电梯机械构造及机械安全装置的探讨

电梯机械构造及机械安全装置的探讨

陈秋果

武汉地铁运营有限公司，湖北省武汉市 430000

摘要：随着现代社会和经济的发展，住宅以及商业建筑中的电梯设备成为不可或缺的基础设施。当前的电梯机械结构中大部分采用的都是机电一体化的设备形式，具有较高的技术含量，但是在机械构造以及安全保护方面的原理并没有太多的改变。本文主要对电梯机械构造以及机械安全装置进行分析。

关键词：电梯机械构造；机械安全装置；技术

电梯机械构造中包含的系统比较多，包括轿厢、导向、曳引等系统，同时也包括机械保护装置。通过这些结构的构建有利于保证电梯工程的开展，提升电梯的使用管理效率。随着电梯机械构造的改革和发展，当前在机械构造以及操作等方面更先进、更完善，取得的效果更好。接下来将对当前电梯机械构造以及机械安装装置进行分析。

1. 电梯的机械构造分析

1. 电梯的曳引系统

电梯曳引系统的主要作用是对动力的传递，使电梯可以完成上下传动的作用。在曳引系统中的构件中包含的结构部件比较多，包括曳引绳、曳引机以及导向轮等。其中在这些构件中曳引机是最主要的能源系统和机械，通过曳引机的操作驱动电梯轿厢的运动。曳引机的构造复杂，其中包括电动机、减速箱、制动器以及底座等。在常用的曳引机中可以分为两种形式分别为有齿轮的曳引机以及无齿轮的曳引机。其中有齿轮曳引机中设置了减速箱，在运行中需要使用减速箱，传导效率比较低，平稳性不强，噪声比较大^[1]。而无齿轮曳引机是依靠电动机进行动力输出，在传动效率、平稳性等方面都比较高，同时产生的噪声比较小。

2. 电梯的导向系统

电梯的导向系统中包括导轨架、导轨等构件组成，能够保证重和轿厢运动的稳定性，减少运动中的振动，一旦轿厢出现坠落或者超速运行时能够将轿厢直接卡死，有效预防安全事故的发生。导轨能够对电梯的运行起到一定的导向作用，有效预防轿厢的水平移动，防止在运行过程中出现倾斜和偏移。电梯的井道中一般需要设置4根导轨，分别用来对轿厢以及重架的导向。导轨需要在导轨架上用螺栓和螺母固定，导轨架的设置距离需要在3到5米之间，同时至少设置2根支撑导轨架。

3. 电梯门系统

电梯轿厢的门系统中包括轿厢门、开关门以及厅门等装置。这三种门系统装置都是控制电梯安全的关键，能够有效预防乘坐电梯的人员坠井，防止与井道发生碰撞。当前在客梯门的设计中主要采用中分式的开关门方式，为了保证电梯运行的安全性，需要在厅门以及轿门完全关闭后才允许电梯启动。因此在电梯的厅门上需要设置电气连锁，这个连锁的作用一方面有利于对厅门的锁住，必须要应用特定的钥匙才可以打开厅门^[2]。另一方面的作用则是通过门锁微动开关对电梯回路的开关进行控制，合理调整电梯的运动模式。

4. 电梯轿厢系统

电梯轿厢是承载乘客的重要装置，由轿厢体和轿厢架两部分构成。其中轿厢架的结构中可以分为三种梁的结构，分为别上下梁和立梁。能够起到悬吊以及固定轿厢的作用。为了有效提升轿厢的刚度，预防轿厢偏心问题导致倾斜，需要设置轿架拉条结构，其中一段与立梁固定，另一端则在下梁的位置对称分布。如果轿厢比较大的电梯需要在立梁的两侧都设置拉条，并保证拉条预紧力的合理性，用于对轿厢底板荷载的分担。

5. 电梯的重量平衡系统

电梯的重量平衡系统构建中包括补偿绳、补偿缆线以及补偿装置等内容。需要利用重用钢丝绳将导向轮、曳引轮以及轿厢连接到一起，实现对电梯运行的平衡，降低轿厢运行的功率。在电梯重载装置的设计中需要由导靴、重架、缓冲器碰块等多种构件构成，在重量值的设计中需要根据电梯额定载重要求设定。比如对重重量=轿厢的自重与平衡系数的加和，平衡系数的取值为0.45到0.55，一般取0.47的值，使电梯能够始终保持良好的工作状态^[3]。通过这种设置方式可以将重侧重量与轿厢侧重量保持相等的状态，电梯的运行中只需要对摩擦力进行克服即可。如果电梯曳引高度高于30米，曳引钢丝绳的差重会对电梯的平衡以及稳定状态造成影响，这种情况下需要通过补偿装置进行调节。

2. 电梯机械安全装置

电梯是当前建筑通行中的重要工具和设施，必须要保证电梯运行的安全性，因此在电梯装置的设置中安装了相应的机械安全装置。

1. 限速器和安全钳

电梯机械中的限速器安装可以对电梯的实际运行速度进行正确反映，如果电梯运行速度超过额定速度115%左右，电梯的限速器会立即停止运行，然后利用绳轮的摩擦力以及夹绳机构对轿厢梁上的连杆机构进行提拉，利用机械动作信号，控制电路启动安全钳，使轿厢能够及时在导轨上制停。只有轿厢的各个安全开关全部复位后轿厢上提运动后才能够释放安全钳。如果安全钳未复位，电梯不会运行。

2. 缓冲器

电梯安全装置中缓冲器也是一个非常重要的装置，是电梯极限的控制关键，如果电梯各项制动停止以及各项保护装置失效时，轿厢会在巨大能量以及速度的冲击下达到最顶层或者最底层，导致机械坠毁，造成人员伤亡。而通过缓冲器的设置有利于对轿厢能量的吸收，在轿厢的设计中一般轿厢侧以及重侧都会安装缓冲器，保证轿厢运行的安全性。电梯安全缓冲器的装置中可以分为液压以及弹簧两种形式，但是二者的性能存在一定的差异性，弹簧在受到撞击后会产生形变，在释放能量中造成反弹，缓冲效果不稳定。因此一般应用于低速电梯的运行。液压缓冲器是通过消耗能量的方式进行缓冲，在缓冲的过程中不需要释放能量和形成回弹，能够保证缓冲的平稳性，而且产生的噪音小，因此在电梯的应用中更广泛，更适用于快速和高速运行的电梯。

3. 终端超越保护

电梯系统中终端超越保护装置的应用有利于预防电气系统的失灵，轿厢如果超出上下端运行会容易造成撞底或者冲顶的问题，因此可以在导轨上下端支架安装终端超越保护装置则有利于防止出现冲顶和撞底的问题。在开关的应用中主要采用的方式为减速开关、极限开关和限位开关等开关组成，同时加设碰轮、打板以及钢丝绳等。一旦发生电梯失控，打板会随着轿厢的运行而减速，电梯内的接点会发出指令使电梯停止。

结语：

综上所述，电梯系统的运行中需要各种电梯机械构造的合作和应用，电梯的运行需要在电梯井中完成上下的运行动作，如果安全保护设施不到位的情况下会导致电梯的运行受到影响，甚至危及乘坐者的生命安全，因此需要加强对电梯机械构造的完善以及机械安全装置的有效安装。

参考文献：

[1] 杨克. 对电梯的机械构造及机械安全装置分析[J]. 建筑工程技术与设计,2017(22):1859-1859.

[2] 孙振凯. 电梯机械构造及机械安全装置探索[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2016(6):521-521.

[3] 郭闯. 现代电梯的机械构造及机械安全装置浅谈[J]. 建筑发展,2018(2):90-91.