垂直电梯机械系统设计

垂直电梯机械系统设计摘要：如今，随着高层建筑物数量大幅上升，电梯成为了我们生活中不可或缺的一个工具，其设计与生产成为了每个国家工业的重点之一。本文以曳引式电梯的曳引系统和轿厢系统为中心，对电梯重要零部件进行设计计算与校核并进行总结。在对垂直电梯机械系统设计的整个流程中，人们可以了解垂直电梯的原理、结构及设计重点等等。关键词：曳引系统，轿厢系统，机械系统电梯的分类按用途分类客用电梯、载货电梯、客货（两用）电梯、病床电梯、住宅电梯、杂物电梯、船用电梯、观光电梯、车辆电梯。按运行速度分类1） 超高速电梯：3m/s〜10m/s或更高速度的电梯，常用于超高层结构建筑物内；2） 高速电梯：2m/s〜3m/s的电梯；3） 快速电梯：1m/s〜2m/s的电梯；4） 低速电梯：1m/s及以下的电梯。按拖动方式分类1.直流驱动电梯：其驱动机为直流电动机，其性能相比普通驱动系统更加优良、能达到的速度也更高。2）交流驱动电梯：其驱动机为交流电动机。3）液压驱动电梯：速度小于1m/s。电梯的基本组成曳引系统曳引传动系统主要包括曳引机机体、拖拉式曳引钢索、引导方向的轮组以及折返钢索的轮组。曳引机系统是一个由曳引机架、驱动机、刹车器、联轴器、减速装置和曳引轮等多个部件所综合组成的电梯驱动源。将轿厢与平衡对重分别通过进行绑扎固定到钢索两侧，通过钢索和轮槽之间生成曳引力来控制轿厢的升降。设置方向引导轮的主要目的是为了有效增大轿厢与对重之间的间距，避免在运行时发生碰撞。导向系统导向系统可以说是电梯组成中比较重要的一部分，由导轮或导靴与导轨相互配合，这样可以几乎避免电梯在水平方向上有位移，因此能够保证电梯只能在井道延伸方向上运动。除此之外，导向系统还能间接地保证电梯运行的平稳性和安全性。门系统电梯门应该是我们对于电梯最熟悉的一部分，但是其构造并不简单，我们平时所能见到的只有门系统的门扇和门轨，而隐藏在门扇上部的连接块，门锁装置等等也是非常重要的。楼层门设置在楼层与井道的连接口，由门扇、导轨系统、门锁保护装置和应急自动开锁器等部分组成。门机驱动马达安装在轿厢上，独自承担着开关层门和轿厢门的任务。轿厢轿厢是乘客以及货物等的载体，由轿厢本体与机架组成。轿厢架承载了承载物的绝大部分重量，由横拉梁、竖柱、底梁和斜卧式拉杆等组成。轿厢体又包括了箱体、照明设备、通风装置、称重装置和轿厢内部可独立操作的电动键盘模块等部件。曳引机方案减速装置的选择蜗杆传动的特点：1） 一级传动减速比较大且安装空间需求小。由于蜗杆头数通常取为1或者2,而蜗轮的齿数可以高达80，因此其较齿轮减速等传动比大的优势非常明显，并且蜗杆蜗轮可以设置在同一平面内，节省了安装空间。2） 传动过程相对平稳，噪声污染低。由于蜗轮蜗杆相互啮合的过程是循序渐进的，相对齿轮的齿侧间隙来说其平稳性能得到保证，而啮合过程中碰撞非常微弱，因此噪声也非常小。3） 自锁性。当蜗杆的导程角Y小于轮齿间的当量摩擦角Pv时，蜗轮不能带动蜗杆转动。4） 蜗杆传动时，相对滑动速度大，摩擦生热较高，磨损增加，效率低，不宜用于大功率传动。5） 蜗轮常采用贵重的有色金属制造，成本较高。综上所述：由于电梯具有平衡装置，曳引系统承载的负荷并不大，并且要求减速比较大，在空间上还需要进行传动方向的转变，故采用蜗轮蜗杆减速是合适的。绕绳方式及曳引比的选择在选择绕绳方式时，在钢索寿命足够的前提下，应尽量提高该种绕绳方式能够达到更高的效率，且能耗也能更低。尤其要注意，绳轮的数量不宜过多，否则可能会增加曳引钢丝绳在电梯运行过程中的弯曲次数，造成疲劳破坏。大部分情况是将曳引机组设置在井道顶部的机房内，或者设置在井道低端的侧面，或者直接设置在井道底部的地下室里。设置在井道顶部可以更加灵活的选择绕绳方式，以便减少电力的消耗，以及可以减少在电梯运行时建筑物的支撑梁受到的载荷；但若选择后两者，建筑物承受的载荷将会很大。因此选择第一种方案，将曳引机组设置在井道顶部是最合适的。轿厢系统4.1轿厢门机系统方案门机系统功能实现原理图如图所示:莲挂板 更如鼻延. ，.中3越，同甘华采用一个门机马达作为轿厢开关门的驱动装置，马达将动力传到一个带轮上，然后同步带通过连接板将动力最终传到吊板上，轿厢门就连接在吊板上，因此通过控制马达的正反转就能带动轿厢门的开启和关闭。此外，采用一对完全相同的齿轮构成反向齿轮组，目的是使两个门扇的运动方向相反，此外，两侧带轮也完全相同，综合以上条件，即能保证两扇门的运动速度相同，方向相反。最终以一对橡胶阻挡头限制轿厢门关闭时的最终位置。4.2曳引系数验算上图所示是提升中的电梯曳引钢丝绳受力简图。假设此时钢索两侧张力T1>T2，且设此时钢索正处于刚要打滑的临界状态时，钢索两侧拉力的比值是一个非常重要的参数。因为轿厢的载荷、位置以及轿厢的运动方向时时刻刻都在发生改变，工况也随之改变，为保证曳引能力在电梯任何运行状况下都足够，在验算时应该考虑最极