毕业设计（论文）电梯轿厢结构及传动系统设计

1、天津工业大学毕业设计电梯轿厢结构及传动系统设计姓 名 学 院机械电子学院 专 业机械工程及自动化指导教师 职 称 讲师 2009年6月18日摘 要本次毕业设计从电梯整体结构和传动系统的入手，通过了解电梯的基本结构和运行原理，主要对轿厢结构和曳引系统做了详细的设计，在结构上：对轿厢结构做了分析设计；对轿厢面积进行计算；并对轿壁进行了介绍。在传动系统上，对曳引系统进行了设计，曳引机的选择、制动器的选择、减速器的选择等关键部件的选择，以及这些部件的定位方式和定位尺寸。还对曳引系统和轿厢之间的连接进行了设计，通过钢丝绳把曳引系统的动力传输给轿厢，从而实现轿厢的运动。此外还对缓冲器进行了选择。关键字：

2、电梯；轿厢；门机；曳引机；缓冲器 abstractthe beginning of this graduation project form the overall structure of elevator and the drive system of elevator. through an understanding of the basic structure of the lift and operating principle.then,the major work is the design of the structure of the car and the drive s

3、ystem .in structure :the analysis of design of the car 、the calculation of the area of the car and the introduction of the wall of the car.in the transmission system ,the designing of the tractor system,the selection of the key component,such as the traction machine、brake、reducer.at the same time,th

4、e positioning and the size of these parts.furthermore,the connection between the drive system and the elevator car .the drive system transmit the power to the car through wire rope,in order to make the car to move.moreover,the selection of the buffers.keyword: elevator;elevator car；motor on the elev

5、ator door ；traction machine;buffer目 录第一章 绪论11.1前言11.2电梯的分类11.3电梯的基本结构21.4电梯技术发展展望4第二章 电梯总方案确定62.1电梯传动原理简图62.2传动方案设计6第三章 曳引系统73.1曳引系统工作原理73.2曳引驱动（绕绳方式，曳引力，比压）73.2制动器(选择，制动力计算)133.3钢丝绳及其端接装置16第四章 轿厢与对重194.1轿厢的设计194.2对重与重量补偿装置的设计214.3 导轨的设计24第五章 门系统、缓冲器、安全钳与限速器255.1 门系统的设计255.2 缓冲器的设计265.3 安全钳与限速器的设计27

6、第六章 结 论29参考文献30附件 中英文翻译31致 谢42第一章 绪论1.1前言在1949年至1979年的30年中，我国总共生产安装电梯约1万台。那时电梯产品以低速直流梯和双速梯为主，生产厂不超过10家。自1979年至今的20年间电梯产量有了飞速的增长：全国共生产电梯28.8万台（其中自动扶梯和自动人行道3.13万台），出口电梯2555台（其中扶梯1703台）；产品的结构也发生了明显的变化：老的直流电梯已被淘汰，交流双速梯、acvv交流 调速梯逐渐被vvvf交流变频变压调速电梯所取代，控制系统已在大量采用plc和微电脑控制技术，最高梯速已达到4m/s；行业出现了翻天复地的变化：电梯企业的生产

7、条件、人类素质、管理水平有了极大的改善与提高，上海三菱、天津otis、中国迅达、苏州迅达、广州日立、西子otis等一批企业的面貌已可与国际上最先进的电梯公司相媲美；民族品牌如苏州江南、常州飞达、上海华立、浙江巨人、天津利通、山东百斯特等在市场上也很活跃，并有一定量的出口。目前，我国已引进转化了发达国家的先进技术标准，已成为国际标准化组织iso/tc178电梯、自动扶梯和自动人行道技术委员会的正式成员。我国电梯已形成了设计制造、安装调试、维修保养一条龙服务的一个完整的行业，维持着全国30万台在用电梯的正常运行，新装电梯年销售额超过了100亿人民币。1.2电梯的分类乘客电梯按用途分 载货电梯观光电

8、梯低速电梯 1m/s以下 按速度分 中速电梯1-2m/s以下 高速的电梯2m/s以上超高速电梯5m/s以上电梯的分类 交流电梯 按驱动电源分 直流电梯 层间控制 按控制方式分 简易集选控制 有/无机房控制 1.3电梯的基本结构曳引式电梯是垂直交通运输工具中使用最普遍的一种电梯，现将其基本结构介绍如下,电梯基本结构见图1-1。图1-1 电梯基本结构图1-减速箱；2-曳引轮；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； 10-紧急终端开关； 11-导靴；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； 1

9、9-补偿链导轮；20-张紧装置；21-缓冲器；22-底坑；23-层门；24-呼梯盒； 25-层楼指示灯； 26-随行电缆；27-轿壁；28-轿内操纵箱；29-开门机；30-井道传感器；31-电源开关；32-控制柜； 33-曳引机；34-制动器。（1）曳引系统曳引系统由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮及反绳轮等组成。曳引机由电动机、联轴器、制动器、减速箱、机座、曳引轮等组成，它是电梯的动力源。曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重（或者两端固定在机房上），依靠钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力来驱动轿厢升降。导向轮的作用是分开轿厢和对重的间距，采用复绕型时还可增加曳引能力。导向轮安装在曳引机架上或承重梁上。当

10、钢丝绳的绕绳比大于1时，在轿厢顶和对重架上应增设反绳轮。反绳轮的个数可以是1个、2个甚至3个，这与曳引比有关。（2）导向系统导向系统由导轨、导靴和导轨架等组成。它的作用是限制轿厢和对重的活动。自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。导轨固定在导轨架上，导轨架 是承重导轨的组件，与井道壁联接。导靴装在轿厢和对重架上，与导轨配合，强制轿厢和对重的运动服从于导轨的直立方向。（3）门系统门系统由轿厢门、层门、开门机、联动机构、门锁等组成。轿厢门设在轿厢入口，由门扇、门导轨架、门靴和门刀等组成。层门设在层站入口，由门扇、门导轨架、门靴、门锁装置及应急开锁装置组成。开门机设在轿厢上，是轿厢门和层门启闭

11、的动力源。（4）轿厢轿厢用以运送乘客或货物的电梯组件。它是由轿厢架和轿厢体组成。轿厢架是轿厢体的承重构架，由横梁、立柱、底梁和斜拉杆等组成。轿厢体由轿厢 底、轿厢壁、轿厢顶及照明、通风装置、轿厢装饰件和轿内操纵按钮板等组成。轿厢体空间的大小由额定载重量或额定载客人数决定。（5）重量平衡系统重量平衡系统由对重和重量补偿装置组成。对重由对重架和对重块组成。对重将平衡轿厢自重和部分的额定载重。重量补偿装置是补偿高层电梯中轿厢与对重侧曳引钢丝绳长度变化对电梯平衡设计影响的装置。（6）电力拖动系统电力拖动系统由曳引电机、供电系统、速度反馈装置、调速装置等组成，对电梯实行速度控制。曳引电机是电梯的动力源，

12、根据电梯配置可采用交流电机或直流电机。供电系统是为电机提供电源的装置。速度反馈装置是为调速系统提供电梯运行速度信号。一般采用测速发电机或速度脉冲发生器，与电机相联。调速装置对曳引电机实行调速控制。（7）电气控制系统电气控制系统由操纵装置、位置显示装置、控制屏、平层装置、选层器等组成,它的作用是对电梯的运行实行操纵和控制。操纵装置包括轿厢内的按钮操作箱或手柄开关箱、层站召唤按钮、轿顶和机房中的检修或应急操纵箱。控制屏安装在机房中，由各类电气控制元件组成，是电梯实行电气控制的集中组件。位置显示是指轿内和层站的指层灯。层站上一般能显示电梯运行方向或轿厢所在的层站。选层器能起到指示和反馈轿厢位置、决定

13、运行方向、发出加减速信号等作用。（8）安全保护系统安全保护系统包括机械和电气的各类保护系统，可保护电梯安全使用。机械方面的有：限速器和安全钳起超速保护作用；缓冲器起冲顶和撞底保护作用；还有切断总电源的极限保护等。电气方面的安全保护在电梯的各个运行环节都1.4电梯技术发展展望1.4.1电梯技术发展电梯的拖动技术有了较大的发展，直流电梯由于能耗大、维修量大等缺点。逐步被交流电梯所替代，液压电梯由于运行平稳，机房位置灵活等特点，使得在低楼层场合得到愈来愈广泛的应用。交流拖动电梯更是得到迅速的发展，己由以前的变级调速(ac-vp)发展成为调压调速(ac-vv)及调频调压调速(ac-vvvf)，使得电梯

14、的速度、加速度、加加速度控制更加符合人们的生理要求，电梯的舒适感大为改善。电梯的逻辑控制己从过去简单的继电器接触器控制发展为可编程序控制99(plc)和微机控制，控制方式也从手柄控制、信号控制发展为集选控制、并联控制、群控等，电梯可靠性得到很大提高。电梯的管理功能不断加强，电梯广泛采用微机控制技术，不断满足用户的使用功能要求。如紧急停车操作、消防员专用、防捣乱系统等。智能群控管理得到广泛应用。机械传动方面，由于国际上机械加工水平的不断提高，使斜齿传动和行星齿轮传动在电梯上的应用日益广泛，已使电梯的传动形式多样化。1.4.2电梯发展展望（1）技术含量更高，性能更好电梯行业技术发展非常迅速，几年前

15、推出的具有先进性能、高舒适性的vvvf电梯，如今已成为电梯行业的标准配置，因为永磁同步无齿轮曳引机具有更节能、更洁挣、更安全、更安静、更经济的特点，所以永磁同步曳引机逐步成为新型曳引机的主流:由于永磁技术的先进性，将来很有可能取代vvvf技术。另外，网络控制和智能群控系统.以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是电梯的发展潮流。（2）电梯群控系统将更加智能化电梯智能群控系统将基于强大的计算机软硬件资源，如基于专家系统的群控、基于模糊逻辑的群控、基于计算机图像监控的群控、基于神经网络控制的群控、基于遗传基因法则的群控等。这些群控系统能适应电梯交通的不确定性、控制目标的多样化、非线性表现等动态

16、特性。随着智能建筑的发展，电梯的智能群控系统能与大楼所有的自动化服务设备结合成整体智能系统。（3）超高速电梯速度越来越高21世纪将会发展多用途、全功能的塔式建筑，超高速电梯继续成为研究方向。曳引式超高速电梯的研究继续在采用超大容量电动机、高性能的微处理器、减振技术、新式滚轮导靴和安全钳、永磁同步电动机、轿厢气压缓解和噪声抑制系统等方面推进。采用直线电机驱动的电梯也有较大研究空间。未来超高速电梯舒适感会有明显提高。（4）蓝牙技术在电梯上广泛应用蓝牙（bluetooth）技术是一种全球开放的、短距无线通讯技术规范，它可通过短距离无线通讯，把电梯各种电子设备连接起来，无需纵横交错的电缆线，可实现无线

17、组网。这种技术将减少电梯的安装周期和费用，提高电梯的可靠性和控制精度，更好地解决电气设备的兼容性，有利于把电梯归纳到大楼管理系统或智能化管理小区系统中。（5）绿色电梯将普及要求电梯节能、减少油污染、电磁兼容性强、噪声低、长寿命、采用绿色装潢材料、与建筑物协调等。甚至有人设想在大楼顶部的机房利用太阳能作为电梯补充能源。（6）电梯产业将网络化、信息化电梯控制系统将与网络技术相结合，用网络把各地的电梯监管起来进行维保；通过电梯网站进行网上交易，包括电梯配置、招投标等，也可以在网上申请电梯定期检验。第二章 电梯总方案确定2.1电梯传动原理简图电梯传动原理简图见图2-1图2-1电梯传动原理简图1-曳引机

18、；2-制动器；3-减速器；4-曳引轮；5-导向轮；6-对重；7-缓冲器；8-轿厢2.2传动方案设计本次设计方案包括轿厢结构尺寸和曳引系统两个方面：曳引系统工作原理：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

19、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。在曳引系统中设计，曳引机、制动器、联轴器、钢丝绳、曳引轮等传动部件的选择和计算。轿厢结构设计包括轿厢面积的计算第三章 曳引系统3.1曳引系统工作原理曳引系统工作原理：曳引机1通过制动器2连接到减速器3上，然后减速器把动力传输给曳引轮4，曳引轮通过钢丝绳把动力传给对重6和轿厢7，轿厢和对重通过钢丝绳和曳引轮之间的摩擦来保证轿厢和对重的上下

20、运动。曳引系统传动简图见图3-1图3-1曳引系统工作原理图1-曳引机；2-制动器；3-减速器；4-曳引轮；5-导向轮；6-对重；7-轿厢3.2曳引驱动（绕绳方式，曳引力，比压）根据电梯使用的不同要求，电梯的驱动可以采用曳引驱动，液压驱动，卷筒驱动及齿轮齿条，螺杆驱动等方式，现在运用最广泛的是曳引驱动。曳引驱动是采用曳引轮作为驱动部件。钢丝绳悬吊在曳引轮上，一端悬挂轿厢，另一端悬吊对重装置，由钢丝绳和曳引轮槽之间的摩擦力产生曳引力驱动轿厢做上下运动。3.2.1绕绳方式电梯曳引钢丝绳的绕绳方式主要取决与曳引机组的位置，轿厢的额定载重量和额定速度等条件。在选择确定绕绳方式时应考虑有较高的传动效率,合

21、理的能耗以及有利于钢丝绳使用寿命的延长.特别注意,应尽量减少绳轮数量,避免钢丝绳的反向弯曲.曳引机的位置通常设在井道的上部,或者井道底部的旁侧,或者井道底部的地下室内.前者有利于采用最简单的绕绳方式,可节省电力损耗,减少作用在建筑结构上的载荷;后者的设置方法是建筑物的支承结构承载大,投资费用多。因此在任何情况下，应尽可能避免采用这种方案。图3-2，图3-3是几种典型的绕绳方式。图3-2是曳引机上置方式，图3-3是曳引机下置方式。曳引绳挂在曳引轮和导向轮上且曳引绳对曳引轮的最大保教不大于180的绕绳方式称为单绕，或称半绕；曳引绳绕曳引轮和导向轮一周后才被引向轿厢和对重的绕绳方式称为复绕，或称全绕

22、。复绕方式增加了曳引绳在曳引轮上的包角，提高了摩擦力。（1）曳引机上置方式：曳引机组位于井道上部的称为上置式：图3-2（a）是单绕，钢丝绳倍=1的绕绳方式；图3-2（b）是单绕，钢丝绳倍=2的绕绳方式；图3-2（c）是单绕，钢丝绳倍=3的绕绳方式；图3-2（d）是复绕，钢丝绳倍=1的绕绳方式；图3-2（e）是单绕，钢丝绳倍=4的绕绳方式；（2）曳引机下置方式：曳引机组位于井道底部的旁侧,或者井道底部的地下室的称为下置式：图3-3（a）是单绕，钢丝绳倍=1的绕绳方式；图3-3（b）是单绕，钢丝绳倍=2的绕绳方式；图3-3（c）是单绕，钢丝绳倍=2的绕绳方式；图3-3（d）是复绕，钢丝绳倍=1的绕

23、绳方式；3.2.2曳引力的计算:已知客梯额定载重量为1000kg，额定速度为1m/s，轿厢系统重量设为1400kg，钢丝绳倍率=1，钢丝绳直径为13mm，钢丝绳的数目为5，曳引轮的直径为530mm，绳槽形状为带切口的v型槽，对重为1830kg（平衡系数0.48）。如图3-4由曳引轮和导向轮的几何位置关系，可计算得到钢丝绳在曳引轮上的包角。 （3-1）得当轿厢位于最低层且载有125%的额定载荷时: （3-2） (a)(b)(c)(d)(e)图3-2 曳引机上置的钢丝绳绕绳方式 （3-3）因此，后一种工况t1t2比前一种工况要好，因而打滑的危险较小。轿厢的制动减速度1.3m/s2,则c1为： (3

24、-4)对于带切口的v型槽c21，按第一种工况验算： (3-5)(a)(b)(c)(d) 图3-3曳引机上置的钢丝绳绕绳方式因为本设计电梯的载重量和速度都不是很高，通过比较选择如图3-2（a）的绕绳方式。这种绕绳方式可以尽量避免钢丝绳的反向弯曲，从而有利于延长钢丝绳的使用寿命，并且这种绕绳方式的传动效率较高。当空载轿厢位于最高层站时:切口槽的切口角取95，摩擦系数取0.09，则当量摩擦系数： (3-6) (3-7)所以， ,曳引能力足够。图3-4曳引轮和导向轮的位置关系简图3.2.3比压计算：最大许用比压为: （3-8）钢丝绳的最大静张力: （3-9）切口槽边缘的最大比压（按，计算）: （3-1

25、0），所以比压满足要求。3.2.4电机的选择（1）计算负载转矩:最大不平衡重量为: （3-11）故负载转矩为： （3-12）式中：d-曳引轮直径-减速箱传动效率（2）计算摩擦转矩: （3-13） 式中： -电机轴承摩擦系数; r-轴上总载荷； r-电机轴承处的轴半径。（3）计算启动转矩:直线运动部分的转动惯量为: （3-14）旋转体转动惯量为: （3-15）总的转动惯量为: （3-16）曳引轮的角加速度为: （3-17）最大加速转矩为: （3-18）（4）计算启动转矩:（3-19）（5）电机容量选择: （3-20）式中： q-额定载重量;v-曳引轮节径线速度;-电梯平衡系数，一般取0.4-0.

26、5；-电梯机械传动总效率（包括减速箱、导向轮）；-钢丝绳绕绳倍率。本设计选用11kw电机，额定转速为1000r/min,则额定转矩为: （3-21）则 （3-22）因此，选用11kw的电机容量足够。3.2.5减速器的选择 目前速度不大于2.5m/s的有齿轮曳引机得减速器大多采用涡轮蜗杆，其主要优点是：（1） 传动平稳，运行噪声低：（2） 结构紧凑，外形尺寸小；（3） 传动零件少，因而减少了维修和更换零件的次数；（4）具有较好的抗冲击载荷特性。因此，本设计也采用涡轮蜗杆传动, 选择dby型减速器。3.2制动器(选择，制动力计算)电梯制动系统应具有一个机电式的制动器，当主电路断电或控制电路断电时，

27、制动器必须动作。切断制动器电流，至少应由两个独立的电器装置来实现。制动器的制动作用应由导向的压缩弹簧或重锤来实现。制动力矩应足以使以额定速度运行并载有125%额定负载的轿厢制停。制动器的松开可由电磁或电液操纵。制动器工作原理：当电梯曳引机运行不正常时，电梯铁1带动制动弹簧3作用于闸瓦片2，增加闸瓦片与轴之间的摩擦力，从而达到制动的目的。如图3-5为直流电磁制动器的机械原理图图3-4为电磁制动器原理图1、电磁铁 2、闸瓦片 3、制动弹簧3.2.1制动力矩的计算制动力矩由两部分组成：静力矩和动力矩。静力矩是指轿厢保持静止状态所需的力矩。动力矩是指运动部件的惯性力矩。（1）静力矩ms的计算：电梯制动

28、的最不利工况使轿厢下行至最低层站的制停。以图3-5的情况进行分析（设轿厢载有125%的额定载荷）图3-5电梯运行不利情况简图 （3-23） 式中：q-额定载重量；p-轿厢重量；g-对重重量； -钢丝绳倍率；ml-侧钢丝绳的重量；d-曳引轮节径；i-减速箱传动比;-与制动工况有关的传动系统的机械效率 ;所以静力矩为： (3-24)（2）动力矩md的计算： (3-25)式中：j-当量化到制动轮轴（一般是高速轴）上所有运动零件的转动惯量； -制动轮轴的角减速度。 总的转动惯量j可由以下几部分组成： (3-26)式中：-电机转子、制动轮和蜗杆的转动惯量；-涡轮、曳引轮转化到高速轴上的转动惯量；-系统中

29、做直线运动的所有零件转化到高速轴上的转动惯量。假设摩擦制动器的制动力是恒定的，因而可以把制动期间的运动看成是匀减速的，则角速度可由下式计算： (3-27)式中：-电动机在制动开始瞬间的转速(r/min);-制动时间（s）,可以由经验决定或经实测得。设制动轮和蜗杆的转动惯量为；所以， ； (3-28) (3-29)所以， (3-30)计算得制动减速度136所以动态力矩为: （3-31）所需要的总制动力矩为: （3-32）当制动开始时初始转速值取1000，这样计算不是很精确。因为在制动动作开始前，电动机一发电机状态工作，而且在制动器断电前电梯并不是以额定速度工作，为了改善制动时的乘坐舒适性，电机总

30、是在制动前已经开始减速。3.3钢丝绳及其端接装置电梯用钢丝绳指的时曳引用钢丝绳。曳引绳承受着电梯的全部悬挂重量，并在电梯运行中绕着曳引轮、导向轮或反向绳单向或交变弯曲。钢丝绳在绳槽中也承受着较高的比压。所以要求电梯用钢丝绳具有较高的强度、挠性以及耐磨性。电梯钢丝绳一般是圆形股状结构，主要由钢丝、绳股和绳芯组成。钢丝是钢丝绳的基本组成件，要求钢丝有很高的强度和韧性，材料由含碳量为0.4%1%的优质钢制成。为了防止脆性，材料中硫。磷等杂质的含量不应大于0.035%。当整个钢丝绳中钢丝的抗拉强度相同时称为单一抗拉钢丝绳。当钢丝绳中外层钢丝和内层钢丝的抗拉强度不同时，称为双强度钢丝绳。3.3.1钢丝绳

31、的选择与计算钢丝绳选择主要按静载荷验算，由于钢丝绳会受到多种附加应力的影响，如钢丝绳经过曳引轮及导向时产生的弯曲应力，制造产生的初始内应力，电梯加速度过程中的惯性力以及由于钢丝绳载荷分配不均匀的影响度，故应取较大的安全系数。我国的gb7588中规定：对于三绳或三绳以上的曳引驱动： 对于二绳的曳引驱动： 安全系数是钢丝绳的最小破断载荷和钢丝绳所承受的最大静载荷之比，即由下式计算所得： (3-33)式中：n -悬挂钢丝绳的根数； -绕绳比； n -根钢丝绳的最小破断载荷； t -载有额定负载的轿厢停靠在最底层站时是钢丝绳上的最大静载荷，并应考虑钢丝绳重量，随行电缆重量以及其他悬挂于轿厢下面的补偿装

32、置的重量。本设计选用819s+nf-13-1770（双）右交-gb8903-88电梯钢丝绳；其钢丝绳最小破断载荷为87.6kn，代入设计参数： 由gb7588规定：对于三绳以上的曳引驱动： 而：； 故满足设计要求。3.3.2曳引绳的端接装置曳引绳端接装置的的设计应该考虑到：有利于钢丝绳张力的调节，至少有一端的端接装置是可调的；钢丝绳与端接装置结合处的机械强度至少能承受钢丝绳最小破断载荷的80%。当钢丝绳的绕绳比为1:1时，钢丝绳的一端固定在轿厢架的上梁上，另一端与对重架连接。其它情况时，钢丝绳必须绕过安装于轿厢架上梁或对重架上的反绳轮。没跟钢丝绳的悬挂必须是相对独立的。钢丝绳端接装置的形式有：

33、金属或树脂填充的绳套、自锁紧楔形绳套、绳夹、手工编织捻接接头等。端接装置的均衡调节，通常采用压缩弹簧形式和橡胶缓冲垫形式。目前用的最多的是弹簧形式。均衡装置除了可调节各根曳引绳的张力外，还有缓冲和减震作用。为了减少曳引轮槽和钢丝绳的磨损，在安装端接装置后，应调节各钢丝绳的张力差，使之小于5%。连接方式为接线器1通过螺栓对重架2相连接。曳引钢丝绳连接示意图如图3-6图3-6接线器连接示意图1、接线器 2、对重架 第四章 轿厢与对重4.1轿厢的设计4.1.1轿厢的组成轿厢本身主要由轿厢架和轿厢体两部分构成，其中还包括若干个构件和有关的装置。图4-1为通常的电梯结构示意图。 图4-1为通用电梯结构示

34、意图各类电梯的轿厢基本结构相同，由于用途不同，在具体结构及外形上有一定差异 客梯的轿厢一般宽大于深，这样设计的目的是为了方便人员的出入，有利于提高运行效率货梯的轿厢一般深大于宽或宽深相同，这主要是考虑装卸货物的方便。病床梯的轿厢为适应病床的运送而做得深而窄。观光梯轿厢的外形常做成菱形或圆形，观光面的轿壁使用强化玻璃。超高速电梯的外形做成流线型，以减小空气阻力及运行噪声。轿厢一般由以下几个主要部件组成：（1）轿厢架轿厢架是承重结构件，是一个框形金属架，由上、下、立梁和拉条(拉杆)组成。框架的材质选用槽钢或按要求压成的钢板，上、下、立梁之间一般采用螺栓联结。在上、下梁的四角有供安装轿厢导靴和安全钳

35、的平板，在上梁中部下方有供安装轿顶轮或绳头组合装置的安装板，在立梁上(也称侧立柱)留有安装轿厢开关板的支架。轿厢架是轿厢的主要承载构件，它由立柱、底梁、上梁和拉条组成。如图4-2轿厢架的基本结构：图4-2 轿厢架的基本构件1 上梁；2立柱；3拉条；4底梁(2）轿厢体轿厢体形态像一个大箱子，由轿顶、轿壁、轿底及轿门等组成，轿底框架采用规定型号及尺寸的槽钢和角钢焊成，并在上面铺设一层钢板或木板。为使之美观，常在钢板或木板之上再粘贴一层塑料地板。轿壁由几块薄钢板拼合而成。每块构件的中部有特殊形状的纵向筋，目的是增强轿壁的强度，并在每块物体的拼合接缝处，有装饰嵌条遮住。轿内壁板面上通常贴有一层防火塑料

36、板或采用具有图案、花纹的不锈钢薄板等，也有把轿壁填灰磨平后再喷漆的。轿壁间，以及轿壁与轿顶、轿底之间一般采用螺钉连接、紧固。轿顶的结构与轿壁相似，要求能承受一定的载重(因电梯检修工有时需在轿顶上工作)，并有防护栏以及根据设计要求设置安全窗。有的轿顶下面装有装饰板(一般客梯有，货梯没有)，在装饰板的上面安装照明、风扇。(3)轿厢顶的构造和强度要求由于在安装、检修和营救的需要，轿厢顶有时需要站人，我国有关技术标准规定，轿顶要能承受三个携带工具的检修人员(每人以100kg计)时，其弯曲挠度应不大于跨度的1/1000。此外轿顶上应有一块不小于0.12m2的站人用的净面积，其小边长度至少应为0.25m。

37、对于轿内操作的轿厢，轿顶上应设置活板门(即安全窗)其尺寸应不小于0.35mx0.5m。该活板门应有手动锁紧装置，可向轿外打开，活板门打开后，电梯的电气联锁装置就断开，使轿厢无法开动，以保证安全。同时轿顶还应设置排气风扇以及检修开关、急停开关和电源插座，以供应检修人员在轿顶上工作时使用的需要。轿顶靠近对重的一面应设置防护拦杆，其高度不超过轿厢的高度。(4)轿壁为了保证使用安全，轿壁必须有足够的强度，我国电梯制造与安装安全规范规定，轿厢内任何部位垂直向外，在5cm2圆形或方形面积上，施加均匀分布为300n(牛顿)的力，其弹性变形不大于15mm，且无永久变形。另外，在靠井道侧的轿壁上，为了减小振动和

38、噪声，要粘吸振动隔音材料。为了增大轿壁阻尼，减小振动，通常在壁板后面粘贴夹层材料或涂上减振粘子。当两台以上电梯共设在一个井道时，为了应急的需要，可在轿厢内侧壁上开设安全门。安全门只能向内开启，并装有限位开关，当门开启时，切断电路。门的宽度不小于0.4m，高度不小于1.5m。(5)轿底为了防止箱体振动，常采用框架式底梁，在底框与轿底之间加入68块专门制造的橡皮块。在轿底的前沿应设有轿门地坎及护脚板(挡板)，以防人在层站将脚板插入轿厢底部造成挤压，护脚板的宽度与层站入口处一样，其高度至少为075m，且斜面向下延伸。4.1.2电梯轿厢主要参数的确定已知客梯额定载重量为1000kg，按公式额定载重/7

39、5kg计算向下圆整到最近的整数可得出乘客人数按照gb/t 7025.1-31997规定，客梯轿厢宽度1600mm，深度1400mm,高度2300mm。轿门宽度900mm,高度2100mm，开门形式为中开门。为了防止由于轿厢内人员过多引起超载，轿厢的有效面积应予以限制。轿厢的有效面积指轿厢内的实用面积。gb7588对轿厢的有效面积与额定载重量、乘客人数都做了具体规定。如表4-1及表4-24.2对重与重量补偿装置的设计对重装置和重量补偿装置统称为重量平衡系统，它是使对重与轿厢达到相对平衡，在电梯工作中使轿厢与对重间的重量差保持在某一个限额之内，保证电梯的曳引传动平稳、正常。4.2.1 对重的设计对

40、重可以平衡(相对平衡)轿厢的重量和部分电梯负载重量，减少电机功率的损耗。当电梯负载与对重十分匹配时，还可以减小钢丝绳与绳轮之间的曳引力，延长钢丝绳的寿命。由于曳引式电梯有对重装置，如果轿厢或对重撞在缓冲器上后，电梯失去曳引条件，避免了冲顶事故的发生。曳引式电梯由于设置了对重，使电梯的提升高度不像强制式驱动电梯那样受到卷筒的限制，因而提升高度也大大提高。(1)对重装置的种类及其结构对重装置，一般分为无对重轮式(曳引比为1：1的电梯)和有对重轮(反绳轮)式(曳引比为2:1的电梯)两种。不论是有对重轮式，还是无对重轮式的对重装置，其结构组成是基本相同的。一般由对重架、对重块、导靴、缓冲器碰块、压块，

41、以及与轿厢相连的曳引绳和对重轮(指2:1曳引比的电梯)组成。(2)对重重量值的确定为了使对重装置能对轿厢起最佳的平衡作用，必须正确计算其重量。对重的重量值与电梯轿厢本身的净重和轿厢的额定载重量有关。一般在电梯满载和空载时，曳引钢丝绳两端的重量差值应为最小，以使曳引机组消耗功率少，钢丝绳也不易打滑。对重装置过轻或过重，都会给电梯的调整工作造成困难，影响电梯的整机性能和使用效果，甚至造成冲顶或蹲底事故。对重的总重量通常以下面基本公式计算：对重的总重量 (4-1)式中：g-轿厢自重(kg)； q-轿厢额定载重量(kg)； k-电梯平衡系数，为0.4-0.5，以钢丝绳两端重量之差值最小为好。平衡系数选

42、值原则是：尽量使电梯接近最佳工作状态。当电梯的对重装置和轿厢侧完全平衡时，只需克服各部分摩擦力就能运行，且电梯运行平稳，平层准确度高。因此对平衡系数k的选取，应尽量使电梯能经常处于接近平衡状态。对于经常处于轻载的电梯，k可选取0.4-0.45，对于经常处于重载的电梯，k可取0.5。这样有利于节省动力，延长机件的使用寿命。例：有一部客梯的额定载重量为1000kg，轿厢净重为1000kg，若平衡系数取045，求对重装置的总重量。解：已知g1000kgq1000kgk=045代入上面的公式得：4.2.2 补偿装置的设计 在电梯运行中，对重的相对平衡作用在电梯升降过程中还在不断的变化。当轿厢位于最低层

43、时，曳引绳本身存在的重量大部分都集中在轿厢侧；相反，当轿厢位于顶层时，曳引绳的自身重量大部分作用在对重侧，还有电梯上控制电缆的自重，也都对轿厢和对重两侧的平衡带来变化，也就是轿厢一侧的重量q与对重一侧的重量w的比例qw在电梯运行中是变化的。尤其当电梯的提升高度超过30m时，这二侧的平衡变化就更大，因而必须增设平衡补偿装置来减弱其变化。平衡补偿装置是悬挂在轿厢和对重的底面，在电梯升降时，其长度的变化正好与曳引绳长度变化对重相反，当轿厢位于最高层时，曳引绳大部分位于对重侧，而补偿链(绳)大部分位于轿厢侧；而当轿厢位于最低层时，情况与上正好相反，这样轿厢一侧和对重一侧就起到了平衡的补偿作用，保证了对

44、重起到的相对平衡。例如，有一60m高建筑内使用的电梯，用6根13mm的钢丝绳，其中不可忽视的是绳的总重量约360kg。随着轿厢和对重位置的变化，这个总重量将轮流地分配到曳引轮的两侧。为了减少电梯传动中曳引轮所承重的载荷差，提高电梯的曳引性能，就必须采用补偿装置。表4-1 乘客人数与轿厢最小有效面积（m2）乘客人数轿厢最小有效面积乘客人数轿厢最小有效面积乘客人数轿厢最小有效面积乘客人数轿厢最小有效面积10.2861.17111.87162.5720.4971.31122.01172.7130.6081.45132.15182.8540.7991.59142.29192.9950.98101.73

45、152.43203.13注：超过20位乘客时对超出的每一乘客增加0.115m2。表4-2 额定载重量与轿厢最大有效面积额定载重（kg）轿厢最大有效面积（m）额定载重（kg）轿厢最大有效面积（m）额定载重（kg）轿厢最大有效面积（m）额定载重（kg）轿厢最大有效面积（m）1000.375251.459002.2012752.951800.536001.609752.3513503.102250.706301.6610002.4014253.253000.906751.7510502.5015003.403751.107501.9011252.5516003.564001.178002.00120

46、02.8020004.204501.308252.0512502.9025005.00我们设计的电梯其有效面积为1.6mx1.4m=2.24m2 ，其大于最小值2.15m2,小于最大值2.4m2。符合国家标准。4.3 导轨的设计导轨功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只沿着各自的导轨作升降运动，使两者在运行中平稳，不会偏摆，有了导轨，轿厢只能沿着左右两侧的竖直方向的导轨上下运行。对重只能沿着位于对重两侧的竖直方向的导轨上下运行。所以电梯的导轨，包括轿厢的导轨和对重的导轨两部分。但无论是轿厢导轨还是对重导轨是没有实质性的差异的。一般钢导轨，常采用机械加工方式或冷轧加工方式制作。电梯中大

47、量使用的是“t”形导轨，但对于货梯对重导轨和速度为1m/s以下的客梯对重导轨，一般多采用“l”型导轨(规格为l7575810)。用于速度低于0.63m/s的电梯的导轨表面一般不作机械加工。t型导轨是电梯常见的专用导轨，具有良好的抗弯性能及良好的可加工性能。t型导轨的主要规格参数，是底宽b、高度h和工作面厚度k。我国原先用bk作为导轨规格标志，现已推广使用国际标准t型导轨，共有十三个规格，以底面宽及工作面和加工方法：即以“b加工方法”作为规格标志。第五章 门系统、缓冲器、安全钳与限速器5.1 门系统的设计5.1.1电梯门系统及其作用 (1)门系统的作用层门和轿门都是为了防止人员和物品坠入井道或轿

48、内乘客和物品与井道相撞而发生危险，都是电梯的重要安全保护设施。（2）层门特别是电梯层门，是乘客在使用电梯时首先看到或接触到的部分。是电梯很重要的一个安全设施，根据不完全统计，电梯发生的人身伤亡事故约有70是由于层门的质量及使用不当等引起的。因此，层门的开闭与锁紧是使电梯使用者安全的首要条件。（3）轿门、层门及其相互关系轿门是设置在轿厢入口的门，是设在轿厢靠近层门的一侧，供司机、乘客和货物的进出。简易电梯，开关门是用手操作的称为手动门。一般的电梯，都装有自动开启，由轿门带动的，层门上装有电气、机械联锁装置的门锁。只有轿门开启才能带动层门的开启。所以轿门称为主动门，层门称为被动门。只有轿门、层门完

49、全关闭后，电梯才能运行。为了将轿门的运动传递给层门，轿门上设有系合装置(如门刀)，门刀通过与层门门锁的配合，使轿门能带动层门运动。为了防止电梯在关门时将人夹住，在轿门上常设有关门安全装置(防夹保护装置)。5.1.2电梯门的主要参数确定（1）门形式的选择电梯门主要有两类，即滑动门和旋转门，目前普遍采用的是滑动门。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，层门必须和轿门是同一类型的。根据客户的功能要求，以及设计要求，我们选择门的形式为中分式。（2）开关门结构的选择电梯轿门、层门的开关结构；分手动和自动两种。一般没有特殊要求的都采用自动开门机，本设计即采用了自动式变频门机的设计。自动开门

50、机是使轿厢门(含层门)自动开启或关闭的装置(层门的开闭是由轿门通过门刀带动的)。它装设在轿门的上方及轿门的连接处。除了能自动启、闭轿厢门，还应具有自动调速的功能，以避免在起端与终端发生冲击。根据使用要求，一般关门的平均速度要低于开门平均速度，这样可以防止关门时将人夹住，而且客梯的门还设有安全触板。另外，为了防止关门对人体的冲击，有必要对门速实行限制，我国电梯制造与安装安全规范中规定，当门的动能超过10j(焦耳)时，最快门扇的平均关闭速度要限制在0.3m/s变频门机的出现，使构造更简单，性能更好。目前乘客电梯多采用变频门机机构。图5-1所示是近年出现的变频电机开门机构示意图。由电机1带动皮带轮2，与皮带轮同轴的齿轮带动同步皮带3，使连接在同步皮带上的门刀5作水平运动,有门刀5带动电梯曾门运动。由于采用了变频电机，同步皮带，不但省掉了复杂的减速和调速装置使结构简单化，而且开关平稳，噪声小，还减少能耗。 图5-1为电梯门机构1-变频电机; 2-皮带轮；3-防滑同步皮带；4-门导轨；5-门刀；6-皮带5.1.3门运动过程中的保护为了尽量减少在关门过程中发生