电梯的工作原理

电梯的工作原理 工作原理 电梯可以通过两种方法进行升降，一种是曳引式, 一种是液压式。曳引式是用多条钢缆，把轿箱悬挂在电梯井顶部机房的曳引轮之上。钢缆另一端悬挂作平衡的对重。对重一般为轿箱加上50%负载时的重量。当轿箱移动时，对重会向反方向移动。曳引轮是依靠钢缆的粗糙面及引轮上坑纹之间的摩擦力来拉动轿箱。液压式是通过轿箱由底下的柱塞支撑及升降，柱塞由液压推动。部分柱塞可作望远镜式折叠，减少地底所需要的深度。部分柱塞不可折，安装时地下必需挖一个洞。因为柱塞的限制，液压式电梯一般只会在两至五层高的建筑物上使用(不多于20米)。液压式电梯的优点是机房可设置在任何位置，而且占地较少，机械亦较为简单；一般使用亦较少机会发生问题。但是亦有耗电较多，速度低的缺点(秒速不高于1米)。 但它们的工作原理都很相似，都是由控制部分、驱动部分及曳引部分组成。它的基本结构是一条垂直的电梯井内，放置一个上下移动的轿箱。电梯井壁装有导轨，与轿厢上的导靴限制轿箱的移动。都是由曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。安全装置保证电梯运行安全。 曳引部分 根据欧拉公式 T1/T2= efα f:曳引绳在曳引轮槽中的当量摩擦系数，与曳引轮的绳槽形状和曳引轮材料有关;a:曳引绳在曳引轮上的包角;e:自然常数，e=2.71828;efα称为曳引系数， 代表一台电梯的 曳引能力, efα≥1。 当 T1=T2时 不会打滑 T1/ T2 ≥ efα 打滑 T1/T2 ≤ efα 不打滑 电梯的曳引能力与f,a有关 曳引能力 · 曳引能力与曳引钢丝绳在绳槽中的摩擦系数和曳引钢丝绳在曳引轮上的包角有关。 · 摩擦系数与绳槽的形状、材料以及钢丝绳和绳槽的润滑情况有关。 · V型槽、半圆型槽和半圆切口槽 · 超高速电梯上使用摩擦系数大，耐磨性好的非金属槽垫，不但提高了曳引能力，还延长了钢丝绳的寿命； · 增大包角是增加曳引能力的重要途径，一般采用2：1曳引比或采用复绕式 · 轿厢自重将会影响电梯的曳引能力。太轻，则可能不能提供足够的压力，摩擦力太小，不能满足曳引能力要求；太重，虽会增加曳引能力，但会增加钢丝绳在绳槽内的比压，增加绳槽磨损。 · 一般兼顾曳引能力和绳槽的比压来看，增加曳引能力应从加大包角、增大曳引轮直径和增加曳引绳根数来考虑。 驱动部分 电梯的驱动形式 · 曳引驱动电梯——提升绳靠主机的驱动轮绳槽的摩擦驱动的电梯； · 强制驱动电梯——用链或钢丝绳悬吊的非摩擦方式驱动的电梯 ; · 液压电梯—— 通过液压驱动的电梯 。 曳引驱动 · 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 强制驱动 · 由电机带动卷筒旋转，将钢丝绳缠绕到卷筒上，通过滑轮来提升轿厢的运动 液压驱动 · 液压梯的轿厢运行靠液压油缸顶升，不需要上置式机房。主要应用在低层站或大吨位场所。 曳引驱动与卷筒驱动的优势 · 安全可靠。当轿厢冲顶或蹲底时，钢丝绳松弛，另一边的对重就不能继续向上提升，不会发生撞击井道顶板或拉断钢丝绳的事故；曳引驱动都使用了3根以上的钢丝绳，由于断绳造成坠落的可能性大大提高。 · 允许的提升高度大。卷筒驱动在提升时要将钢丝绳绕在卷筒上，提升高度大时驱动设备将变得庞大笨重。而曳引驱动则不受限制，提升高度大时，无须改变驱动装置。 曳引绳绕绳传动方式 · 电梯曳引钢丝绳的绕绳方式主要取决于曳引条件、额定载重量和额定速度等因数。在选择绕绳方式时应考虑有较高的传动效率，合理的能耗和钢丝绳的寿命。 · 单绕：钢丝绳只在曳引轮上绕过一次，包角小于等于180度 · 复绕：钢丝绳在曳引轮上绕过两次，其包角大于180度 · 绕法：1：1绕法 2:1绕法 平衡系数 · 曳引驱动的曳引力是轿厢和对重的重力共同通过钢丝绳作用于曳引轮绳槽而产生的。对重是曳引绳与曳引轮槽产生摩擦力的必要条件。 · 当对重和轿厢侧的重量相等时，曳引机只要克服各种摩擦力就能轻松运行，但事实上，轿厢内的载重是随时在变化，如何确定对重的重量呢？ 对重重量 = 轿厢自重 + K x 额定载重量 K= 0.4 ~ 0.5采用对重对重装置平衡后，电梯从空载到满载之间变化时，反映在曳引轮上的转矩变化只有+/-50%，减轻了曳引机的负担，减少了能量消耗。 控制部分 编码器/测速发电机的作用 1. 反馈电梯运行的速度 反馈错误的现象 飞车/保护停止运行 2. 反馈电梯的运行方向 反馈错误的现象 飞车/运行保护停止 3. 反馈电梯轿厢在井道中的位置 电梯楼层位置的丢失及返基复位 4. 编码器的种类 电压一般有5V、8V、12V， 电线数量不同，精度有300、 600、1024、2048脉冲/转。 机电式制动器 · GB7588规定：电梯必须有制动系统，而且应具有一个机电式制 动器； · 制动器必须是常闭式制动器，即通电时制动器释放，不论什么原因失电时应立即制动； · 切断制动器电流必须至少应用两个独立的电气装置来实现。 · 当轿厢载有125%额定负载下行时突然失电，制动器应能使轿厢可靠制停； · 制动衬（刹车皮）必须是不易燃的，且有一定的热容量，以保证发热时摩擦系数基本不变； 手动紧急操作 · GB7588规定：如果向上移动具有额定载额的轿厢，所需的操作力不大于400N。电梯驱动主机应装设手动紧急操作装置，以便借用平滑且无辐条的盘车手轮能将轿厢移到一个层站。 · 手动盘车手轮一般在电机的尾端，对于交流双速和交流调压调速电梯，盘车轮与飞轮合二为一；变频调速电梯，手轮一般不在电机轴上，而挂在机房内。 · 对于可拆卸的盘车轮，GB7588规定：必须有一个电气安全装置最迟应在盘车手轮装上电梯驱动主机时动作；以保证在电梯盘车时彻底切断电梯安全回路，防止电梯的电机以外驱动。 紧急电动运行 紧急电动运行控制 对于人力操作提升装有额定载重量的轿厢所需力大于400N的电梯驱动主机，其机房内应设置一个紧急电动运行开关 ： · 应允许从机房内操作紧急电动运行开关，由持续揿压具有防止误操作保护的按钮控制轿厢运行。运行方向应清楚地标明 ； · 紧急电动运行开关操作后，除由该开关控制的以外，应防止轿厢的一切运行。检修运行一旦实施，则 紧急电动运行应失效； · 紧急电动运行开关及其操纵按钮应设置在使用时易于直接观察电梯驱动主机的地方； · 轿厢速度不应大于0.63m/s。 紧急电动运行开关应使下列电气装置失效 ： · 安全钳上的电气安全装置 ； · 限速器上的电气安全装置 ； · 轿厢上行超速保护装置上的电气安全装置； · 极限开关 ； · 缓冲器上的电气安全装置； 电梯的未来发展 随着磁悬浮列车的问世，磁悬浮电梯也将成为我们未来电梯的发展方向，它是一种以磁悬浮技术应用于电梯的产物。简而言之，就是把磁悬浮列车竖起来开，但是其中还有很多技术问题有待于解决。这种技术主要是通过结合运用磁铁的吸引及排斥作用使的物体悬浮静止在半空。不象以往的旧式电梯需要靠垂直轨道牵引升降，它去除了传统电梯的钢缆、曳引机、钢丝导轨、配重、限速器、导向轮、配重轮等复杂的机械设备。新型的磁悬浮电梯在轿厢内装有磁铁，在移动时与电磁导轨（直线电机）上的电磁线圈通过磁力相互作用综合调整，使得轿厢与导轨“零接触”。由于不存在摩擦磁悬浮电梯于运行时非常的安静并更加的舒适，还可以达到传统电梯无法企及的极高速。该种电梯适用于楼宇用梯、发射平台及太空电梯等载人、载物的垂直运输设备。 随着科技的发展，电梯的技术也将会得到提高，电梯群控系统将更加智能化，超高速电梯速度越来越高，蓝牙技术在电梯上广泛应用以及绿色电梯将普及，都会让我们对未来的电梯充满期待。