电梯的构造

（一）电梯的工作原理

载人电梯和运货电梯虽然具有不同的形式与结构，但主要组成部分的作用都是相同的。

（1）电梯的主要传动部分——升降机械电动机带动曳引钢绳与悬吊装置，依靠对重装置和其他活动部件带动轿厢在井道内上下移动。

（2）电梯的轿厢两侧装有导靴，导靴从三个方向箍紧在导轨上，以使轿厢和对重装置在水平方向准确定位。一旦发生运行超速或曳引钢绳拉力减弱的情况，安装在轿厢上（有的在对重装置上）的安全钳启动，牢牢地把轿厢卡在导轨上，避免事故发生。如果轿厢和对重装置的控制系统发生故障时急速坠落，为了避免其与井道地面发生碰撞，在井坑下部设置了挡铁和弹簧式缓冲器，以缓和其着地时的冲击。

（二）电梯的基本结构

电梯是机电一体化产品。其机械部分好比是人的躯体，电气部分相当于人的神经，控制部分相当于人的大脑。各部分通过控制部分调度，密切协同，使电梯可靠运行。目前使用的电梯绝大多为电力拖动、钢丝绳曳引式结构。图6-1所示为曳引电梯的基本结构示意图。

从电梯的空间位置使用看，由四个部分组成：依附建筑物的机房、井道；运载乘客或货物的空间——轿厢；乘客或货物出入轿厢的地点——层站。即机房、井道、轿厢、层站。

从电梯各构件部分的功能上看，可分为八个部分：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、电气控制系统和安全保护系统。

1.曳引系统

现代电梯广泛采用曳引驱动方式，如图6-2（a）所示。曳引机是曳引驱动的动力，钢丝绳挂在曳引机的绳轮上，一端悬吊轿厢，另一端悬吊对重装置。曳引机转动时，由钢丝绳与绳轮之间的摩擦力产生曳引力来驱使轿厢上下运动。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，曳引机上设置有导向轮使二者分开。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。电动机带动曳引轮转动，驱动钢丝绳拖动轿厢和对重作相对运动，从而完成垂直运送任务。

图6-1 电梯基本结构示意图

1—主传动电动机；2—曳引机；3—制动器；4—牵引钢丝绳；5—轿厢；

6—对重装置；7—导向轮；8—导轨；9—缓冲器；10—限速器（包括转紧绳轮、安全绳轮）；

11—极限开关（包括转紧绳轮、传动绳索）；12—限位开关（包括向上限位、向下限位）；

13—层楼指示器；14—球形速度开关；15—平层感应器；16—安全钳及开关；17—厅门；

18—厅外指层灯；19—召唤灯；20—供电电缆；21—接线盒及线管；22—控制屏；23—选层器；

24—顶层地坪；25—电梯井道；26—限位器挡块

（1）曳引机。曳引机是电梯轿厢升降的主拖动机械，一般由曳引电动机、电磁制动器、齿轮减速器（无齿轮曳引机完此装置）、曳引轮、底座等组成。曳引机通常有齿轮曳引机和无齿轮曳引机之分，如图6-2（b）、（c）所示。

（2）曳引钢丝绳。两端分别连接轿厢和对重（或者两端固定在机房上），承受着电梯的全部悬挂重量，在电梯运行中绕着曳引轮、导向轮或反绳轮作单向或交变弯曲。因此钢丝绳应具有较大的安全系数。

图6-2 电梯曳引系统

（a）曳引系统示意图；（b）有齿轮曳引机（实物图）；（c）直流永磁无齿轮曳引机（实物图）

（3）导向轮。将曳引钢丝绳引向对重或轿厢的钢丝绳轮，安装在曳引机架或承重梁上。

（4）反绳轮。反绳轮是指设置在轿厢顶部和对重顶部位置的动滑轮以及设置在机房里的定滑轮，用以构成不同的曳引绳传动比，数量可以是一个、两个或更多。

（5）制动器。制动器是安全装置，在正常断电或异常情况下均可实现停车。电磁制动器安装在电动机轴与蜗杆轴的连接处。

2.导向系统

导轨和导靴是电梯轿厢和对重的导向部分。

（1）导轨。导轨是轿厢和对重借助于导靴在导轨面上下运动的部件。电梯中大量使用的是T形导轨（另外还有L形、槽形等），具有通用性强和良好的抗弯性能。导轨长度一般为3～5m，需用专门的连接板连接，不允许采用焊接和螺栓直接连接。

（2）导靴。电梯轿厢导靴被安装在轿厢上梁和轿底安全钳座的下面（与导轨接触处），每个轿厢4套；对重导靴安装在上、下横梁两侧端部，每个对重4套。通常有固定式滑动导靴、弹性滑动导靴之分。图6-3为导轨和导靴的配合示意图。

图6-3 导轨与导靴配合图

3.轿厢

（1）轿厢的组成。轿厢一般由轿厢架和轿厢体组成。高度不小于2m，宽度和深度由实际载重量而定，国标规定，载客电梯轿厢额定载重量约350kg／m2（其他电梯有不同规定）。

轿厢架是固定和悬吊轿厢的框架，它是轿厢的主要承载构件，由上梁、立梁、下梁、拉条组成。

轿厢体由轿厢底、轿厢壁、轿厢顶、轿厢门组成。轿顶上强度应能支撑两个维修人员的重量；为了维修方便，轿顶还设有轿顶检修盒，包含系列开关；轿箱门一般是封闭门，可分为中分、双折中分、双折单方向旁开门。

（2）轿厢内操纵箱通常设置以下功能：运行状态控制、定向启动、开关门、选层、直驶、急停、报警（警钟按钮）、厅外召唤显示、检修控制、照明控制、风扇控制、超载指示灯和超载警钟、轿内层楼指示器（显示轿厢在运行中所处的楼层位置）、平层感应器。

4.门系统

电梯门系统包括轿厢门、层门、开门机、门联锁、关门防夹装置。门区是电梯事故高发区，也是电梯监督检验和安全管理的重点。

（1）自动开门机。自动开门机装在轿厢靠近轿门处，由电动机通过减速装置（齿轮传动或蜗轮传动或带齿胶带传动）带动曲柄摇杆机构去开、关轿门，再由轿门带动层门开关。

（2）轿箱门。轿箱门是随着轿厢一起运动的门，通过轿箱门上的开门刀插入该层门门锁内，使门联锁首先断开电气开关，然后将层门一起联动着打开或关闭，是主动门。

（3）层门。层门是电梯在各楼层的停靠站，也是供乘客或货物进出电梯轿厢通向各层大厅的出入口。可根据需要在每层楼设1个或2个出入口。不设层站出入口的楼层在电梯工程中称之为盲层，层门是被动门。

（4）门联锁。门联锁是带有电气触点的机械门锁，是电梯中最重要的安全部件之一。电梯安全规范要求所有厅门锁的电气触点都必须串联在控制电路内。只有在所有层的层门都关好后电梯才能启动运行。当轿厢到达某一层站并达到平层位置时、这一层的层门才能被轿门上的开门刀拨开。

5.重量平衡系统

（1）对重。又称为平衡重，其作用是借助其自身重量来平衡轿厢重量加上轿厢额定载重量的40％～50％（即电梯平衡系数，经常轻载的电梯可选0.4～0.45；经常重载的可选0.5），以改善曳引机的曳引性能。对重块可由铸铁制造或用钢筋混凝土来填充。

（2）补偿装置。当电梯提升高度超过30m以上时，曳引钢丝绳和随行电缆的重量不能再忽略不计。补偿装置是为了保证轿厢侧与对重侧重量比在电梯运行过程中不变，减小曳引机的输出功率而设置的。补偿装置通常一端悬挂在轿厢下面，另一端挂在对重装置下部。

6.电力拖动系统

电力拖动系统由曳引电动机、供电系统、调速装置、速度反馈装置构成，其作用是对电梯实行速度控制。

7.电梯控制系统

（1）控制屏（柜）。控制屏（柜）安装在机房中，是电梯实行电气控制的集中部件。在操纵装置的指令下，控制屏（柜）上的元件发挥预期作用，使电动机运转或停止、正转或反转、快速或慢速，以及达到预期的自动性能和安全动作。

（2）选层装置。选层装置（器）能起到指示和反馈轿厢位置、决定运行方向、发出加减速信号等作用。选层装置有多种形式，如机械选层器、电气选层器和电子（电脑）选层器。

（3）召唤按钮盒。一般是安装在厅门（层门）外离地面1.3～1.5m右侧墙壁上，而集选、群控电梯是把按钮箱装在两台电梯的中间位置。

（4）层楼指示器。用以显示轿厢的运行方向和所处的层站。

（5）随行电缆。轿厢内外所有电气开关、照明、信号控制线等都要与机房控制柜连接，轿内按钮也要与机房控制柜连接，所有这些信号都需要通过电梯随行电缆传输。随行电缆在轿厢底部固定牢靠并接入轿厢。

8.电梯安全保护系统

电梯安全保护系统由机械安全装置和电气安全装置两大部分组成。其中部分机械安全装置需要电气方面的配合和联锁才能实现其安全功能。

（1）超速（失控）保护装置。它由限速器和安全钳两部分组成，二者必须成对使用、联合动作才能发挥作用，是电梯中最重要的安全装置之一。

限速器是限制轿厢（或对重）速度的装置，安全钳则是使轿厢（或对重）停止运动的装置。在轿厢或对重故障下落超速时，限速器先动作，断开安全钳电气安全开关，切断曳引机电源，之后拉起安全钳拉杆使安全钳钳头将轿厢卡在井道导轨上，使轿厢不致下坠，从而起到超速时的安全保护作用。

凡是由钢丝绳悬挂的轿厢均需设安全钳。安全钳分为以下两种：瞬时式安全钳（用于低速梯）、滑移式安全钳（用于高速梯）。安全钳设在轿厢下横梁上，限速器通常安装在机房内或井道顶部。

（2）终端保护装置（超越上下极限工作位置的保护装置）。为防“冲顶”“蹲底”现象，在井道中常设置减速开关、限位开关和极限开关。

减速开关（强迫减速开关）——安装在电梯井道内顶层和底层附近，是第一道防线。

限位开关（端站限位开关）——电梯有上、下限位开关各1个，安装在上下减速开关后面。上限位开关动作后，如下面层楼有召唤，电梯能下行；下限位开关动作后，如上面楼召唤，电梯也能上行。

极限开关（终端极限开关）——电梯安全保护装置中最后一道电气安全的保护装置。有机械式和电气式两种。机械式常用于慢速载货电梯，是非自动复位的；电气式常用于载客电梯中（该开关动作后电梯不能再启动，排除故障后在电梯机房将此开关短路，慢车离开此位置之后才能使电梯恢复运行）。

国标规定：极限开关必须在轿厢或对重未触及缓冲器之前动作。

（3）撞底（或冲顶）保护装置——缓冲器。缓冲器是电梯机械安全装置的最后一道措施。当电梯在井道下部运行时，由于断绳或其他故障，下部限位开关不起作用，轿厢就要向底坑掉落蹲底。这时，设置在底坑的缓冲器可以减缓轿厢与底坑之间的冲击，使轿厢停止运动。缓冲器有弹簧缓冲器和液压缓冲器两种，弹簧缓冲器是一种蓄能型缓冲器，常用于低速电梯；液压缓冲器是耗能型缓冲器，常用于快速与高速电梯中。

（4）电磁制动器。也称电磁抱闸，它得电松闸、失电抱闸，是电梯安全装置中最重要的一种。在轿厢超速、越位、超载溜车或其他原因造成坠落等危急情况下都需要电磁制动器动作。

（5）平层感应装置。当电梯轿厢按轿内或轿外指令运行到站进入平层区时，平层隔磁（或隔光）板即插入感应器中，切断干簧感应器磁回路（或遮挡电子光电感应器红外线光线），接通或断开有关控制电路，控制电梯自动平层。平层感应装置安装在轿顶上，平层隔磁（隔光）板安装在每层站平层位置附近井道壁上。

（6）超载与称载装置。超载与称载装置是为了防止电梯发生超载事件，确保电梯运行的安全。当轿厢载员达到额定载荷的110％时，称重机构动作，切断电梯控制电路使电梯不关门、不运行；同时点亮超载信号灯，超载蜂鸣器响。常用超载装置类型有轿底式称重装置、轿顶式称重装置、机房称重式称重装置。

（7）盘车手轮和松闸扳手。它们是结构简单但能在电梯困人情况下通过人工操作对乘客进行安全解救的重要工具。

（8）安全窗。安全窗是当轿厢因故停在两个楼层中间且轿厢又无法移动而设置的紧急救助出人口。为防止启用安全窗时，电梯突然启动运行而造成人身伤害事故，安全窗具有打开即切断控制回路的功能。

（9）限速钢丝绳张紧保护。可防止电梯在超速保护装置失灵的情况下运行。

（10）急停开关。在轿顶、底坑、机房处检修电梯时，关闭急停开关就可切断电源。在轿厢里遇到紧急情况只要按下急停按钮或扳动急停开关，即可及时停车。可根据需要分别安装在轿厢操纵盘、轿顶操纵盒及底坑内和机房控制柜上。

（11）过载短路及相序保护装置。防止电动机因超载、电路短路或供电线路出现相序错误或缺相而被烧毁。当运行中出现以上情况则可立即切断控制回路。

（12）报警装置。轿厢内与外界联系的警铃、电话等安全保护装置。