 e. 蝸桿傳動(dòng)的效率計(jì)算 f. 蝸輪蝸桿受力計(jì)算 g. 熱平衡問題 由于蝸桿傳動(dòng)的摩擦損失功率較大,損失的功率大部分轉(zhuǎn)化為熱量,使油溫升高。過高的油溫會(huì)大大降低潤(rùn)滑油的粘度,使齒面之間的油膜破壞,導(dǎo)致工作面直接接觸產(chǎn)生齒面膠合現(xiàn)象。為了避免產(chǎn)生潤(rùn)滑油過熱現(xiàn)象,設(shè)計(jì)的蝸輪箱體應(yīng)滿足,從蝸輪箱散發(fā)出的熱量大于或至少等于動(dòng)力損耗的熱量。 3. 斜齒輪傳動(dòng) 在設(shè)計(jì)電梯用斜齒輪時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面的因素: 交應(yīng)變力 沖擊彎曲應(yīng)力 點(diǎn)蝕與磨損 振動(dòng)和噪音 4. 制動(dòng)器 a. 制動(dòng)器類型 電梯制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有一個(gè)機(jī)電式制動(dòng)器,當(dāng)主電路斷電或控制電路斷電時(shí),制動(dòng)器必須動(dòng)作。切斷制動(dòng)器電流,至少應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立的電氣裝置來實(shí)現(xiàn)。 制動(dòng)器的制動(dòng)作用應(yīng)由導(dǎo)向的壓縮彈簧或重錘來實(shí)現(xiàn)。制動(dòng)力矩應(yīng)足以使以額定速度運(yùn)行并載有125%額定負(fù)載的轎廂制停。 電梯制動(dòng)器最常用的是電磁制動(dòng)器。 b. 制動(dòng)力矩的計(jì)算 制動(dòng)力矩由兩部分組成:靜力矩和動(dòng)力矩。 靜力矩和動(dòng)力矩的計(jì)算方法(參見教材) c. 制動(dòng)器的發(fā)熱問題 電梯在制停過程中,電梯運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)能因摩擦制動(dòng)而轉(zhuǎn)化為制動(dòng)輪上的熱量,若閘瓦表面溫度過高,會(huì)降低制動(dòng)輪與閘瓦的摩擦系數(shù),以致降低制動(dòng)力矩。 對(duì)大多數(shù)電梯來說,不必進(jìn)行制動(dòng)器的熱性能計(jì)算。特別是近幾年來,對(duì)于所有交通流量密集的乘客電梯,其拖動(dòng)控制系統(tǒng)中都采用了零速抱閘制動(dòng)技術(shù),使機(jī)械摩擦制動(dòng)過程減少到極限狀態(tài)。對(duì)交通流量較少的乘客電梯和載貨電梯,每小時(shí)的起動(dòng)次數(shù)較少,因而,每小時(shí)吸收的動(dòng)能也較少。但對(duì)于平層速度較高或運(yùn)動(dòng)部件慣性較大的電梯,對(duì)其熱性能應(yīng)進(jìn)行分析計(jì)算。 第四章 轎廂和對(duì)重 在曳引電梯中,轎廂和對(duì)重懸掛于曳引輪兩側(cè),轎廂是運(yùn)送乘客或貨物的承載部件,也是唯一乘客看到的電梯結(jié)構(gòu)部件。使用對(duì)重的目的是為了減輕電動(dòng)機(jī)的負(fù)擔(dān),提高曳引效率。卷筒驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)的電梯很少用對(duì)重,因?yàn)檫@兩種電梯轎廂均可以靠自重作用下降。 一.轎廂 1. 轎廂的組成 轎廂一般由轎廂架,轎底,轎壁,轎頂?shù)戎饕獦?gòu)件組成。 各類電梯的轎廂基本結(jié)構(gòu)相同,由于用途不同在具體結(jié)構(gòu)及外形上將有一定的差異。 轎廂架是轎廂的主要承載構(gòu)件,它由立柱,底梁,上梁和拉條組成。 轎廂體由轎底板,轎廂壁,轎廂頂?shù)冉M成。 轎內(nèi)設(shè)置:一般轎內(nèi)設(shè)有如下部分或全部裝置,操縱電梯用的按鈕操作箱;顯示電梯運(yùn)行方向及位置的轎內(nèi)指示板;通訊聯(lián)絡(luò)用的警鈴,電話或?qū)χv系統(tǒng);風(fēng)扇或抽風(fēng)機(jī)等通風(fēng)設(shè)備;保證有足夠照明度的照明器具;標(biāo)有電梯額定載重量,額定載客數(shù)及電梯制造廠名稱或相應(yīng)識(shí)別標(biāo)志的銘牌;電源及有/無司機(jī)操縱的鑰匙開關(guān)等。 2. 轎廂地板有效面積的確定(參見教材) 3. 轎廂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算(參見教材) 4. 轎廂的稱重裝置 分為機(jī)械式,橡膠塊式和負(fù)重傳感器式。 二.對(duì)重 對(duì)重是曳引電梯不可缺少的部件,它可以平衡轎廂的重量和部分電梯負(fù)載重量,減少電機(jī)功率的損耗。 三.補(bǔ)償裝置 電梯在運(yùn)行中,轎廂側(cè)和對(duì)重側(cè)的鋼絲繩以及轎廂下的隨行電纜的長(zhǎng)度在不斷變化。隨著轎廂和對(duì)重位置的變化,這個(gè)總重量將輪流地分配到曳引輪的兩側(cè)。為了減少電梯傳動(dòng)中曳引輪所承受的載荷差,提高電梯的曳引性能,宜采用補(bǔ)償裝置。 1. 補(bǔ)償裝置的型式 采用補(bǔ)償鏈,補(bǔ)償繩或補(bǔ)償纜。 2. 補(bǔ)償重量的計(jì)算(參見教材) 四. 導(dǎo)軌 1. 導(dǎo)軌的主要作用 為轎廂和對(duì)重在垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)向,限制轎廂和對(duì)重在水平方向的移動(dòng)。 安全鉗動(dòng)作時(shí),導(dǎo)軌作為被夾持的支承件,支撐轎廂或?qū)χ亍?br>防止由于轎廂的偏載而產(chǎn)生的傾鈄。 2. 導(dǎo)軌的種類 導(dǎo)軌通常采用機(jī)械加工方式或冷軋加工方式制作。 分為'T'形導(dǎo)軌和'M'形導(dǎo)軌 3. 導(dǎo)軌的連接與安裝 導(dǎo)軌每段長(zhǎng)度一般為3-5米,導(dǎo)軌兩端部中心分別有榫和榫槽,導(dǎo)軌端緣底面有一加工平面,用于導(dǎo)軌連接板的連接安裝,每根導(dǎo)軌端部至少要用4個(gè)螺栓與連接板固定。 4. 導(dǎo)軌的承載分析(參見教材) 五. 導(dǎo)靴 轎廂導(dǎo)靴安裝在轎廂上梁和轎底安全鉗座下面,對(duì)重導(dǎo)靴安裝在對(duì)重架上部和底部,一般每組四個(gè)。 導(dǎo)靴的主要類型有滑動(dòng)導(dǎo)靴和滾動(dòng)導(dǎo)靴兩種。 a. 滑動(dòng)導(dǎo)靴-主要用在2米/s以下的電梯 固定式滑動(dòng)導(dǎo)靴 彈性式滑動(dòng)導(dǎo)靴 b. 滾動(dòng)導(dǎo)靴-主要用在高速電梯中,也可應(yīng)用于中等速度的電梯。 第五章 電梯用鋼絲繩及其端接裝置 電梯用鋼絲繩指的是曳引用鋼絲繩。曳引繩承受著電梯的全部重量,并在電梯運(yùn)行中,繞著曳引輪,導(dǎo)向輪或反繩輪單向或交變彎曲。鋼絲繩在繩槽中也承受著較高的比壓。所以要求電梯用鋼絲繩具有較高的強(qiáng)度,撓性及耐磨性。 一.電梯用鋼絲繩種類和規(guī)格 電梯鋼絲繩一般是圓形股狀結(jié)構(gòu),主要由鋼絲,繩股和繩芯組成。 鋼絲是鋼絲繩的基本組成件,要求鋼絲有很高的強(qiáng)度和韌性。 鋼絲繩股由鋼絲捻成,一般6-8股。 繩芯通常由纖維劍麻或烯烴類的合成纖維制成。 詳細(xì)情況(參見教材) 二. 鋼絲繩的選擇和計(jì)算 (參見教材) 三. 影響鋼絲繩壽命的因素 a. 外部因素 拉伸載荷,曲率半徑,槽型,曳引輪槽材質(zhì),腐蝕等。 b. 內(nèi)部因素 鋼絲的性能,鋼絲的直徑,鋼絲的捻繞型式等。 四. 鋼絲繩報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn) 鋼絲繩在曳引輪上的運(yùn)行壽命將受到磨損和鋼絲交變應(yīng)力的限制。對(duì)大多數(shù)情況來說,只要觀察出外部有明顯的鋼絲破斷現(xiàn)象就應(yīng)確定更換。 為了保證電梯的正常運(yùn)行,鋼絲繩報(bào)廢的主要判斷準(zhǔn)則是,在一段預(yù)先選定的長(zhǎng)度上% |
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