1、电梯结构原理与安装维修电梯结构原理与安装维修（任务驱动模式）（任务驱动模式）主编主编 冯志坚冯志坚 李清海李清海上篇上篇 电梯的机构、原理与管护电梯的机构、原理与管护单元二单元二 电梯曳引原理及机械结构电梯曳引原理及机械结构模块一电梯曳引的基本原理一、曳引式提升机构1.曳引式电梯提升机构的优越性2.常见的曳引传动结构3.特殊的曳引传动结构二、电梯的曳引能力1.曳引系数2.保证电梯正常工作的曳引条件1.曳引式电梯提升机构的优越性图1-2-1曳引架(1)安全可靠如果下降中的轿厢或对重因为某种原因冲击底坑中的缓冲器时，曳引式提升机构能自动消失曳引能力，不至于使轿厢或对重继续向上运行直到冲击电梯机房楼
2、板或拉断曳引钢丝绳，造成伤亡事故和财产损失。一、曳引式提升机构1.曳引式电梯提升机构的优越性(2)允许提升高度大曳引式提升机构不像卷扬式提升机构那样，随着电梯的上升，曳引钢丝绳不断地一圈一圈地绕在卷筒上，其曳引钢丝绳的长度不受限制，因此，可以实现将轿厢提升到任何实际需要的高度上。(3)结构紧凑对于垂直起吊设备，根据规范要求，曳引轮(或卷筒)直径与钢丝绳直径之比不得小于40。(4)便于选用价格便宜、结构紧凑的高转速电动机在电梯额定速度一定的情况下，曳引轮直径越小，则需要曳引轮转速越高，与此同时也就要求驱动电动机转速越高。2.常见的曳引传动结构图1-2-2常见的电梯曳引传动机构示意图a)1 1绕法
3、的有齿轮电梯b)2 1绕法的有齿轮电梯c)2 1绕法的无齿轮电梯(1)常见的曳引传动结构的特点及其应用目前，电梯生产中常见的最基本的曳引传动结构如图1-2-2所示。2.常见的曳引传动结构(2)曳引比的概念曳引比是指电梯在运行时曳引钢丝绳的线速度与轿厢升降速度之比值。图1-2-3电梯各种曳引比结构示意图a)曳引比1 1b)曳引比2 1c)曳引比2 13.特殊的曳引传动结构井道上部的机房供安装导向滑轮、限速器等用。井道下部的机房供安装曳引机、控制柜、电源开关等用。图1-2-4各种特殊曳引传动结构示意图a)曳引机安装在下部或井道侧面b)在井道顶层高度不够或只允许轿厢突出顶面的场合c)大型载货电梯的情
4、况(3)复绕的概念复绕是指曳引钢丝绳不是简单地挂在曳引轮上，而是需要在曳引轮上再绕一圈才能与轿厢和对重固定。1.曳引系数图1-2-5电梯曳引钢丝绳受力简图二、电梯的曳引能力2.保证电梯正常工作的曳引条件1)空载电梯在最高停站处上升制动状态(或下降起动状态)。2)装有额定载荷的电梯，在最低停站处下降制动状态(或上升起动状态)。表1-2-1c1值紧急刹车时电梯的制动加速度。3.电梯的最大曳引能力4.允许的轿厢最小自重1)当电梯曳引比为k=1.5时，电梯轿厢最小自重Gmin为_。2)当1.5时，电梯轿厢最小自重Gmin为_。三、提高电梯曳引能力的途径(1)增加摩擦因数f摩擦因数f的大小与曳引轮的材料
5、以及曳引轮绳槽的形状有关。图1-2-6曳引轮绳槽的形状a)半圆槽b)V形槽c)带切口半圆槽三、提高电梯曳引能力的途径图1-2-7包角示意图(2)增大包角包角是指曳引钢丝绳经过曳引轮槽内所接触的弧度，用表示(图1-2-7)。三、提高电梯曳引能力的途径(3)降低T1T2比值具体做法是增加轿厢自重或合理选择平衡链和平衡绳装置。模块二电梯曳引机的结构一、曳引机的形式二、电动机三、制动器四、减速器五、曳引轮六、曳引钢丝绳1.钢丝绳生产制造标准2.钢丝绳的结构和技术的新发展3.曳引钢丝绳的端接装置一、曳引机的形式(1)无齿轮曳引机其拖动装置的动力不靠中间的齿轮减速器而直接传递到曳引轮。图1-2-8无齿轮曳
6、引机的外形图1-2-9无齿轮曳引机结构一、曳引机的形式(2)有齿轮曳引机其拖动装置的动力通过中间齿轮减速器传递到曳引轮，具有降低电动机输出转速、提高输出力矩的作用，如图1-2-10所示。图1-2-10有齿轮曳引机1手轮2电动机3制动轮4电磁制动器5曳引轮6减速器7垫片8底座一、曳引机的形式(3)曳引轮单支承式曳引机此种曳引机又称为悬臂式曳引机，如图1-2-11所示，曳引轮安装在主轴伸出端，结构简单轻巧，但载重量较小，一般用于额定载重量不大于1000kg的电梯。(4)曳引轮双支承式曳引机如图1-2-12所示，曳引机的主轴两端都有支承，能适应大的载重量的电梯。(5)有齿轮蜗轮蜗杆上置式曳引机蜗杆置
7、于蜗轮上面的称蜗杆上置式结构，如图1-2-11所示。(6)有齿轮蜗轮蜗杆下置式曳引机蜗杆置于蜗轮下面时，称为蜗杆下置式结构，电动机多为底置式(见图1-2-12)。图1-2-11单支承式曳引机1轴承 2端盖 3蜗杆 4蜗轮5曳引轮 6密封圈 7主轴8轴承9端盖图1-2-12曳引轮双支承式曳引机1轴承2蜗杆3蜗轮4轴承盖5上箱体6套筒7曳引轮8主轴9偏心套10支座11下箱体12密封圈图1-2-13电动机端置式曳引机二、电动机(1)单速电动机这种电动机通常是笼型异步电动机，只有一种转速，平层差，起动电流大。(2)双速电动机双速双绕组笼型或绕线转子异步电动机，用于拖动电梯较为普遍。1)笼型电动机常用于
8、额定速度不大于1ms的国产双速电梯。2)线绕转子异步电动机除了定子绕组外，转子中也嵌入高速绕组和低速绕组，通过换向器与外部电阻相连。(3)三速电动机这种电动机定子绕组内有三个不同的极对数的绕组，经常用的有两种：一种是6824极，另一种是6424极。三、制动器图1-2-14卧式电磁制动器1制动弹簧2偏斜套3铁心4锁紧螺母5限位螺钉6连接螺栓7蝶形弹簧三、制动器(1)制动器结构形式通常制动器的制动作用应由导向的压缩弹簧或重锤来实现。1)图1-2-14所示为卧式电磁制动器，由一组弹簧、带有制动衬垫的制动闸瓦、制动臂及电磁铁组成。2)图1-2-15所示为立式电磁制动器，是具有两个制动闸瓦的外抱式制动器
9、。图1-2-15立式电磁制动器a)外形b)结构1连接螺钉 2球头面 3转臂 4制动弹簧 5拉杆 6销钉 7电磁铁座 8线圈 9动铁心 10罩盖 11顶杆 12制动臂 13顶杆螺栓 14闸瓦块 15制动带图1-2-14卧式电磁制动器1制动弹簧2偏斜套3铁心4锁紧螺母5限位螺钉6连接螺栓7蝶形弹簧三、制动器图1-2-16内胀式制动器3)图1-2-16所示为内胀式制动器，是用于大型的无齿轮曳引机上的制动器。(2)制动力矩四、减速器(1)蜗杆传动蜗杆结构减速器，传动速比较大，运行较平稳，且结构紧凑和噪声较小。图1-2-17蜗杆传动a)圆柱形蜗杆传动b)圆弧面蜗杆传动四、减速器图1-2-18用斜齿轮传动
10、的曳引机(2)斜齿轮传动斜齿轮结构减速器传动效率高，曳引机整体尺寸小、重量轻。四、减速器(3)行星齿轮传动行星齿轮结构减速器传动速比大，传动效率高，曳引机整体尺寸小、重量轻。图1-2-19NGW两级行星齿轮结构减速器五、曳引轮(1)曳引轮的材料曳引轮的材料质量对钢丝绳及绳轮自身的寿命均有很大的影响。(2)曳引轮直径尺寸曳引轮的计算直径D与电梯的额定速度、曳引机额定工作力矩、曳引绳的使用寿命有关。(3)与曳引绳使用寿命的关系1.钢丝绳生产制造标准六、曳引钢丝绳2.钢丝绳的结构和技术的新发展图1-2-20塑芯电梯绳图1-2-21抗旋扭电梯绳3.曳引钢丝绳的端接装置(1)绳夹用绳夹固定绳头是十分方便
11、的方法(图1-2-22)，但必须注意绳夹规格与钢丝绳直径的配合和夹紧的程度。图1-2-22绳夹(2)自锁楔形绳套依靠楔块与套筒孔斜面配合(图1-2-23)，在拉力作用下自动锁紧。图1-2-23自锁楔形绳套3.曳引钢丝绳的端接装置(3)浇灌锥套先将钢丝绳穿过锥形套筒内孔，将绳头拆散剪去绳芯洗净油污，将绳股或钢丝向绳中心折弯(俗称“扎花”)，折弯长度不少于钢丝绳直径的2.5倍，然后把已熔化的巴氏合金(轴承合金)注入锥套的锥孔内，冷却凝固后即组合完毕(图1-2-24)。图1-2-24浇灌锥套的结构模块三轿厢和平衡系统一、轿厢二、平衡系统1.对重装置2.补偿装置一、轿厢图1-2-25轿厢总体结构及其有
12、关构件1导轨加油壶2导靴3轿顶检修箱4轿顶安全栅栏5轿架上梁6安全钳传动机构7开门机架8轿厢9风扇架10安全钳拉条11轿架立柱12轿架拉条13轿架底梁14安全钳嘴15补偿链一、轿厢(1)轿厢架轿厢架是轿厢的承载结构，轿厢的负荷(自重和载重)由它传递到曳引钢丝绳。(2)轿厢体轿厢体是形成轿厢空间的封闭围壁，除必要的出入门和通风孔外不得有其他开口，轿厢体由不易燃和不产生有害气体和烟雾的材料制成。1)轿底板由轿底和框架组成，在地板四周一般设有轿壁围裙板，在前沿有供轿门滑动的地坎。2)轿壁用厚度1.21.5mm的薄钢板制成，表面用喷涂或贴膜装饰，或用不锈钢板制成。3)轿顶用薄钢板制成，由于轿顶要供紧急
13、出入，安装和维修时也需要站立，因此要求有足够的强度，轿顶能支撑两个携带工具的人员，即在轿顶的任何位置上均能承受2000N的垂直力而无永久变形。一、轿厢(3)轿厢面积为了乘客的安全和舒适，轿厢入口和内部的净高度不得小于2m。表1-2-2轿厢额定载重量与最大有效面积一、轿厢表1-2-3轿厢最小有效面积二、平衡系统1.对重装置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，减小对驱动电机的功率需求。图1-2-26对重装置1对重绳轮2对重导靴3对重绳头板4压板5对重块6对重架7对重调整垫8缓冲碰头9曳引钢丝绳2.补偿装置(1)补偿装置的形式1)补偿链(图1
14、-2-27b)，以铁链为主体，悬挂在轿厢与对重下面。2)补偿绳(图1-2-27c)，以钢丝绳为主体，悬挂在轿厢或对重下面，具有运行较稳定的优点，常用于速度大于1.75m/s电梯上。3)补偿缆(图1-2-27a)。图1-2-27补偿装置a)补偿缆b)补偿链c)补偿绳d)补偿绳及其连接1定位卡板2钢丝3轿厢底梁4挂绳架5绳卡6钢丝绳2.补偿装置(2)补偿方法常用的补偿方法有三种：单侧补偿法、双侧补偿法、对称补偿法，如图1-2-28所示。图1-2-28补偿方式a)单侧补偿法b)双侧补偿法c)对称补偿法1随行电缆2补偿绳(链或缆)3轿厢4对重5张紧轮6导轨模块四引导系统和门系统一、导向系统1.导轨2.
15、导靴3.导轨架二、门系统1.门的型式与结构2.门机与层门装置3.门锁装置4.门运动过程中的保护1.导轨图1-2-29导轨一、导向系统图1-2-30导轨的连接1.导轨电梯安装验收规范（GB 100602011）对导轨的安装质量提出了如下若干规定。1)电梯冲顶时，导靴不应越出导轨。2)每列导轨工作面(包括侧面和顶面)对安装基准线每5m的偏差均应不大于下列数值：轿厢导轨和设有安全钳的对重导轨为0.6mm，不设安全钳的T型对重导轨为1.0mm。3)轿厢导轨和设有安全钳的对重导轨工作面接头处不应有连续缝隙，且局部缝隙不大于0.5mm，导轨接头处台阶用直线度为0.01300的平直尺或其他工具测量，应不大于
16、0.05mm，如超过应修平，修光长度为150mm以上。4)两列导轨顶面间的距离偏差。5)导轨应用压板固定在导轨架上，不应采用焊接或螺栓直接连接。6)轿厢导轨与设有安全钳的对重导轨的下端应支承在地面坚固的导轨座上。2.导靴(1)固定滑动导靴(图1-2-31)固定滑动导靴主要由靴衬和靴座组成。图1-2-31固定滑动导靴(2)弹性滑动导靴(图1-2-32)弹性滑动导靴由靴座、靴头、靴衬、靴轴、压缩弹簧或橡胶、调节套筒或调节螺母组成。图1-2-32弹性滑动导靴2.导靴(3)滚动导靴(图1-2-33)滚动导靴一般用在高速电梯上。图1-2-33滚动导靴3.导轨架图1-2-34导轨架a)导轨紧固示意图b)可
17、调金属支架1.门的型式与结构二、门系统图1-2-35电梯门的结构1厅门2轿门3门套4召唤盒5门立柱6轿厢7门地坎(门滑槽)8厅门导轨9门滑轮10门扇11门滑块2.门机与层门装置图1-2-36开门机构示意图图1-2-36开门机构示意图(续)3.门锁装置图1-2-37门锁装置4.门运动过程中的保护(1)安全触板装置设置在轿门上，采用机械结构，轿门关闭过程中，人或物触及安全触板时，轿门立即返回开启位置。(2)光电式保护装置光电装置安装在门上，光线通过门口，当人或物遮住光线时，门不能关闭或使门重新开启。(3)感应式保护装置借助磁感应的原理，在保护区域设置三组电磁场，当人和物进入保护区造成电磁场的变化时
18、，就能通过控制机构使门重开。模块五机械安全保护系统一、限速器-安全钳系统1.限速器2.安全钳装置二、缓冲器1.弹簧缓冲器2.非线性蓄能型缓冲器3.液压缓冲器1.限速器(1)限速器的种类及选用电梯额定速度不同，使用的限速器也不同，对于额定速度不大于0.63m/s的电梯，采用刚性夹持式限速器，配用瞬时式安全钳，额定速度大于0.63m/s的电梯，采用弹性夹持式限速器，配用渐进式安全钳。(2)限速器的安全技术要求根据电梯制造与安装安全规范(GB 75882003)的规定，有以下要求。1)操纵轿厢安全钳的限速器的动作应发生在速度至少等于额定速度的115但小于下列各值的情况下：对于除了不可脱落滚柱式以外的
19、瞬时式安全钳为0.8m/s。对于不可脱落滚柱式瞬时式安全钳为1m/s。对于额定速度小于或等于1m/s的渐进式安全钳为1.5m/s。一、限速器-安全钳系统1.限速器2)对于额定速度大于1m/s的电梯，当轿厢上行或下行的速度达到限速器动作速度之前，限速器或其他装置应借助超速开关(电气安全装置开关)使电梯安全回路断开，迫使电梯曳引机停电而停止运转。3)限速器动作时的夹绳力应至少为带动安全钳起作用所需力的2倍，并不小于300N。4)限速器应由柔性良好的钢丝绳驱动。图1-2-38限速器a)限速器外形b)凸轮棘爪式限速器结构示意图c)甩块式弹性夹持式限速器1开关打板碰铁2开关打板3拉簧4夹绳打板碰铁5夹绳
20、钳弹簧6离心重块弹簧7限速器绳轮8离心重块9电开关触头10电开关11轮轴12夹绳打板13夹绳钳14阻速器绳2.安全钳装置(1)安全钳的种类和特点按钳块的结构特点可分为单面偏心式、双面偏心式、单面滚柱式、双面滚柱式、单面楔块式、双面楔块式等。图1-2-39安全钳结构及安装位置1转轴2从动杠杆3横拉杆4正反扣螺母5压簧6安全钳急停开关7主动杠杆8限速器绳9绳头10防跳器11压簧12垂直拉杆13防晃架14轿厢架15安全钳16安全钳楔块17导轨2.安全钳装置1)瞬时式安全钳及其动作、使用特点。图1-2-40楔块型瞬时式安全钳a)楔块型瞬时式安全钳外形b)楔块型瞬时式安全钳结构示意图2.安全钳装置图1-2-41渐进式安全钳2)渐进式安全钳及其动作、使用特点。(2)安全钳的安全技术要求若电梯额定速度大于0.63m/s，轿厢应采用渐进式安全钳装置。1.弹簧缓冲器图1-2-42弹簧缓冲器二、缓冲器2.非线性蓄能型缓冲器图1-2-43聚氨酯类缓冲器3.液压缓冲器图1-2-44液压缓冲器
