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1、电梯基础知识,电梯历史与发展,很久以前,人们就已经开始使用原始的升降工具来运送人和货物,并大多采用人力或畜力作为驱动力,到,19,世纪初,随着工业革命的进,程发展,蒸汽机成为了重要的原动机,在欧美开始用蒸汽机作为升降,工具的动力,并不断地得到创新和改进,.,1852,年,美国纽约杨可斯,(Yonkers),的机械工程师奥的斯先生,(Elisha Graves Otis),在一次展览会上,向公众展示了他的发明,从此,宣告了电梯的诞生,!,电梯从问世到今天已经有,100,多年了,由最早的简陋不安全,不舒,适的升降机到今天,经历了无数的改进提高,其技术发展是永无止境,的,.,21,世纪,随着人口数量
2、与可利用土地面积之间矛盾进一步激化,将会大力发展多用途,全功能的高层塔式建筑,超高速电梯继续成为,研究方向,.,曳引电梯结构示意图,1,减速箱,2,曳引机,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,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,19,补偿链,导轮,20,张紧装置,21,缓冲器,22,底座,23,层门,24,呼梯盒,25,层楼指示,26,随行电缆,27,轿壁,28,操纵箱,29,开门机,30,井道传感器,31,电源开关,32,控制柜,33,曳引电机,34,
3、制动器,电,梯,运,行,示,意,图,电梯空载运行,空载轿厢,对重,空,载,上,行,空,载,下,行,八个系统,功能,组成的主要构件,1,曳引系统,输出与传递动力，驱动电梯运行,曳引机、曳引钢丝绳、导向,轮、返绳轮,2,导向系统,限制轿厢和对重活动自由度，使,轿厢和对重只能沿着导轨运动,轿厢和对重导轨、导靴、导,轨架,3,轿厢,用以运送乘客和货物的组件,轿厢架、轿厢,4,门系统,乘客或货物的进出口，运行时层、,轿门必须封闭，到站时才能打开,轿厢门、层门、门锁、开门,机、关门防夹装置,5,重,量,平,衡系,统,平衡轿厢重量以及补偿高层电梯,中曳引绳重量的影响,对重、补偿链（绳）,6,电,力,拖,动系
4、,统,提供动力，对电梯实行速度控制,供电系统、电动机、电机调,速装置等,7,电,气,控,制系,统,对电梯的运行实行操纵和控制,操纵盘、呼梯盒、控制柜、,层楼指示、平层开关、行程,开关,8,安,全,保,护装,置,保证电梯安全使用，防止一切危,及人身安全的事故安全,限速器、安全钳、缓冲器端站,保护、超速保护、断相错相保,护、上下极限、,层门锁与轿门,电气联锁装置等,电梯的总体结构,?,电梯是安装在建筑物内，用于装载人员和,货物的垂直提升机械。曳引式电梯是目前,应用最普遍的一种，其基本结构包括八大,系统，即曳引系统、导向系统、门系统、,轿厢、质量平衡系统、电力拖动系统、电,气控制系统和安全保护系统。
5、,1.,曳引系统,?,曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳、导向轮及反绳轮等,组成。其中，曳引机是电梯的动力源，它包括电动机、联,轴器、制动器、减速箱、机座及曳引轮等。现在由电动机,直接带动曳引轮的无齿曳引机已得到很大的发展，它取消,了减速机构。,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。,?,导向轮用于拉开曳引轮两侧曳引绳的距离，使曳引绳垂直,作用于轿厢与对重。导向轮安装在曳引架上或承重梁上。,当曳引比大于,1,时，应在轿厢顶或底和对重架上设置反绳,轮。,曳引机,曳引机是电梯的动力设备，又称电梯主机。功能是输,送与传递
6、动力使电梯运行。它由,电动机、制动器、联轴器、,减速箱、曳引轮、机架和导向轮及附属盘车手轮等组成,。,导向轮一般装在机架或机架下的承重梁上。,有齿轮曳引机：拖动装置的动力，通过中间减速器传递到,曳引轮上的曳引机，其中的减速箱通常采用蜗轮蜗杆传动,（也有用斜齿轮传动），这种曳引机用的电动机有交流的，,也有直流的，,无齿轮曳引机：拖动装置的动力，不用中间的减速器而是,直接传递到曳引轮上的曳引机。,有齿轮曳引机,行,星,齿,轮,曳,引,机,下,置,式,蜗,轮,蜗,杆,曳,引,机,上,置,式,蜗,轮,蜗,杆,曳,引,机,减速器种类,斜齿轮减速器,行星齿轮减速器,蜗轮蜗杆减速器,特点,:,传动比大,噪音
7、小,传动平稳,具有自锁能力,特点,:,效率高,寿命长,发热少,外型较大,特点,:,减速比大,传动效率高,结构紧凑,加工精度高,无齿轮曳引机,一系列永磁同步曳引机,这几年电梯行业中最新驱动技术就是永磁同步电动机调速系统，,其体积小、节能、控制性能好、又容易做成低速直接驱动，消除齿,轮减速装置；其低噪声、平层精度和舒适性都优于以前的驱动系统，,适合在无机房电梯中使用。永磁同步电动机驱动系统很快得到各大,电梯公司青睐，与其配套的专用变频器系列产品已有多种牌号上市。,可以预见，在调速驱动的场合，将会是永磁同步电动机的天下。,曳引系统,曳引机,导向轮,反绳轮,曳引绳,曳引系统,曳引系统的作用是向电,梯输
8、送与传递动力,使电梯,运行,.,主要由曳引机,曳引钢,丝绳,导向轮和反绳轮等组,成,是电梯运行的根本,是电,梯中的核心部分之一,.,?,2.,导向系统,?,导向系统由导轨、导轨支架和导靴等组成,。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做升降运,动。,?,导轨支架固定在井道壁上，导轨安装在导,轨支架上,;,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。,导轨,导轨是电梯上下行驶在井道的安,全路轨，导轨安装在井道壁上，被,导轨架，导轨支架固定连接在井道,墙壁。电梯常用的导轨是“,T,”,字型,导轨。刚性强、可靠性高、安全廉,价等特点。导
9、轨平面必须光滑，无,明显凹凸不平表面。由于导轨是电,梯轿厢上的导靴和安全钳的穿梭路,轨，所以安装时必须保证其间隙。,同时导轨在电梯出现超速事故时要,承受制停电梯的要任，所以其刚性,不可忽视。从导轨的定义可知，导,轨是垂直电梯、自动电梯、自动人,行道梯级的重要基准部件，它控制,着电梯轿厢、自动扶梯和自动人行,道梯级运行轨迹，保障操作信号的,传递，它又是涉及电梯安全及运行,质量的重要部件,。,导靴,导靴分为滑动和滚动,导靴两类,滑动导靴一般,是由带凹形槽的靴头,靴,体和靴座组成,在靴头凹,槽部分中一般均镶有耐,磨的靴衬,.,靴头可以固定,的,也可以活动,(,浮动,),的,;,滚动导靴则用三个滚轮,
10、沿导轨滚动运行,.,滚,动,导,靴,弹,性,滑,动,导,靴,刚,性,滑,动,导,靴,?,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。轿厢门设有轿厢入口，,由门扇、门导轨架、开门机和门刀等组成,。层门谁在层站入口，由门扇、门导轨架,、门靴、门锁及应急开锁装置组成。开门,机设在轿厢上，是启闭轿厢门和层门的动,力源。,门系统,电梯门系统可以分为,两种,，装在井道入口层站处的为,层门,，装在轿厢入口处的为,轿厢门,。层门和轿厢门按照结,构形式可分为,中分门,、,旁开门,，,垂直滑动门,、,铰链门,等。,中分式门主要用在乘客电梯上，旁开式门在货梯和病床梯,上用得较普遍，垂直滑
11、动门主要用于杂物梯和大型汽车电,梯上。铰链门在国内较少采用，在国外住宅梯中采用较多。,电梯层门和轿厢门一般由门、导轨架、滑轮、滑块，,门框、地坎等部件组成。门一般由薄钢板制成，为了使门,具有一定的机械强度和刚性，在门的背面配有加强筋。为,减小门运动中产生的噪声，门板背面涂贴防振材料。,轿、层门应是无孔的门，净高度不得小于,2m,。,轿门,异步电机旁开门,异步电机中分门,同步电机旁开门,同步电机中分门,层门,旁开式层门,中分式层门,井道中的层门,轿门门刀,与层门,门锁滚轮,的配合,轿,门,门,刀,层,门,门,锁,轿厢平层停站后，安装在轿门上的门,刀将装于层门上的门锁滚轮夹在中间，并,与此两滚轮保
12、持一定间隙。当收到电控柜,的开门信号时，门电机驱动门机，当门刀,夹住门锁滚轮移动距离超过开锁行程时，,锁壁与锁钩脱离啮合，此时开锁完成，并,由轿门门刀带动层门门锁滚轮继续走完整,个开门过程。,?,4.,轿厢,?,轿厢由轿厢架和轿厢体组成，是用来运送,乘客或货物的承载装置。轿厢架是轿厢体,的承重构架，由上横梁、立柱、底梁和斜,拉杆等组成。轿厢体由轿厢底、轿厢壁、,轿厢顶等组成。,轿厢统,对边形轿厢架,对角形轿厢架,1-,上横梁,;2-,立柱,;3-,底横梁,;4-,轿厢地板,;5-,斜拉杆,;6-,绳头组合,轿架,轿厢,?,5.,质量平衡系统,?,质量平衡系统由对重和补偿装置组成。对,重构成曳引
13、条件并平衡部分额定载重。补,偿装置用于补偿高层电梯运行中轿厢与对,重侧曳引钢丝绳长度变化对电梯运行的影,响。,1.,随行电缆,;2.,轿厢,;3.,对重,;4.,补偿链,曳引钢丝绳,曳引钢丝绳一般采用圆,形股状结构,主要由钢丝,绳,股和绳芯组成,.,钢丝绳股由,若干根钢丝捻成,钢丝是纲,丝绳的基本强度单位,.,曳引绳绳头组合,纲丝绳的两端必须与有关的构件,连接,端接装置是纲丝绳绳头与有关,构件间的过度连接装置,.,它也叫绳头,组合,其联接方法有多种形式,安全可,靠的方法有合金固定法,(,巴氏合金填,充锥套简法,),自锁楔形绳套法和绳夹,固定法,.,自锁楔形绳套,绳,夹,巴,氏,合,金,导向轮,
14、反绳轮,曳引轮,其实,导向轮,反绳轮和曳引轮都只,是搭载曳引绳的一个圆轮,但它们,因为使用地方和使用效果的不同,所以它们的名称也就此区分,.,曳引轮,:,就是安装在曳引机上的轮,如果说曳引机的,电动机为输入轮,则曳引轮为通过减速机构的输出轮,.,导向轮,:,顾名思义,就是为曳引绳导向的轮子,让钢丝,绳分别连接轿厢和对重的两头引到其适当的位置,.,反绳轮,:,它与曳引轮和导向轮不同,它不是所有的电梯中都一定有安装,它不,会出现在曳引比,1:1,的电梯中,.,它一般装在轿顶,其作用是减小曳引机的输出功,率和力距,.,各,种,形,状,的,轮,槽,对重,对重相对于轿厢悬挂在曳引,绳的另一侧,起到相对平
15、衡轿厢的,作用,并使轿厢与对重的重量通过,曳引绳作用于曳引轮,保重足够的,驱动力,.,由于轿厢的载重量是变化,的,因此不可能做到两侧的重量始,终相等并处于完全平衡状态,.,一般,情况下,只有轿厢的载重量达到,50%,的额定载重量时,对重一侧和,轿厢一侧才处于完全平衡,这时的,载重量称电梯的平衡点,此时由于,曳引绳两端的静荷重相等,使电梯,处于最佳状态,.,对重装置一般由对重架,对重,块,导靴等组成,.,如图,对重的布置,对,重,在,轿,厢,后,面,对,重,在,轿,厢,侧,面,W=G+KQ,W,对重的总重量,G,轿厢自重,Q,轿厢额定载重量,K,电梯平衡系数,(,一般取,0.40.5),补偿装置
16、的种类,?,6.,电力拖动系统,?,电力拖动系统由曳引机、供电系统、速度,反馈装置等组成。曳引电动机是电梯的动,力源。速度反馈装置为调速系统提供电梯,运行的实际速度信号，以实现速度调节。,?,7.,电气控制系统,?,电气控制系统由操纵装置、位置显示装置,、控制柜、平层装置等组成。它用来操纵,和控制电梯运行。操纵装置包括轿厢内的,按钮操作箱、层站召唤按钮、轿顶和机房,中的检修或应急操纵箱。控制柜安装在机,房中，由各类电气元件组成,承担电梯各种,信号的逻辑管理和速度控制。位置显示装,置是指示轿厢位置的装置，安装在轿厢内,和层站的层门外。,编码器,编码器应用于速度控制或位,置控制系统的检测元件，如果
17、说,变频器控制回路中的”电机速度,检测电路”是软件，那编码器就,是电机速度检测的实际工具硬件。,旋转编码器是用来测量转速的装,置。它分为单路输出和双路输出,两种。技术参数主要有每转脉冲,数（几十个到几千个都有），和,供电电压等。单路输出是指旋转,编码器的输出是一组脉冲，而双,路输出的旋转编码器输出两组相,位差,90,度的脉冲，通过这两组脉,冲不仅可以测量转速，还可以判,断旋转的方向。,电气控制系统,电梯的电气控制系统，主要是指对电梯主曳引电动机和门机的启动、运行方向、,减速、停止的控制，以及对每层站显示、层站召唤、轿内指令、安全保护等指令信,号进行管理。操纵是实行每个控制环节的方式和手段。,控
18、制系统的功能与性能直接决定着电梯的自动化程度和运行性能。随着微电子,技术、交流调速理论和电力电子学的迅速发展及广泛使用，不仅提高了电梯的整机,性能，而且也改善了电梯的乘坐舒适感、提高了电梯控制的技术水平和运行可靠性。,电气控制系统的类型除传统的继电器控制外，,PLC,控制和微机控制的电梯产品已成,为主流。,电气控制系统,继电器控制,PLC,控制,微机控制,继电器控制,微机控制,单片机也被称为微控制器，常用英文字母的缩写,MCU,表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单,片机由芯片内仅有,CPU,的专用处理器发展而来。最早,的设计理念是通过将大量外围设备和,CPU,集成在一个,芯片中，使计算机
19、系统更小，更容易集成进复杂的而,对体积要求严格的控制设备当中。,INTEL,的,Z80,是最,早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机,和专用处理器的发展便分道扬镳。,电梯电器装置的组成,电,梯电气控制系统主要由下述,装置组成,:,操纵箱,召唤盒,层站位置显示装置,平停层装置,(,换速,平层装置,),端站强迫换速开关,限为开关,控制柜,各位置检修箱,操纵箱,召唤盒,层站显示器,选层器,层站显示器,召唤盒,选层器,操纵箱,控制柜,变频器,急停,检修,等开关,微机板,相序继,电器,接触器,平层装置,光,电,式,平,层,装,置,双,稳,态,平,层,装,置,单,簧,管,传,感,器,平,层,装,置
20、,端站换速和限位开关装置,检修箱,轿顶检修箱,底坑检修箱,限速器,限速器的作用是随时监测控,制着轿厢的速度，当出现超速度,情况时，即电梯额定速度的,115%,时，能及时发出信号，继而产生,机械动作切断供电电路，使曳引,机制动。如果电梯仍然无法制动,则安装在轿厢底部的安全钳动作,将轿厢强制制停。限速器是指令,发出者，而安全钳是执行者。两,者的共同作用才出现了安全电梯,之说。,限速器安全钳系统是电梯必不可,少的安全装置，当电梯超速、运,行失控或悬挂装置断裂时，限速,器安全钳装置迅速将电梯轿厢制,停在导轨上，并保持静止状态，,从而避免发生人员伤亡及设备损,坏事故。,单向限速器,双向限速器,安全鉗,电
21、梯用缓冲器有两种主,要形式：蓄能型缓冲器和耗,能型缓冲器。,蓄能型缓冲器指的是弹,簧缓冲器，主要部件是由圆,形或方形钢丝制成的螺旋弹,簧。锥形弹簧目前已很少使,用。蓄能型缓冲器只能用于,额定速度不超过,1.0m/s,的电,梯。,耗能型缓冲器适用于任,何额定速度的电梯。耗能型,缓冲器应满足,:,当载有额定载,荷的轿厢自由下落,并以设计,缓冲器时所取的冲击速度作,用到缓冲器上时平均减速度,不应大于,1g,减速度超过,2.5g,以上的作用时间不应大于,0,04s,。,渐进式安全钳,瞬时式安全钳,双向渐进式安全钳,夹绳器,根据,GB7588-2003,中规定，曳,引驱动电梯上应装设上行超速保护装,置，
22、保证当轿厢上行超速时，使电梯,制停或使其速度降低至对重缓冲器的,允许范围内。该装置应作用于轿厢、,对重、钢丝绳系统（含曳引钢丝绳或,补偿绳）、曳引轮位置上。,夹绳器是直接将制动力作用在曳,引钢丝绳上，夹绳器一般安装在机房,内曳引轮和导向轮之间的曳引机机架,上，也有将其安装导向轮下部，但必,须保证安装牢固可靠。根据夹绳器触,发装置的不同，夹绳器又分为限速器,机械式触发（闸线拉动，限速器动作,机构直接带动提拉钢丝软轴使夹绳器,动作）和电磁式触发（超速后限速器,发出信号，夹绳器压绳块动作，夹绳,曳引钢丝绳实施制动）两种类型。,缓冲器,电梯用缓冲器有两种,主要形式：,蓄能型缓冲器,和,耗能型缓冲器,。
23、蓄能型,缓冲器指的是弹簧缓冲器，,主要部件是由圆形或方形,钢丝制成的螺旋弹簧。锥,形弹簧目前已很少使用。,蓄能型缓冲器只能用于额,定速度不超过,1.0m/s,的电,梯。耗能型缓冲器适用于,任何额定速度的电梯。耗,能型缓冲器应满足,:,当载,有额定载荷的轿厢自由下,落,并以设计缓冲器时所,取的冲击速度作用到缓冲,器上时平均减速度不应大,于,1g,减速度超过,2.5g,以,上的作用时间不应大于,0,04s,。,聚氨酯缓冲器,液压缓冲器,相序继电器,根据国家标准,GB7588,95,中规定对于供电电源的错相及电,压降低都应有防护措施。相序继,电器在所有电梯控制系统中是不,可缺少的环节。当电梯供电系统
24、,出现相序错误及缺相时电梯不能,运行。在直流电梯中驱动直流发,电机的原动相序错，导致发电机,输出电压极性反向，由于反激励,磁场的存在导致电梯飞车造成事,故。在交流电梯中电梯的向上与,向下运行是通过改变电动机供电,电压的相序实现的，当相序发生,错误时，会使上与下运行反向。,在控制系统中必须采用相序保护，,否则造成人身和设备的事故。,安全触板,安全触板是电梯一种,近门安全保护装置，它是,一种机电一体式关门防夹,安全装置。与其同等作用,的近门保护装置是光幕保,护装置，属于感应式保护,装置。作用是在电梯自动,关门过程中，防止人员或,物品被夹受损。,工作原理,：,安全触板属于电梯轿,门上的一个软门，当电
25、梯,轿厢在关门过程中接触,（安全触板）或非接触性,（光幕）感应到物体时，,连接在近门的一个开关量,会给控制柜一个开门信号。,电梯开门，从而达到不伤,人不伤物的作用。,光幕,电梯光幕是一种光线式电,梯门安全保护装置，适用于客,梯、货梯，保护乘客的安全。,由安装在电梯轿门两侧的红外,发射器和接收器、安装在轿顶,的电源盒及专用柔性电缆四大,部分组成。在发射器内有,32,个,（,16,个）红外发射管，在,MCU,的控制下，发射接收管依此打,开，自上而下连续扫描轿门区,域，形成一个密集的红外线保,护光幕。当其中任何一束光线,被阻挡时，控制系统立即输出,开门信号，轿门即停止关闭并,反转开启，直至乘客或阻挡
26、物,离开警戒区域后电梯门方可正,常关闭，从而达到安全保护目,的，这样可避免电梯夹人事故,的发生。,超载保护装置,当电梯负载超过额定负载后，,过载装置使电梯不能启动运行并,发出过载信号，令最后上梯的乘,客下梯。过载开关动作后，电梯,门不能关闭，关门继电器,JMF,电,路中的,JCH,过载继电器的接点断,开了,JMF,线圈，使其不能吸合关,门。过载装置安装部位不同，称,重传感器也不同，有的活动轿厢,或活动地板的电梯，重量传感器,装在轿底，传感元件一般采用橡,胶垫，当其重力变形,3mm,以上，,利用这个位移量压开微动开关，,发出过载信号。也有采用霍尔元,件传感器的。有的过载装置安装,在绳头组合处，还有的过载装置,装在机房绳头组合处。,
