電梯機(jī)械構(gòu)造及機(jī)械安全裝置分析

金笛 孫虹

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高層建筑越來越多，電梯作為高層建筑中的重要交通工具，已經(jīng)與人們的生活與工作關(guān)系密不可分。與此同時(shí)，電梯所帶來的安全隱患與過往已經(jīng)發(fā)生的安全事故，給設(shè)計(jì)者提出了更高的要求。電梯作為交通工具為人們提供便捷的同時(shí)，其安全性更是重中之重。本文先分析了電梯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析電梯的部分機(jī)械安全裝置。

關(guān)鍵詞：電梯；機(jī)械構(gòu)造；機(jī)械安全裝置

一、電梯的結(jié)構(gòu)組成：

電梯的結(jié)構(gòu)主要包括四大空間及八大系統(tǒng)。四大空間，分別是機(jī)房部分、井道及底坑部分、轎廂部分、層站部分；八大系統(tǒng)包括曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)。電梯的各大組成部分之間相互聯(lián)系相互配合，在電氣控制系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制下，實(shí)現(xiàn)其運(yùn)載功能，并保證其運(yùn)行過程中的安全性與可靠性。

二、電梯的主要機(jī)械構(gòu)造：

1、曳引系統(tǒng)部分

電梯曳引機(jī)是電梯的動力設(shè)備，通過電力牽引為電梯提供動力，使電梯能夠正確的運(yùn)行。電梯的曳引力是依靠曳引繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力產(chǎn)生的。按驅(qū)動電動機(jī)劃分，曳引機(jī)分為交流曳引機(jī)和直流曳引機(jī)兩種；按有無減速箱劃分，曳引機(jī)分為有齒曳引機(jī)和無齒曳引機(jī)兩種。而無齒曳引機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡單、效率高、無污染等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為主流配置。

2、轎廂系統(tǒng)部分

轎廂是運(yùn)載乘客或其他載荷的主體部件，是電梯承載和運(yùn)送人員或物資的箱形空間，由轎廂架、轎廂體、稱重裝置等組成。轎廂在空間上要與電梯的承載重量相互吻合，《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB7588-2003）對額定載重量和轎廂最大有效面積做了相應(yīng)的規(guī)定，此外對于乘客電梯，為了保證不會過分擁擠，標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了轎廂的最小有效面積。轎廂體由轎頂、轎底、轎壁、轎門組成，它們共同組成一個封閉的空間，為運(yùn)載的乘客或貨物提供一個與外界井道等相對隔離的安全空間。轎架是轎廂的承載結(jié)構(gòu)，負(fù)荷通過轎架傳遞到曳引鋼絲繩，當(dāng)有意外狀況發(fā)生時(shí)，轎架還要承受額外的作用力，因此轎廂架必須有足夠的強(qiáng)度。

3、門系統(tǒng)部分

電梯門分為層門和轎門，層門設(shè)在層站入口處，轎門與轎廂隨動。轎門的開啟與閉合由常安裝于轎頂上的自動門機(jī)提供動力，是主動門，而層門是被動門。為了防止乘客在等候電梯時(shí)發(fā)生墜入電梯井道的事故發(fā)生，層門必須要有足夠的強(qiáng)度、必要的鎖緊及連接安全可靠性保證。在乘客進(jìn)出轎廂時(shí)，為防止夾傷事故發(fā)生，轎門的入口也要設(shè)置安全保護(hù)裝置，如安全觸板或光幕裝置。

4、導(dǎo)向系統(tǒng)部分

電梯在井道內(nèi)上下運(yùn)行，需要安全、平穩(wěn)、舒適。導(dǎo)軌是通過導(dǎo)軌支架被安裝在井道壁上，在電梯運(yùn)行過程中，為轎廂及對重提供導(dǎo)向作用的部件。電梯導(dǎo)軌主要分為實(shí)心導(dǎo)軌和空心導(dǎo)軌兩大類。在電梯出現(xiàn)超速事故時(shí)，導(dǎo)軌要承受緊急制停電梯的沖擊力，所以導(dǎo)軌要具備足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。導(dǎo)軌是垂直電梯的重要基準(zhǔn)部件，也是關(guān)系到電梯安全及運(yùn)行質(zhì)量的重要部件。

5、重量平衡系統(tǒng)部分

對重裝置一般由對重框和對重塊組成，是用來平衡轎廂重量的結(jié)構(gòu)部件。轎廂和對重之間通過曳引繩進(jìn)行連接，通過曳引機(jī)上曳引輪的摩擦力帶動轎廂和對重上下運(yùn)動。對重的作用是平衡轎廂的重量，使曳引輪只需要提供轎廂與對重重量之差即可帶動他們上下運(yùn)動。

三、電梯的機(jī)械安全裝置

設(shè)計(jì)制造電梯時(shí)，在保證其基本運(yùn)載功能及美觀舒適等要求外，必須將電梯的安全運(yùn)行放在首位。電梯的安全，首先是對人員的保護(hù)，同時(shí)也要保護(hù)電梯設(shè)備本身、所運(yùn)載的貨物以及相關(guān)的建筑結(jié)構(gòu)也要進(jìn)行必要的保護(hù)。隨著電梯事業(yè)的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代電梯都有較完善的安全保護(hù)系統(tǒng)，包括一系列的機(jī)械安全裝置和電氣安全裝置。

1、限速器安全鉗和轎廂上行超速保護(hù)裝置

牽引系統(tǒng)提供拉力，電梯向上運(yùn)行，這一過程中是勻速的，在到站停止之前，控制系統(tǒng)會自動調(diào)節(jié)速度直到電梯可靠平層。相比于上升過程，下降過程的速度控制難度更大，下降過程也需要牽引，以免速度過快或者電梯失去控制。因此保障電梯機(jī)械安全的裝置中，首先要分析的便是限速裝置。

限速器是采用物理原理來實(shí)現(xiàn)對電梯速度進(jìn)行控制的安全裝置。當(dāng)電梯的運(yùn)行速度超過額定速度一定值時(shí)，限速器動作能切斷安全回路或進(jìn)一步觸發(fā)安全鉗或者上行超速保護(hù)裝置起作用，使電梯減速制停。

安全鉗分為瞬時(shí)式安全鉗和漸進(jìn)式安全鉗。轎廂上必須配用安全鉗，而對重則可以根據(jù)需求必要時(shí)配安全鉗。安全鉗是受限速器的控制，當(dāng)電梯運(yùn)行超速，限速器動作并通過限速器與安全鉗之間的連接機(jī)構(gòu)觸發(fā)安全鉗，使安全鉗夾持住導(dǎo)軌，通過安全鉗與導(dǎo)軌之間的摩擦力制停轎廂。

2、緩沖裝置

緩沖器是電梯極限位置的安全裝置，被稱為電梯的最后一道安全保護(hù)裝置。當(dāng)電梯運(yùn)行超越底層或者頂層時(shí)，轎廂或者對重會撞擊到緩沖器，而緩沖器會吸收或者消耗電梯的能量，從而使轎廂或?qū)χ匕踩珳p速直至停止。

電梯用緩沖器分為蓄能型緩沖器和耗能型緩沖器兩種。蓄能型緩沖器只能用于低速電梯，而耗能型緩沖器可用于任何額定速度的電梯。

結(jié)語：綜上所述，隨著電梯的廣泛應(yīng)用，如今電梯的安全事故也屢屢發(fā)生，因此電梯的安全越來越受到人們的關(guān)注。本文首先介紹了電梯的主要機(jī)械構(gòu)造，包括曳引系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、門系統(tǒng)以及導(dǎo)向系統(tǒng)幾個較為重要的結(jié)構(gòu)組成部分。而電梯的機(jī)械安全裝置主要以限速器安全鉗裝置及緩沖器兩方面展開，對其進(jìn)行簡要分析。在電梯的設(shè)計(jì)制造過程中，只有對電梯的各機(jī)械結(jié)構(gòu)部分及安全裝置部分進(jìn)行充分的了解與分析，才能保證電梯的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，為人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航。

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（作者單位：沈陽三洋電梯有限公司）