電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)及其相關(guān)問題分析

摘 要：隨著高層建筑的進(jìn)一步增多，電梯也開始頻繁出現(xiàn)在我國(guó)的各大商場(chǎng)及居民建筑物中，電梯為人們的生產(chǎn)及生活活動(dòng)帶來了方便與快捷的同時(shí)，所出現(xiàn)的安全事故等問題也為人們的正常生活秩序造成了嚴(yán)重的影響，由此可見，電梯結(jié)構(gòu)方面仍有待進(jìn)一步研究和完善。文章重點(diǎn)就電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)及其相關(guān)問題進(jìn)行了分析，希望能為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電梯；機(jī)械結(jié)構(gòu)；特點(diǎn)；相關(guān)問題

作為目前使用最廣泛的機(jī)電一體化設(shè)備之一，電梯同傳統(tǒng)運(yùn)輸設(shè)備雖存在許多不同之處，但二者在機(jī)械結(jié)構(gòu)以及安全保護(hù)設(shè)計(jì)方式等多個(gè)方面均存在著許多共同之處。本文先就電梯的概念及其分類進(jìn)行了分析，并重點(diǎn)對(duì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了研究。

1 電梯的概念及分類

1.1 電梯的概念

雖然電梯十分普及，多數(shù)人也都使用過電梯，但是人們對(duì)于電梯的理解卻僅僅局限于狹義的概念方面，所謂狹義的電梯指的是對(duì)規(guī)定樓層進(jìn)行服務(wù)的，具有轎廂等垂直或是傾斜的升降設(shè)備，不包括自動(dòng)人行道以及自動(dòng)扶梯等等。對(duì)于廣義的電梯而言，其主要指的是具有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的，可沿著剛性導(dǎo)軌進(jìn)行運(yùn)行的箱體或是沿著固定的線路進(jìn)行運(yùn)行的梯級(jí)、踏步等等，可對(duì)人或貨物進(jìn)行升降或平行運(yùn)送的機(jī)電設(shè)備。其既包括普通意義上的載人或載貨電梯，也包括自動(dòng)扶梯以及自動(dòng)人行道等等。

1.2 電梯的分類

1.2.1 按其運(yùn)行速度快慢來分，可將電梯分為四大類：低速、快速、高速以及超高速四類電梯。對(duì)于低速電梯而言，其主要指的是運(yùn)行速度小于1m/s的電梯，多數(shù)貨梯的運(yùn)行速度均在此速度區(qū)間內(nèi)；快速電梯指的是運(yùn)行速度在1m/s-2m/s之間的電梯，通常而言，15層以內(nèi)的多層客梯以及住宅電梯的運(yùn)行速度均在此區(qū)間內(nèi)；高速電梯主要指的是運(yùn)行速度在2m/s-4m/s之間的電梯，高層寫字樓中常為此種類型的電梯；而超高速電梯的運(yùn)行速度超過4m/s，主要用于分區(qū)進(jìn)行控制的高層大廈中。

1.2.2 根據(jù)電梯使用用途的不同，可將其分為乘客、載貨、醫(yī)用、雜物、觀光、車輛以及船舶等多種類型的電梯，除了常用電梯以外，還有不少種類較為特殊的電梯，例如，建筑施工電梯、斜行電梯以及立體停車場(chǎng)用電梯等等。

2 電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)及主要裝置分析

2.1 門系統(tǒng)

對(duì)于電梯而言，其轎廂門系統(tǒng)主要包括了轎門、廳門、開關(guān)門系統(tǒng)以及門保護(hù)裝置。門系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)防止候梯人員有墜落井道等事故的發(fā)生，并避免廂內(nèi)人員同井道之間有碰撞出現(xiàn)。為了確保電梯運(yùn)行過程的安全性，在電梯起動(dòng)之前應(yīng)確保轎門與廳門為關(guān)閉狀態(tài)，要求廳門上應(yīng)進(jìn)行門鎖的安裝，以便將廳門鎖住，只有鑰匙方可將門打開；對(duì)于控制電路而言，借助于門鎖上的微動(dòng)開關(guān)可對(duì)電梯回路的接通及斷開進(jìn)行控制，以便對(duì)電梯的起動(dòng)及其運(yùn)行過程進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于門系統(tǒng)而言，應(yīng)確保如下幾個(gè)方面：在轎廂未升到層門并停穩(wěn)前，層門應(yīng)自動(dòng)進(jìn)行閉鎖；轎廂在運(yùn)動(dòng)時(shí)轎廂門應(yīng)處于自動(dòng)閉鎖狀態(tài)。

2.2 曳引系統(tǒng)

對(duì)于曳引系統(tǒng)而言，其作用即對(duì)轎廂的上下運(yùn)行進(jìn)行牽引，以到達(dá)乘梯人員所指定的樓層。此系統(tǒng)主要包括了限速輪、曳引機(jī)、導(dǎo)向輪以及曳引鋼索等。其中，曳引機(jī)即所謂的電梯主機(jī)，是電梯的動(dòng)力裝置，主機(jī)按照其電機(jī)的不同可分為直流與交流曳引機(jī)；按照減速方式的不同又可分為有齒輪與無齒輪曳引機(jī)；按照速度快慢可分為低、中、高及超高速曳引機(jī)；按其結(jié)構(gòu)形式的不同則可分為立式與臥式曳引機(jī)。電梯轎廂與對(duì)重借助于相同曳引繩懸掛于相同的曳引輪上，轎廂重量同對(duì)重重量使得曳引輪同曳引繩間出現(xiàn)摩擦力，通過曳引機(jī)對(duì)曳引輪的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)轎廂的上下運(yùn)行。

2.3 轎廂系統(tǒng)

電梯的轎廂裝置主要負(fù)責(zé)對(duì)乘客進(jìn)行運(yùn)送，其主要包括轎廂架以及轎廂體，其中，前者主要負(fù)責(zé)對(duì)轎廂進(jìn)行固定和懸吊，也是轎廂最為主要的承載構(gòu)件。為進(jìn)一步增強(qiáng)轎廂的剛度，防止因轎廂內(nèi)載荷偏心而導(dǎo)致轎廂發(fā)生傾斜，轎架上進(jìn)行了拉條的設(shè)置，拉條兩端分別固定在立梁與下梁上。電梯轎廂體通常是由轎頂、轎底、轎壁以及轎門等組成的。轎底負(fù)責(zé)對(duì)轎廂整體負(fù)荷進(jìn)行支撐，其前沿進(jìn)行了轎門地坎的設(shè)置，地坎處進(jìn)行了光滑擋板的裝載，其中，垂直部分高度不得低于0.75m。轎底還進(jìn)行轎廂稱重裝置的安裝，一旦載荷超重，電梯則無法起動(dòng)，并有報(bào)警聲響起。轎頂常裝設(shè)有檢修用的照明及其操縱設(shè)備，還具有安全窗，以便故障發(fā)生時(shí)檢修人員可以到橋廂頂部進(jìn)行井道內(nèi)有關(guān)設(shè)備的檢修，乘梯人員也可借助于安全窗撤離到轎廂內(nèi)。轎頂具有防護(hù)欄，主要負(fù)責(zé)保障電梯維修人員的安全性。轎廂頂部及底部之間由轎廂壁相連，對(duì)于轎廂壁而言，其應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度。因此，轎廂壁板背面通常需具有加強(qiáng)筋，以提高其機(jī)械強(qiáng)度。

2.4 導(dǎo)向系統(tǒng)

導(dǎo)向系統(tǒng)主要包括了導(dǎo)軌、導(dǎo)靴以及導(dǎo)軌架，負(fù)責(zé)確保轎廂在井道中以正確路線為依據(jù)進(jìn)行運(yùn)行，并防止出現(xiàn)過多的振動(dòng)。一旦有緊急情況出現(xiàn)時(shí)，可將轎廂卡死于導(dǎo)軌上，并防止其發(fā)生墜落。導(dǎo)軌可對(duì)電梯的升降方向進(jìn)行控制，因此，有效控制了水平方向轎廂及對(duì)重的移動(dòng)，確保井道中轎廂與對(duì)重能夠處于一個(gè)合理的位置，并防止其出現(xiàn)傾斜。電梯井道中共進(jìn)行了4根導(dǎo)軌的設(shè)置，其中，兩根為轎廂導(dǎo)向，另外兩根為對(duì)重架導(dǎo)向，導(dǎo)軌主要借助于螺栓、螺母以及壓道板進(jìn)行固定的。

2.5 重量平衡系統(tǒng)

此系統(tǒng)主要包括了對(duì)重、補(bǔ)償繩、補(bǔ)償裝置以及補(bǔ)償纜等。對(duì)重用的鋼絲繩經(jīng)曳引輪與導(dǎo)向輪同轎廂相連，并負(fù)責(zé)在運(yùn)行過程中對(duì)轎廂及電梯的負(fù)載進(jìn)行平衡。對(duì)于對(duì)重重量值而言應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)電梯的額定載重量相關(guān)要求進(jìn)行配置，以盡可能確保電梯處于一個(gè)最佳的工作狀態(tài)。若電梯的曳引高度大于30m時(shí)，曳引鋼絲繩的差重將會(huì)對(duì)電梯的運(yùn)行穩(wěn)定性及其平衡狀態(tài)造成影響，因此，必須進(jìn)行補(bǔ)償裝置的增設(shè)，例如，補(bǔ)償鏈及補(bǔ)償纜等等。

2.6 機(jī)械裝置

為了確保電梯的安全性，必須進(jìn)行緩沖器、限速器、安全鉗以及終端超越保護(hù)裝置等的設(shè)置。限速器可在運(yùn)行速度超過極限值時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并通過繩輪摩擦力將連桿機(jī)構(gòu)提拉起來，并發(fā)出信號(hào)將控制電路切斷，迫使安全鉗發(fā)生動(dòng)作，確保轎廂強(qiáng)行性停留在導(dǎo)軌上，待所有安全開關(guān)復(fù)位后，安全鉗才可以釋放；緩沖器是在所有保護(hù)措施均失效時(shí)的最后一道保護(hù)裝置，其通過吸收并消耗轎廂的能量，而防止轎廂迅速降落；終端超越保護(hù)裝置主要防止電氣系統(tǒng)失效而導(dǎo)致轎廂持續(xù)運(yùn)行而導(dǎo)致沖頂及撞底等意外事故的發(fā)生。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，雖然電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但其機(jī)電一體化程度相對(duì)較高，所應(yīng)用的自動(dòng)化技術(shù)也相對(duì)較為先進(jìn)，電梯控制電路及過程復(fù)雜程度高。但是，同其他任何機(jī)電系統(tǒng)相同，電梯的裝置以及機(jī)械結(jié)構(gòu)間也存在著不少問題，例如：由于電梯多為懸掛系統(tǒng)，基本依靠于曳引繩，但是其控制系統(tǒng)卻全部依賴于電力系統(tǒng)，這樣一來，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)停電等情況，將極容易導(dǎo)致電梯發(fā)生意外，而事實(shí)也證明，不少電梯事故均是由于電梯系統(tǒng)發(fā)生斷路、短路或者意外停電而產(chǎn)生的。由此可見，現(xiàn)有電梯仍需進(jìn)一步完善，應(yīng)將傳統(tǒng)的曳引繩牽引電梯轉(zhuǎn)變?yōu)榇艖臆壍绖?dòng)力牽引電梯，并采用固定軌道對(duì)電梯進(jìn)行固定，以確保電梯使用過程的安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]葉安麗.電梯控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]丁立強(qiáng).曳引電梯動(dòng)態(tài)特性研究及其仿真平臺(tái)開發(fā)[D].杭州：浙江大學(xué)，2005.