《电梯结构与原理》课件 项目四：轿厢和重量平衡系统的结构与调整

电梯结构与原理智能制造学院电梯教研室电梯工程产教融合实训平台

任务四

轿厢和重量平衡系统的结构与调整4.1电梯轿厢结构与调整4.2电梯重量平衡系统结构与调整4.3轿厢其他装置的选用问题与思考：电梯运行经济吗？4.1轿厢的结构与调整1-

轿厢和对重是怎么保持平衡的？

3-对重的重量是多少？2-钢丝绳和随行电缆的重量怎么抵消的?4-轿厢的额定载重量和乘客数量是什么关系？5-电梯是怎么称重的？6-电梯满载和超载状态下是怎么运行的？钢丝绳轿厢随行电缆对重补偿装置轿厢结构轿厢是用来运送乘客或货物的电梯组件。轿厢由轿厢架和轿厢体两大部分组成。轿顶护栏轿厢体

轿厢门机轿厢门轿厢架安全钳导靴单层轿厢4.1轿厢的结构与调整轿厢结构轿厢是用来运送乘客或货物的电梯组件。轿厢由轿厢架和轿厢体两大部分组成。双层轿厢竖梁

下部轿厢的调节螺杆（反向）中间连接杆件上部轿厢的调节螺杆（正向）调节电动机

顶部十字结构上部轿厢中间钢架下部轿厢底板4.1轿厢的结构与调整轿厢架-------结构轿厢架是固定和悬吊轿厢的框架，轿厢的主要承载构件，需要有足够的强度。

轿厢架是一个框形金属架，由上梁、立梁、下梁和拉条等部分组成。

拉杆是为了增强轿厢架的刚度，防止由于轿厢内载荷偏心造成轿厢倾斜。4.1轿厢的结构与调整轿厢架-------分类对边形轿厢架上梁立柱底梁轿厢底拉条绳头组合对角形轿厢架上梁立柱底梁

轿底拉条绳头组合4.1轿厢的结构与调整轿厢架-------要求4.1轿厢的结构与调整上梁和下梁各用两根16～30号槽钢制成，可用3～8mm厚的钢板压制成。立梁用槽钢、角钢或3～6mm的钢板压制而成。

拉点设在轿底架适当位置时，可承受轿厢地板上3/8左右的负载。负载重量小、轿厢较浅的电梯，可以不设拉条；轿底面积较大的电梯，就特别需要拉条；一些大轿厢结构还需设双拉条。轿厢底的前沿设有轿门地坎处装有一块垂直向下延伸的光滑挡板，即护脚板。客梯轿厢底面上装有轿壁围裙，避免乘客的脚直接踢碰轿壁。4.1轿厢的结构与调整轿厢体-------分类5.1电梯轿厢架的基本结构

客梯轿厢

货梯轿厢

病床电梯轿厢杂物电梯轿厢轿厢厢体在结构上主要由轿底、轿壁及轿顶等组成一个具有轿门通道的封闭的箱体。4.1轿厢的结构与调整轿厢体-------结构4.1轿厢的结构与调整轿厢体-------结构1.轿底轿底是用槽钢按设计要求的尺寸焊接成框架，然后在框架上铺设一层钢板或木板而成，或可铺设各种装饰材料。轿厢的轿底、轿壁与轿顶之间用螺栓固定。高级客梯轿厢多设计成活络轿厢，不用螺栓固定。轿底框的四个角各设置一块厚40~50mm的弹性橡胶元件，整个轿厢厢体通过这四个弹性元件放置在轿厢架的底架上。4.1轿厢的结构与调整轿厢体-------结构2.轿壁轿壁多采用薄钢板制成槽钢形状，壁板的两头分别焊接一根角钢作堵头。轿壁间以及轿壁与轿顶、轿底间多采用螺钉紧固成一体。壁板长度和宽度与电梯类型及轿壁结构有关。为了提高轿壁板的机械强度，减少电梯运行噪声，往往在壁板背面点焊上矩型加强肋。大小不同的轿厢，用数量和宽度不等的轿壁板拼装而成。4.1轿厢的结构与调整轿厢体-------结构2.轿壁--------不同用途的轿壁区别货梯：常在轿厢壁的下部用厚木板或钢板，加一层护梯壁,防止货物对轿厢壁的磕碰。客梯：轿厢壁常装有扶手；高级客梯在轿壁上还装有整容镜。医梯：

轿门对面的轿厢壁上，装有一面大镜子，以供残疾人的轮椅方便进出。4.1轿厢的结构与调整轿厢体-------结构3.轿顶轿顶应能支撑带常用工具的三个抢修的重量，且应具有一块足够站人的空间。如果有轿顶轮固定在轿架上，应设置有效的防护装置。以避免绳与绳槽间进入杂物或悬挂钢丝绳松弛时脱离绳槽，伤害检修人员的人体。轿顶安装开门机构、门电动机控制箱、风扇、检修用操纵箱及照明设备外，供检修用的电源插座，安全窗。4.1轿厢的结构与调整轿厢体-------结构4.各类电梯轿厢体具体结构及外形差异1)

客梯的轿厢，一般宽大于深。

宽深比为10：7或10：8,目的:方便人员进出，提高效率。

客梯轿厢只设一个门，保证安全。

客梯轿厢分为可乘8、10、13、16和21人五种。

客梯应有一定的装饰，使乘客有舒适安全感。

如轿顶装有柔和的照明、通风设备、护手栏、整容镜等，轿厢底铺设橡胶和地毯等。4.1轿厢的结构与调整轿厢体-------结构4.各类电梯轿厢体具体结构及外形差异

2)住宅梯轿厢载客容量分为5、8、10人三种。用于居民住宅，除乘人外，还需装载居民日常生活物资。轿厢不必考究装饰，喷涂油漆或喷塑即可。

3)病床梯轿厢

多载病床和医疗器具，因此轿厢窄而深。轿顶照明采用间接式，以适应病人仰卧的特点。轿厢的装饰一般化。有些轿厢设有穿堂门，方便病床的出人。4)观光梯的轿厢：菱形或圆形，轿厢壁用强化玻璃做成，轿厢内外装饰豪华，吸引游人。5)超高速电梯轿厢：流线型,减小空气的阻力、运行时噪声。6)货梯的轿厢：一般深大于宽或深宽相等，面积大于客梯以便于货物的装卸。承重较大，轿厢架和轿厢底都采用刚性结构，轿厢底直接固定在底梁上，保证载重时不变形。7)杂物电梯：轿厢有40Kg、100Kg和250Kg三种。40Kg、100Kg的轿厢，其高度为800mm；250Kg的轿厢，其高度为120mm，限制人的进入，确保人身安全。4.1轿厢的结构与调整轿厢体-------结构4.各类电梯轿厢体具体结构及外形差异

任务四

轿厢和重量平衡系统的结构与调整4.1电梯轿厢结构与调整4.2电梯重量平衡系统结构与调整4.3轿厢其他装置的选用重量平衡系统组成与作用4.2电梯重量平衡系统结构与调整-------电梯重量平衡系统由对重装置和重量补偿装置两部分组成。对重装置的作用是：与轿厢重量一起将曳引绳共同压紧在曳引轮的绳槽内，使之产生足够的摩擦力；平衡轿厢侧重量，减小驱动电动机的功率。重量平衡系统组成与作用4.2电梯重量平衡系统结构与调整

补偿装置的作用是：当电梯运行的高度超过30m以上时，由于曳引钢丝绳和电缆的自重，使得曳引轮的曳引力和电动机的负载发生变化，补偿装置可弥补轿厢两侧重量不平衡。这就保证轿厢侧与对重侧重量比在电梯运行过程中不变。对重装置-----作用（1）与轿厢重量一起将曳引绳共同压紧在曳引轮的绳槽内，使之产生足够的摩擦力。（2）平衡轿厢侧重量，减小驱动电机的功率。1—对重绳轮2—对重导靴3—对重绳头板4—压板5—对重铁6—对重架7—对重调整垫8—缓冲器撞块9—曳引钢丝绳4.2电梯重量平衡系统结构与调整对重装置-----结构4.2电梯重量平衡系统结构与调整对重装置一般由对重架,对重块,导靴等组成。对重装置----对重块规格与材料选择（1）混凝土对重块

国内早期采用复合材料替代铸铁制成电梯对重块主要采用此方案，那时人们主要基于成本考虑，作为其功用仅是为了平衡电梯轿厢重量的对重块，混凝土对重块方案完全可以实现其功能要求，且利润空间巨大。

混凝土对重块的制作流程大致为：用0.3~0.5mm的薄钢板冲剪成对重块几何形状一致的模，模内用钢筋焊成骨架，把一定标号的水泥与砂、石子按一定的比例混合，通过搅拌后浇入模内，待一定的养护、硬化后，就制成了混凝土复合对重块。混凝土对重块4.2电梯重量平衡系统结构与调整对重装置----对重块规格与材料选择（2）含铁矿粉对重块

众所周知，铁是以化合物状态存在于自然界中，尤其是氧化铁存量最大，经济性也好。常见的铁矿石大致有以下几种：硫铁矿，分子式FeS2，比重在4.95g/cm3左右；磁铁矿，分子式Fe3O4，比重在5.15g/cm3左右；赤铁矿，分子式Fe2O3，比重在5.26g/cm3左右；褐铁矿，含氢氧化铁的矿石，比重在4g/cm3左右；菱铁矿，铁的硅酸盐矿石，比重在3.8g/cm3左右。含铁矿粉对重块4.2电梯重量平衡系统结构与调整对重装置----对重块规格与材料选择（3）重晶石对重块

重晶石是以硫酸钡（BaSO4）为主要成分的非金属矿石，比重一般为4.3~4.7g/cm3，硬度低、脆性大的特点，广泛应用于染料、水泥、道路建筑等领域。重晶石用来作为电梯对重块的添加物，是看中了其不溶于水，无毒无磁性，不会在潮湿的环境中被氧化的，化学性质极其稳定的优点。重晶石对重块4.2电梯重量平衡系统结构与调整对重装置----对重块规格与材料选择4.2电梯重量平衡系统结构与调整（4）金属颗粒对重块

金属制品使用过程中的新旧更替现象是必然的，由于每年都有大量的金属制品的腐蚀、损坏和自然淘汰，使之成为暂时失去使用价值的废金属，如果随意弃置这些废旧金属，既造成了环境的污染，又浪费了有限的金属资源。而所有的金属材料都来自于金属矿产资源，矿产资源有限且不可再生，随着人类的不断开发，这些资源在不断地减少，资源短缺必然成为人类所需要直接面临的一个局势。金属颗粒对重块对重装置----对重块的选择与计算4.2电梯重量平衡系统结构与调整平衡系数选值原则是：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。对重的总重量为：

W=G+KQ

G为轿厢自重(kg)；Q为轿厢额定载重量(kg)；K为电梯平衡系数，为0.4~0.5，以钢丝绳两端重量之差值最小为好。对重装置----对重块的选择与计算4.2电梯重量平衡系统结构与调整

例：有一部客梯的额定载重量1000kg，轿厢净重1000kg，若平衡系数取0.45，求对重装置的总重量?解：已知G＝1000kgQ＝1000kg

K=0.45

代入公式得：W＝G+KQ＝1000+0.45×1000＝1450kg。1对重装置安装在电梯井道内，在提升轿厢时，为了减少电动机所需的马力而设置对重。2可以减小钢丝绳与绳轮之间的曳引力，延长钢丝绳的寿命。3对重装置一般由对重架、对重块、导靴、缓冲器碰块、压块以及与轿厢相连的曳引绳和对重轮（指绕比为2：1的电梯）等组成。4对重架两侧装有导靴，对重依靠导靴在导轨上滑行，对重与轿厢一样安有导轨和油盅。5对重架是吊在与悬垂在曳引轮的轿厢钢丝绳的相反方向上。对重装置----特点4.2电梯重量平衡系统结构与调整对重装置----标准对接

GB7588-20204.2电梯重量平衡系统结构与调整5.4.11对重和平衡重5.4.11对于强制式电梯，平衡重的使用应符合5.9.2.1.1的规定；对于液压电梯，平衡重的使用应符合5.9.3.1.3的规定。5.4.11.2如果对重（或平衡重）由对重块组成，则应防止它们移位。为此，对重块应由框架固定并保持在框架内。应具有能快速识别对重块数量的措施（例如：标明对重块的数量或总高度等）。5.4.11.3设置在对重（或平衡重）上的滑轮和（或）链轮应具有5.5.7规定的防护。4.2电梯重量平衡系统结构与调整为什么电梯要进行补偿？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地变化。当轿厢位于最低层及顶层时，曳引绳自身存在的重量，还有电梯上随行电缆的自重，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Q/W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。补偿装置----类型4.2电梯重量平衡系统结构与调整1补偿链扁型补偿链

圆形补偿链这种补偿装置以铁链为主体，链环一个扣一个，并用麻绳穿在铁链环中。其目的是利用麻绳减少运行时铁链相互碰撞引起的噪声。补偿链与电梯设备连接，通常采用一端悬挂在轿厢下面，另一端则挂在对重装置的下部，如图所示，这种补偿装置的特点是：结构简单，但不适用于梯速超过1.75m/s的电梯上使用；另外，为防止铁链掉落，应在铁链两个终端分别穿套一根Φ6mm钢丝绳与轿底和对重底穿过后紧固。这样并能减少运行时铁链互相碰撞引起的噪声。补偿装置----类型4.2电梯重量平衡系统结构与调整2补偿绳这种补偿装置以钢丝绳为主体，补偿绳是把数根钢丝绳经过钢丝绳卡钳和挂绳架，一端悬挂在轿厢底梁上，另一端悬挂在对重架上，如图所示。这种补偿装置的特点是：电梯运行稳定、噪声小，故常用在电梯额定速度超过1.75m/s的电梯上；缺点是装置比较复杂，除了补偿绳外，还需张紧装置等附件。电梯运行时，张紧轮能沿导轮上下自由移动，并能张紧补偿绳。正常运行时，张紧轮处于垂直浮动状态，本身可以转动。补偿绳补偿装置----类型4.2电梯重量平衡系统结构与调整3补偿缆补偿缆是最近几年发展起来的新型的、高密度的补偿装置。补偿缆中间有低碳钢制成的环链，中间填塞物为金属颗粒以及聚乙烯与氯化物混合物，形成圆形保护层，链套采用具有防火、防氧化的聚乙烯护套。这种补偿缆质量密度高，最重的每米可达6kg，最大悬挂长度可达200m，运行噪声小，可适用各种中、高速电梯的补偿装置。补偿缆截面图1链条2护套3金属颗粒与聚乙烯混合物补偿装置----补偿方式4.2电梯重量平衡系统结构与调整1．单侧补偿法补偿装置一端连接在轿厢底部，另一端悬挂在井道壁的中部。采用这种方法时，对重的重量需加上曳引绳的总重Ty。其中，对重的重量W=G+Kq+Ty补偿装置（补偿链或补偿绳）的重量可按下式计算（不考虑随行电缆重量）：补偿装置的重量Ty=Tp式中，G为轿厢自重（kg）；Q为轿厢额定载重量（kg）；K为电梯平衡系数，一般取0.4~0.5；Ty为曳引绳总总重量（kg）；Tp为补偿装置重量（kg）。轿厢对重随行电缆补偿装置补偿装置----补偿方式4.2电梯重量平衡系统结构与调整2．双侧补偿法轿厢和对重各自设置补偿装置，如图5-17所示，其安装方法与单侧补偿法基本相同。采用这种方法时，对重不需要增加重量，每侧补偿装置的重量可按下式计算（不考虑对随行电缆重量）：每侧补偿装置的重量Tp=Ty两侧共需补偿装置的重量为2Tp=2Ty式中，Tp为补偿装置的重量；Ty为曳引绳总重量。综上考虑，采用补偿绳对称补偿法。轿厢对重随行电缆补偿装置补偿装置----补偿方式4.2电梯重量平衡系统结构与调整3．对称补偿法补偿装置（补偿链）的一端悬挂在轿厢底部，另一端挂在对重的底部（图5-18a），这种补偿法成为对称补偿法。其优点是不需要增加对重的重量，补偿装置的重量等于曳引绳的总重量（不考虑队形电缆的重量），也不需要增加井道的空间。用补偿链的对称补偿法

轿厢对重随行电缆

补偿装置用补偿绳的对称补偿法轿厢对重随行电缆

补偿装置张紧轮导轨张紧轮补偿装置----标准对接GB7588-20204.2电梯重量平衡系统结构与调整5.5.6补偿装置5.5.6.1.1为了保证足够的曳引力或驱动电动机机功率，应按下列条件设置补偿悬挂钢丝绳质量的补偿装置：a）对于额定速度不大于3.0m/s的电梯，可采用链条、绳或带作为补偿装置。b）对于额定速度大于3.0m/s的电梯，应使用补偿绳。c）对于额定速度大于3.5m/s的电梯，还应增设防跳装置。防跳装置动作时，符合5.11.2规定的电气安全装置应使电梯驱动主机停止运转。d)对于额定速度大于1.75m/s的电梯，未张紧的补偿装置应在转弯处附近进行导向。5.5.6.2使用补偿绳时应符合下列要求：a）补偿绳符合GB/T8903的规定；b）使用张紧轮；c）张紧轮的节圆直径与补偿绳的公称直径之比不小于30；d)张紧轮按照5.5.7规定设置防护装置；e）采用重力保持补偿绳的张紧状态；f）采用符合5.11.2规定的电气安全装置检查补偿绳的张紧状态。5.5.6.3补偿装置（如绳、链条或带及其端接装置）应能承受作用在其上的任何静力，且应具有5倍的安全系数。补偿装置的最大悬挂质量应为轿厢或对重在其行程顶端时的补偿装置的质量再加上张紧轮（如果有）总成一半的质量。

项目四

轿厢和重量平衡系统的结构与调整4.1电梯轿厢结构与调整4.2电梯重量平衡系统结构与调整4.3轿厢其他装置的选用轿厢的称重装置-----种类和特点4.3轿厢其他装置的选用超载：在超载（超过额定载荷10％）时动作；电梯门不能关闭，电梯不能启动；同时发出声响和灯光信号。类别形式说明按装设位置分轿底称重式活动轿厢式；超载装置设于轿厢底部，轿厢整体为浮动活动轿底式；超载装置设于轿厢底部，轿底部分为浮动轿顶称重式超载装置设于轿厢上梁机房称重式超载装置设于机房按结构原理分机械式称重装置为机械式结构橡胶块式橡胶块为称重元件压力传感器式压力传感器作为称重元件轿厢的称重装置-----工作原理4.3轿厢其他装置的选用1．机械式称重装置机械式称重装置可以分为装设于轿底和装设在轿顶两种形式。它是采用傍秤工作的杠杆原理。当轿厢受载后，连接块在重力作用下向下移动，当轿内重量达到设定值时，轿底的下移使连接块上的开关碰块碰触微动开关，电梯控制线路被触发，此时电梯不能起动，报警器报警，直至超载状态的解除方可恢复。称量值可以通过移动秤砣和副砣来调节。1轿厢底2主秤砣3秤杆4副秤砣5微动开关6连接块7轿底梁8悬臂梁9悬臂10悬臂轿厢的称重装置-----工作原理4.3轿厢其他装置的选用1．机械式称重装置轿顶或机房机械式称重装置如下图所示，它也是利用杠杆原理，称重装置与轿顶或机房中的绳头连接板结合在一起，维修保养较方便，但由于钢丝绳及补偿绳长度变化导致其称重会发生变化，称重值必须随时修正。1上梁

2摆杆3微动开关4压簧

5秤杆6秤座

1压簧

2秤杆3摆杆

4承重梁5微动开关轿厢的称重装置-----工作原理4.3轿厢其他装置的选用2．橡胶块式称重装置利用橡胶块受力压缩形后触及微动开关，从而达到切断控制回路的目的，如图所示为橡胶块设置在轿项的形式，也有设置在轿底的形式。1触头螺钉2微动开关3上梁4橡胶块5限位板6轿顶轮7防护板轿厢的称重装置-----工作原理4.3轿厢其他装置的选用3．压力传感器式称重装置如图所示将应变式压力传感器装于轿顶或机房可以材轿厢负荷进行称重，也可以将压力传感器安装在活动轿底下进行称重，超载则控制电路工作，切断控制回路，报警器鸣叫，超载灯亮。1绳头组合2绳吊板3螺栓4托板5传感器6底板7承重梁轿厢的称重装置-----布置方式4.3轿厢其他装置的选用1．活动轿厢这种装置应用非常广泛，价格低，安全可靠，但更换维修较繁琐。通常采用橡胶垫作为称重元件，将这些橡胶元件固定在轿厢底盘与轿厢架固定底盘之间。当轿厢超载时，轿厢底盘受到载重的压力向下运动使胶垫变形，触动微动开关，切断电梯相应的控制功能。一般设置有两个微动开关，一个微动开关在电梯达到80%负载时动作，电梯确认为满载运行，电梯只响应轿厢内的呼叫，直到驶至呼叫站点（满载直驶）；另一个微动开关在电梯达到110%载重量时发生动作，电梯确认为超载，电梯停止运行，保持开门，并给出警示信号（超载保护）。微动开关通过螺栓固定在活动轿厢底盘上，调节螺栓就可以调节载重量的控制范围。活动轿厢称重装置轿厢的称重装置-----布置方式4.3轿厢其他装置的选用2．活动轿厢地板

这是装在轿厢上的超载装置，活动地板四周与轿壁之间的保持一定间隙，轿厢地板支撑在称重装置上，随着轿厢地板承受载荷的不同，地板会微微的上下移动。当电梯超载时，活动轿厢地板会下陷，将开关接通，给出电梯的控制信号。3．轿顶称重装置这种装置是以压缩弹簧组作为称重元件，在轿厢架上梁的绳头组合处设以超载装置的杠杆，当电梯承受不同载荷时，绳头组合会带动超载装置的杠杆发生上下摆动。当轿厢超载时，杠杆的摆动会触动微动开关，给电梯相应的控制信号。轿顶称重装置轿厢的称重装置-----布置方式4.3轿厢其他装置的选用4．机房称重装置当轿底和轿顶都不方便安装超载装置时，电梯采用2：1绕法时，我们可以将超载装置装设在机房中。它的结构和原理与轿顶称量装置类似，将它安装在机房的绳头板上，利用机房绳头板随着电梯载荷的不同产生的上下摆动，带动称量装置杠杆的上下摆动。机房称重装置轿厢的称重装置-----布置方式4.3轿厢其他装置的选用5．电阻应变式称重装置以上各种称量装置输出信号均为开关量，随着电梯技术的不断发展，特别是电梯群控技术的发展，客观上要求电梯的控制系统精确的了解每台电梯的载荷量，才能使电梯的调度运行达到最佳状态。因此传统的开关量载荷信号已经不再适用于群控技术，现在很多电梯采用电阻应变式称量装置。电阻应变式称重装置轿厢的称重装置-----标准对接GB7588-20204.3轿厢其他装置的选用5.12.1.2载荷控制5.12.1.2.1轿厢超载时，电梯上的一个装置应防止电梯正常启动及再平层。对于液压电梯，该装置不应防碍再平层运行。5.