電力拖動原理,這是電梯運行用的原理 1:電梯分類 電梯有多種分類方法,不同的分類方法會互相交叉,按用途可將電梯為為以下幾類: 乘客電梯 :為運送乘客而設(shè)計的電梯,應(yīng)用范圍廣泛。 載貨電梯 :可以有人隨乘,主要為運送貨物而設(shè)計的電梯,應(yīng)用在工廠廠 房和倉庫中。 客貨電梯 :以運送乘客為主,但也可以運送貨物的電梯。 病床電梯 :為運送病床(包括病人)及醫(yī)療設(shè)備而設(shè)計的電梯,應(yīng)用在醫(yī)院和醫(yī)療中心中。 住宅電梯 :為便于運送乘客和家具、沙發(fā)、擔(dān)架等而設(shè)計的,供住宅樓使用的電梯。 雜物電梯 :轎廂空間受限制,不允許人員進入,主要用于運送少量食品、圖書和文件等。 汽車電梯 :用作運送車輛而設(shè)計的電梯,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,主要運送乘客。 2 :基本原理 電梯主要分機械及電氣兩方面。 機械方面:通過曳引機驅(qū)動,經(jīng)由鋼絲繩與 曳引輪 之間產(chǎn)生的摩擦力來 帶動轎廂上行及下行;作為平衡用的對重與轎廂的運行方向相反。 電氣方面:由控制柜內(nèi)的微機程序驅(qū)動并與機械系統(tǒng)共同作用而控制電梯的運行及停止。 3:電梯的安全保護裝置 超速保護裝置 電梯上、下運行速度超過規(guī)定速度時,限速器安全開關(guān)將動作,使電梯停止運行。 門閉鎖電氣保護裝置 廳門和轎門上都裝有電氣連鎖開關(guān),用來證實門的完全關(guān)閉,只要有一扇門沒有關(guān)閉到位,電梯都不能運行。 停車保護裝置(抱閘) 轎廂到站停止時,曳引機制動器能保證轎廂平層位置不變。 端站強迫減速裝置 上、下端站強迫減速開關(guān)安裝在運行換速點,保證電梯接近端站時能可靠地降低運行速度。 端站限位裝置 強迫減速開關(guān)不起作用時,限位開關(guān)會動作,電梯將被迫停止運行不能超越此位置,但是可以改變方向運行。 端站極限位置保護裝置 電梯運行到導(dǎo)軌的盡頭之前,極限開關(guān)動作,切斷電梯動力電源,將電梯強行停止。 敦底、沖頂保護裝置 電梯因控制系統(tǒng)失效,上下運行超越極限位置時,底坑內(nèi)的緩沖器保護乘客不會受傷。 超載保護裝置 能夠稱量轎廂的重量,超過額定載重量時,電梯不啟動并發(fā)出蜂鳴提示音,警告后進入的乘客及時退出轎廂。 防墜落保護裝置 轎廂的上下運行速度由限速器進行實時監(jiān)測,一旦轎廂失控超速,限速器就會啟動安全鉗立刻將轎廂制停在導(dǎo)軌上。 門保護裝置 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)下電梯不能正常運行。國家標(biāo)準(zhǔn)對電梯的關(guān)門作用力的大小有規(guī)定,不會夾傷乘客。 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,能夠使門自動重新開啟;此外,還有非接觸式門保護裝置——紅外線光幕保護裝置和超聲波監(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。 門保護裝置特性 在門自動關(guān)閉的 50 毫秒行程中,門保護功能可能消失,此時不能利用門保護裝置使門重新打開,特提醒注意。為了提高電梯使用效率和防搗亂功能的需要,門保護裝置連續(xù)動作一段時間后,電梯將緩速強迫關(guān)門。如果還關(guān)不上門,電梯將發(fā)出故障信號并停止運行。 電梯基礎(chǔ)知識教程 第一章 概論 一.電梯是現(xiàn)代物質(zhì)文明和垂直運輸工具 電梯的雛形是公元前1115年至1079年間我國勞動人民發(fā)明轆轤。 1852年,世界上第一臺在德國柏林電梯誕生了,采用電動機拖動。以后,美國出現(xiàn)以蒸汽機為動力的客梯。美國人奧的斯研究出電梯的安全裝置,開創(chuàng)了升降機工業(yè)或者說電梯工業(yè)新紀(jì)元。 1857年,世界第一臺載人電梯問世,為不斷升高的高樓提供了重要的垂直動輸工具。 1889年奧的斯公司在紐約試制成功第一臺電力驅(qū)動蝸輪減速的電梯,這一設(shè)計思想為現(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. 電力拖動系統(tǒng) 7. 電氣控制系統(tǒng) 8. 安全保護系統(tǒng) 三.電梯的分類 按驅(qū)動方式分類: 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. 直線電機驅(qū)動的電梯 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 根據(jù)電梯使用的不同要求,電梯的驅(qū)動可采用曳引驅(qū)動,液壓驅(qū)動,卷筒驅(qū)動,及齒輪齒條,螺桿驅(qū)動等方式。 一.曳引驅(qū)動 曳引驅(qū)動是采用曳引輪作為驅(qū)動部件。鋼絲繩懸掛在曳引輪上,一端懸吊轎箱,另一端懸吊對重裝置,由鋼絲繩和曳引輪之間的摩擦產(chǎn)生曳引力驅(qū)動轎廂作上下運行。 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,確定繞繩方式時應(yīng)考慮有較高的傳動效率,合理的能耗及有利于鋼絲繩使用壽命的延長。 2. 曳引力計算 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. 轎廂運行高度 d. 載荷 e. 曳引機和其它部件的技術(shù)參數(shù) f. 環(huán)境和保養(yǎng) 二.卷筒驅(qū)動 早期電梯的驅(qū)動,除了液壓驅(qū)動之外都是卷筒驅(qū)動。這種卷筒驅(qū)動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。一組鋼線繩按順時針方向繞在卷筒上,而另一組鋼絲繩按反時針方向繞在卷筒上。因此,當(dāng)一組鋼絲繩繞出卷筒時,另一組鋼絲繩繞入卷筒。 卷筒驅(qū)動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 6. 能耗大 三.其它驅(qū)動方式 1. 液壓驅(qū)動 將在另一門課程中介紹。 2. 螺桿式驅(qū)動 目前,實際很少采用。 3. 齒輪齒條式驅(qū)動 這種驅(qū)動型式主要用于建筑施工電梯上。 4. 直線電機驅(qū)動 1990年4 月第一臺使用直線電機驅(qū)動的電梯在日本使用。 直線電機用于電梯是電梯驅(qū)動的重大改革,它與傳統(tǒng)的驅(qū)動方式相比,具有結(jié)構(gòu)簡單,占用空間少,節(jié)能,可靠性高等特點。 第三章 電梯曳引機 電梯曳引機通常由電動機,制動器,減速箱及底座等組成。如果拖動裝置的動力,不用中間的減速箱而直接傳到曳引輪上的曳引機稱為無齒輪曳引機。無齒輪曳引機的電動機電樞同制動輪和曳引輪同軸直接相連。而拖動裝置的動力通過中間減速箱傳到曳引輪的曳引機稱為有齒輪曳引機。 1. 電梯用交流電動機 a. 電梯用電動機的特性要求 要具有大的起動轉(zhuǎn)矩 起動電流要小 電機應(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,電動機的轉(zhuǎn)差率在高速時應(yīng)不大于12%,在低速時應(yīng)不大于20% 要求噪聲低,脈動轉(zhuǎn)矩小 b. 電梯上常用的交流電動機的型式 單速電機 雙速電機 三速電機 c. 電動機容量估算(參見教材) 2. 蝸輪蝸桿傳動 目前速度不大于2.5米/s的有齒輪曳引機的減速箱大多采用蝸輪蝸桿,其主要優(yōu)點是: 傳動平穩(wěn),運行噪聲低 結(jié)構(gòu)緊湊,外形尺寸小 傳動零件少 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)點是,箱體比較容易密封,容易檢查,不足之處是蝸桿潤滑比較差。 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 選擇材料時要充分考慮到蝸輪蝸桿傳動的特點,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. 蝸桿傳動的效率計算 f. 蝸輪蝸桿受力計算 g. 熱平衡問題 由于蝸桿傳動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。過高的油溫會大大降低潤滑油的粘度,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)生潤滑油過熱現(xiàn)象,設(shè)計的蝸輪箱體應(yīng)滿足,從蝸輪箱散發(fā)出的熱量大于或至少等于動力損耗的熱量。 3. 斜齒輪傳動 在設(shè)計電梯用斜齒輪時應(yīng)考慮以下幾方面的因素: 交應(yīng)變力 沖擊彎曲應(yīng)力 點蝕與磨損 振動和噪音 4. 制動器 a. 制動器類型 電梯制動系統(tǒng)應(yīng)具有一個機電式制動器,當(dāng)主電路斷電或控制電路斷電時,制動器必須動作。切斷制動器電流,至少應(yīng)由兩個獨立的電氣裝置來實現(xiàn)。 制動器的制動作用應(yīng)由導(dǎo)向的壓縮彈簧或重錘來實現(xiàn)。制動力矩應(yīng)足以使以額定速度運行并載有125%額定負(fù)載的轎廂制停。 電梯制動器最常用的是電磁制動器。 b. 制動力矩的計算 制動力矩由兩部分組成:靜力矩和動力矩。 靜力矩和動力矩的計算方法(參見教材) c. 制動器的發(fā)熱問題 電梯在制停過程中,電梯運動部件的動能因摩擦制動而轉(zhuǎn)化為制動輪上的熱量,若閘瓦表面溫度過高,會降低制動輪與閘瓦的摩擦系數(shù),以致降低制動力矩。 對大多數(shù)電梯來說,不必進行制動器的熱性能計算。特別是近幾年來,對于所有交通流量密集的乘客電梯,其拖動控制系統(tǒng)中都采用了零速抱閘制動技術(shù),使機械摩擦制動過程減少到極限狀態(tài)。對交通流量較少的乘客電梯和載貨電梯,每小時的起動次數(shù)較少,因而,每小時吸收的動能也較少。但對于平層速度較高或運動部件慣性較大的電梯,對其熱性能應(yīng)進行分析計算。 第四章 轎廂和對重 在曳引電梯中,轎廂和對重懸掛于曳引輪兩側(cè),轎廂是運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。使用對重的目的是為了減輕電動機的負(fù)擔(dān),提高曳引效率。卷筒驅(qū)動和液壓驅(qū)動的電梯很少用對重,因為這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)識別標(biāo)志的銘牌;電源及有/無司機操縱的鑰匙開關(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)計計算(參見教材) 4. 轎廂的稱重裝置 分為機械式,橡膠塊式和負(fù)重傳感器式。 二.對重 對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,減少電機功率的損耗。 三.補償裝置 電梯在運行中,轎廂側(cè)和對重側(cè)的鋼絲繩以及轎廂下的隨行電纜的長度在不斷變化。隨著轎廂和對重位置的變化,這個總重量將輪流地分配到曳引輪的兩側(cè)。為了減少電梯傳動中曳引輪所承受的載荷差,提高電梯的曳引性能,宜采用補償裝置。 1. 補償裝置的型式 采用補償鏈,補償繩或補償纜。 2. 補償重量的計算(參見教材) 四. 導(dǎo)軌 1. 導(dǎo)軌的主要作用 為轎廂和對重在垂直方向運動時導(dǎo)向,限制轎廂和對重在水平方向的移動。 安全鉗動作時,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,對重導(dǎo)靴安裝在對重架上部和底部,一般每組四個。 導(dǎo)靴的主要類型有滑動導(dǎo)靴和滾動導(dǎo)靴兩種。 a. 滑動導(dǎo)靴-主要用在2米/s以下的電梯 固定式滑動導(dǎo)靴 彈性式滑動導(dǎo)靴 b. 滾動導(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。 詳細情況(參見教材) 二. 鋼絲繩的選擇和計算 (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. 鋼絲繩報廢標(biāo)準(zhǔn) 鋼絲繩在曳引輪上的運行壽命將受到磨損和鋼絲交變應(yīng)力的限制。對大多數(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行,鋼絲繩報廢的主要判斷準(zhǔn)則是,在一段預(yù)先選定的長度上% |
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