电梯与机械原理

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1、电梯及其机械原理【摘要】随着科学技术的发展以及城市化进程的加快，越来越多的高层楼房拔地而起，电梯这种便捷快速的代步工具应运而生。电梯，是指动力驱动，利用刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级（踏步），进行升降或者平行运送人、货物的机电设备，包括人（货）电梯、自动扶梯、自动人行道。本文主要对直升类电梯的机械结构原理进行简析，并简单【关键字】电梯机械原理【正文】1.电梯概述电梯是指用电力作为拖动动力，具有乘客或载货轿厢，并运行于垂直或垂直方向倾斜角度不大于15度的两侧刚性导轨之间，运送乘客和货物的固定设备。（如图1-1）图1-1电梯有多种分类方式，如：按其运行速度的不

2、同，可分为低速梯、中速梯、高速梯以及超高速梯；按其用途不同，又可分为乘客电梯、载货电梯、观光电梯等。电梯是机、电合一的大型复杂产品，它具有四大空间：机房部分、井道及底坑部分、轿厢部分、层站部分；八大系统：曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统；以及两种主要的传动方式：鼓轮式传动（如图1-2）、曳引式传动（如图1-3）。【1】图1-2图1-3本文以其八大系统为主线，着重探讨了曳引系统、导向系统中涉及到的机械原理相关知识。2.电梯具体部分机械原理简析2.1电梯的曳引系统电梯曳引机（外观如图2.1-1原理图如图2.1-2）是

3、电梯的动力设备，又称电梯主机。功能是输送与传递动力使电梯运行。图2.1-1图2.1-2其具体工作原理是：安装在机房的电动机与减速箱、制动器等组成曳引机，是曳引驱曳引机动的动力。轿厢与对重装置的相对运动是靠曳引绳和曳引轮间的摩擦力来实现的。这种力就叫曳引力或驱动力。曳引钢丝绳通过曳引轮一端连接轿厢，一端连接对重装置。为使井道中的轿厢与对重各自沿井道中导轨运行而不相蹭，曳引机上放置一导向轮使二者分开。轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮槽内产生摩擦力，由于此摩擦力的存在，电动机转动带动曳引轮转动，驱动钢丝绳，拖动轿厢和对重装置作相对运动，即轿厢上升，对重下降；对重

4、上升，轿厢下降。于是，实现了轿厢在井道中沿导轨上、下往复运行的过程，从而使电梯执行垂直运送任务。曳引机可以实现多种传送比。设置在轿厢顶和对重架顶部的动滑轮及设置在机房的定滑轮成为反绳轮，可根据需要使曳引绳以不同方式饶过反绳轮，从而得到不同的传送比。具体比例及绕线方式如下：【2】图2.1-3（假定记：曳引绳线速度为V1米/秒，轿厢升降速度V2米/秒,轿厢侧曳引绳载荷力为T1，轿厢总重量为T2。）1:1传动方式：轿厢与对重均无反绳轮，曳引绳直接拖动轿厢和对重。传动特点：V1=V2,T1=T2（如图2.1-3）图2.1-42:1传动方式：轿顶和对重顶部均设有反绳轮。传动特点

5、V1=2*V2,T1=1/2T。（如图2.1-4）图2.1-53:1传动方式：轿顶和对重顶部均设有反绳轮和定滑轮。传动特点：V1=3*V2,T1=1/3T2（如图2.1-5）除传动比之外，曳引绳在曳引轮上的包角也是曳引机的重要参数之一。包角是指曳引钢丝绳经过绳槽内所接触的弧度，包角越大摩擦力越大，即曳引力也随之增大，提高了电梯的安全性。包角主要有两种类型：半绕式传动（最大包角≤180度，如图2.1-6）和全绕式传动（最大包角φ1+ψ>180度，如图2.1-7）图2.1-6图2.1-7客梯一般采用1:1半绕传动，速度高，载重量小；货梯一般采用2:1半绕传动，速度低，载重

6、量大；高速梯一般采用1:1全绕传动，速度高，载重量小。2.2电梯的导向系统导向系统功能是限制轿厢和对重的活动自由度，起到减少其自由度的作用，使轿厢和对重只沿着各自的导轨作升降运动，使两者在运行中平稳，不会偏摆。导向系统由导轨架、导轨和导靴组成。图2.2-1导轨架：导轨架固定在电梯井道壁上，上面固定导轨，用扁钢或角钢制成。导轨：导轨是为电梯轿厢和对重提供导向的构件，在井道中确定轿厢和对重的相互位置。最常用T型导轨，其具有良好的抗弯性能以及良好的可加工性能。导靴：导靴是引导轿厢和对重沿导轨运行的装置，固定在轿厢架和对重架上，运行时导靴夹住导轨，保证轿厢和对重沿导轨作升降运

7、动。【3】导轨与导靴的配合如图2.2.2图2.2-21—导靴；2—导轨；3—轿架或对重架；4—导靴凹凸槽；5—导轨凸形工作面导靴按其功能特性不同分为固定滑动导靴、弹性滑动导靴（如图2.2-3）和滚动导靴（如图2.2-4）图2.2-3弹簧式滑动导靴1—靴头；2—弹簧；3—尼龙靴衬；4—靴座；5—导轨；6—靴轴；7—调节套图2.2-4滚动导靴(上为立面图，下为俯视图)【4】1—滚轮；2—弹簧；3—摇臂；4—靴座其中固定滑动导靴有较高的强度和刚度，承载能力强。但由于固定滑动导靴与导轨之间存在的间隙，运动时会产生较大的震动和冲击，因此适用于低速电梯。而弹簧式