电梯设备并非独立的整体设备,而是由机—电合一的相关部件和组件安装设置在机房、井道、底坑内,构成垂直运行交通工具,服务于规定楼层的固定式升降设备。对电梯结构叙述,按电梯的功能系统可分为曳引系统、导向系统、轿厢系统、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统八大系统。按电梯各部件在空间所处的位置可分为机房、井道、轿厢和层站四个部分。本文将以实用原则,就曳引驱动电梯的相关部件和组合件的结构作扼要介绍。电梯的整体构成见图2—4。
图2—4 电梯的整体构成
一、曳引机
曳引机是电梯运行的动力来源,在行业中多称为主机,其作用就是产生动力,驱动轿厢和对重作上下往复运动。曳引机一般由曳引电动机、制动器、减速器、曳引轮、盘车手轮等组成。曳引机工作时,曳引轮旋转,缠绕在曳引轮绳槽中的曳引钢丝绳由于受到曳引轮绳槽对其摩擦力的作用而被驱动,从而带动轿厢和对重运行。
(一)曳引机型式
曳引机可分为有齿轮曳引机和无齿轮曳引机。
1.有齿轮曳引机
其拖动装置的动力通过中间减速齿轮箱传递到曳引轮。具有降低电动机输出转速,提高输出转矩的作用。有齿轮曳引机一般使用在运行速度不超过2.0m/s的各种交流双速和交流调速客梯、货梯及杂物梯上,为了减少齿轮减速器运行噪音,增加工作平稳性,多采用蜗轮蜗杆减速,蜗轮蜗杆减速器具有工作平稳可靠、无冲击噪音、减速比大、反向自锁、体积小、结构紧凑等优点。由于蜗轮与蜗杆在运行时啮合面相对滑动速度较大,若润滑不良,齿面易磨损。近年来非蜗轮蜗杆减速器曳引机有了较大的发展,如采用行星齿轮减速器和斜齿轮减速器的曳引机,有效克服了蜗轮蜗杆减速器效率低、发热多的缺点,而且还提高了有齿轮曳引机电梯运行速度,使电梯额定速度超过了2.0m/s 。有齿轮曳引机主要有蜗杆下置式曳引机、蜗杆上置式曳引机、行星齿轮减速器曳引机、斜齿轮减速器曳引机。图2—5为蜗杆下置式曳引机的结构图,图2—6为行星齿轮减速器曳引机的结构图。
图2—5蜗杆下置式曳引机
1.曳引电动机 2.制动电磁铁 3.曳引轮 4.曳引轮轴支撑座5.曳引机底座 6.下置蜗杆减速箱 7.制动臂及制动闸瓦
图2—6行星齿轮减速器曳引机
2.无齿轮曳引机
无齿轮曳引机取消了齿轮减速器,将曳引电动机与曳引轮直接相连,其曳引轮安装在曳引电动机轴上,没有机械减速装置,具有体积小、重量轻、结构简单、高效节能等特点。一般用在速度大于2m/s的高速电梯上。其结构型式见图2—7。
图2—7 永磁同步无齿轮曳引机
1.制动器电磁铁 2.盘车孔 3.抱闸检测开关 4.制动臂 5.接线盒6.曳引轮 7.曳引机底座 8.注油孔 9.地脚螺栓
(二)电动机
电梯的曳引电动机有交流电动机和直流电动机,现在一般使用的都是交流电动机。
根据电梯的工作性质,电梯曳引电动机具有以下特点:
1.能频繁地起动和制动
电梯在运行高峰期每小时起、制动次数经常超过100次,最高可达每小时180~240次。因此,电梯专用曳引电动机应能够频繁起动、制动,其工作方式为断续周期性工作制。
2.起动电流较小
具有较小的起动电流,以免影响电网电压,引起周围的电压波动。
3.电动机运行噪声低,运转平稳,工作可靠。
4.电动机的散热要好
电动机在起动和制动的动态过程中产生的热量最多,而电梯恰恰又要频繁地起动和制动。因此,强化散热、防止温升过高就非常重要。
(三)减速器
减速器是应用于原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。减速器的种类很多,用以满足各种机械传动的不同要求,有齿轮曳引机选用的减速器有蜗轮蜗杆减速器、斜齿轮减速器、行星齿轮减速器。图2—8为蜗轮蜗杆传动减速器的结构型式。
(四)制动器
制动器是电梯中最重要的安全保护装置。GB7588—2003《电梯制造与安装安全规范》规定:电梯必须设有制动系统,而且制动系统应具有一个机—电式制动器(摩擦型),当电梯出现动力电源失电、控制电路电源失电时能自动动作。
1.制动器的作用 制动器能使运行的电梯轿厢在断电后立即停止运行,并在任何停车位置停止不动。
2.制动器的结构 制动器一般由制动电磁铁、制动臂、制动闸瓦、制动弹簧等组成。图2—9.图2—10.图2—11.图2— 12.图2—13.图2—14为几种常见制动器的结构型式。
图2—8 蜗轮蜗杆传动减速器
1.调整垫片 2.压盖 3.螺钉 4.圆螺母 5.螺钉 6.螺钉7.轴承 8.透气盖 9.轴承 10.螺钉 11.油堵 12.销钉
图2—9卧式电磁铁制动器
1.线圈 2.电磁铁芯 3.调节螺母 4.制动臂5.制动轮 6.闸瓦 7.闸皮 8.制动弹簧
图2—10卧式电磁铁制动器
图2—11 立式电磁铁制动器
1.制动弹簧 2.拉杆 3.销钉 4.电磁铁座5.线圈 6.动铁芯 7.罩盖 8.顶杆
9.制动臂 10.顶杆螺栓 11.转臂 12.球头13.连接螺钉 14.闸瓦块 15.闸皮
图2—12 内涨式制动器
图2—13盘式制动器
图2—14 立式制动器
这里需要注意的是,GB7588—2003规定:所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应分两组装设,如果一组部件不起作用,应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。电磁线圈的铁心被视为机械部件,而线圈则不是。
即在GB7588—2003实施以后生产的电梯,采用的制动器必须符合上述要求。前面介绍的几种结构的制动器中,图2—9.图2—10.图2—11因不符合GB7588—2003要求,所以只是在GB7588—2003实施以前生产的电梯上能够见到,GB7588—2003实施以后生产的电梯上已不允许采用了。
3.对制动器的要求
(1)当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度向下运行时突然断电,制动器应能使曳引机停止运转,使轿厢完全停止,且轿厢的平均减速度不大于1gn。
(2)制动闸瓦或衬垫的压力应用有导向的压缩弹簧或重砣施加,制动衬应是不易燃的。
(3)所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应分两组装设,如果一组部件不起作用,应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。电磁线圈的铁心被视为机械部件,而线圈则不是。
(4)装有手动紧急操作装置的电梯驱动主机,应能用手松开制动器并需要以一持续力保持松开状态。
(5)被制动部件应以机械方式与曳引轮或卷筒、链轮直接刚性连接。
(6)正常运行时,制动器应在持续通电下保持松开状态。
(7)切断制动器电流,至少应用两个独立的电气装置来实现,不论这些装置与用来切断电梯驱动主机电流的电气装置是否为一体。当电梯停止时,如果其中一个接触器的主触点未打开,最迟到下一次运行方向改变时,应防止电梯再运行。
(8)电梯制动器必须是“常闭式”机——电式制动器,即通电时制动器释放,不论什么原因失电时立即制动。为了保证正反转时制动力矩不变,禁止使用带式制动器。
(五) 联轴器
曳引电动机轴与减速器输入轴处于同一轴线,靠联轴器将电动机轴和减速器输入轴连接在一起。
电梯曳引机中所使用的联轴器一般分为刚性联轴器和弹性联轴器两种。如图2—15为两种联轴器的结构图。
图2—15 曳引机联轴器
(六)曳引轮
曳引轮是曳引机上的驱动轮,轮缘上经车削加工制成绳槽,常用绳槽的形状有半圆槽、V形槽和半圆切口槽三种。曳引钢丝绳与曳引轮槽接触产生摩擦力,即称曳引力,从而通过曳引力作用将运动传给轿厢与对重作直线升降运动。
1.曳引轮的材料 曳引轮的材料质量对钢丝绳及绳轮自身的寿命均有很大的影响,因此,一般采用耐磨性高的球墨铸铁制造(QT60—2球墨铸铁)。
2.曳引轮直径 曳引轮从绳槽内钢丝绳横截面的中心量出的直径叫节圆直径。标准要求曳引轮的节圆直径应不小于钢丝绳公称直径的40倍。以减少钢丝绳的弯曲应力,延长钢丝绳的使用寿命。
3.曳引轮绳槽形状 在电梯中常用的绳槽形状如图2—16所示。
(a)半圆槽 (b)半圆切口槽 (c)V形槽
图2—16 曳引轮绳槽
(1)半圆槽 这种绳槽与钢丝绳的接触面积大,其槽形与一般卷筒或起重滑轮中的绳槽形状相同。钢丝绳在绳槽中变形小,有利于延长钢丝绳的使用寿命。但是,绳槽与钢丝绳的当量摩擦系数小,所能产生的摩擦力较小,必须增大绳轮包角的方法提高曳引能力。一般应用于复绕式的曳引电梯。
(2)半圆切口槽 这种绳槽由于在半圆的底部切制一条楔形槽,使钢丝绳在沟槽处发生弹性变形,部分楔入沟槽中,使绳槽与钢丝绳的当量摩擦系数大大增加,一般为半圆槽的1.5~2倍。在绳槽磨损使槽中心下移时,中心角β的大小基本不变,所以当量摩擦系数也基本不变。是目前采用最广泛的槽型。
(3)V形槽 这种槽形的两侧对钢丝绳产生很大的挤压力,钢丝绳与绳槽的接触面积小,接触区域的单位压力(比压)大,钢丝绳变形大,而使钢丝绳与绳槽之间具有较高的当量摩擦系数。但是,当钢丝绳与绳槽的磨损情况加剧,而且当绳槽磨损,钢丝绳中心下移时,槽形就接近半圆切口槽,使摩擦力迅速下降,所以不宜采用。
电梯在运行中,钢丝绳与绳槽相互作用引起绳槽的磨损是正常的,但若磨损过快,尤其是各绳槽不均匀磨损时,不但影响曳引轮的寿命,也会造成电梯运行的不平稳。造成磨损的因素很多,在曳引轮方面主要有材质及其物理性能,尤其是轮槽材质的均匀性、槽面硬度的差异以及节圆半径不一和轮槽形状偏差;在载荷方面主要是载荷过大造成钢丝绳张力过大、曳引轮两侧钢丝绳的张力差过大和各钢丝绳之间的张力偏差等。
(七)手动紧急操作装置
GB7588—2003要求:如果向上移动装有额定载重量的轿厢所需的操作力不大于400N,电梯驱动主机应装设手动紧急操作装置,以便借用平滑且无辐条的盘车手轮能将轿厢移动到一个层站。
当电梯运行中遇到突然停电或发生故障,需要对困在轿厢内的人员进行救援时,就需由维修人员到机房利用制动器松闸扳手,将制动装置松闸,然后借用平滑的盘车手轮将轿厢移动到某个层站位置,将轿厢内人员救出,一般称为“人工盘车”。紧急操作包括人工开闸和盘车两个相互配合的操作,所以操作装置也包括人工开闸的装置和手动盘车的装置。人工开闸装置(即松闸扳手)视制动器结构的不同而不同,其作用是利用它将制动器的抱闸松开。手动盘车装置(即盘车手轮)是用来转动电动机主轴的轮状工具(有的电梯装有惯性轮,也作盘车轮使用)。操作时首先应切断电源,并必须由两人操作,一人操作制动器扳手,一人盘动手轮,两人需配合操作。松闸扳手应漆成红色,盘车手轮应漆成黄色,放置在机房内容易接近的地方,紧急需要时随手可以拿到。
对于可拆卸的盘车手轮,一个符合规定的电气安全装置最迟应在盘车手轮装上电梯驱动主机时动作。
二、曳引钢丝绳
电梯用钢丝绳主要指曳引用钢丝绳。曳引钢丝绳承受着电梯的全部悬挂重量,并在电梯运行中,绕着曳引轮、导向轮或反绳轮作反复的弯曲。钢丝绳在绳槽中承受着较高的比压,并频繁承受电梯起、制动时的冲击。据此工作状况,电梯用钢丝绳的结构应具有较高的强度、挠度及耐磨性。
(一)曳引钢丝绳的结构
曳引钢丝绳一般采用圆形股状结构,主要由钢丝、绳股和绳芯组成,如图2—17。
1.绳股 2.钢丝 3.绳芯
图2—17 圆形股电梯用钢丝绳
绳股由钢丝捻成,电梯用钢丝绳一般是6股和8股。
绳芯的材料通常由植物剑麻纤维或聚烯烃类(聚丙烯或聚乙烯)的合成纤维制成,能起到支承固定绳股和提高钢丝绳韧性的作用,而且能贮存润滑剂起到防锈效果。
(二)曳引钢丝绳的选择
曳引钢丝绳的选择主要是决定钢丝绳的直径与根数,而且两者是相互关联的。
GB7588—2003《电梯制造与安装安全规范》对电梯的曳引钢丝绳有如下规定:
1.钢丝绳的公称直径应不小于8mm;
2.电梯的曳引钢丝绳最少应有两根,每根钢丝绳应是独立的;
3.不论钢丝绳的股数多少,曳引轮、滑轮或卷筒的节圆直径与钢丝绳的公称直径之比不应小于40;
4.钢丝绳的安全系数不应小于下列值:
(1)对于用三根或三根以上钢丝绳的曳引驱动电梯为12;
(2)对于用两根钢丝绳的曳引驱动电梯为16;
(3)对于卷筒驱动电梯为12;
安全系数是指装有额定载荷的轿厢停靠在最低层站时,一根钢丝绳的最小破断负荷(N)与这根钢丝绳所受的最大力(N)之间的比值。
(三)影响钢丝绳寿命的因素
影响钢丝绳寿命的因素有以下几个方面:
1.外部因素
(1)拉伸载荷
电梯运行中的动态拉力对钢丝绳的寿命影响很大,同时各钢丝绳的载荷不均匀也是影响寿命的重要方面,如果钢丝绳中的拉伸载荷变化为20%时,则钢丝绳的寿命变化达30%~200% 。
(2)弯曲半径
电梯运行中,钢丝绳上上下下经历的弯曲次数是相当多的,由于弯曲应力是反复应力,将会引起钢丝绳的疲劳,影响寿命。而弯曲应力与曳引轮的直径成反比,所以曳引轮、反绳轮的直径不能小于钢丝绳直径的40倍。
(3)曳引轮槽型和材质
好的绳槽形状使钢丝绳在绳槽上有良好的接触,使钢丝产生最小的外部和内部压力,能减少磨损,延长使用寿命。另外钢丝绳的压力与钢丝和绳槽的弹性模量有关,如绳槽采用较软的材料,则钢丝绳具有较长的寿命。但应注意的是,在外部钢丝应力降低的情况下,钢丝绳的磨损将转向内部,也就是说,钢丝绳内部的钢丝将会出现频繁的破坏。
(4)腐蚀
在不良的环境下,内部和外部的腐蚀会使钢丝绳的寿命显著降低、横断面减小,进而使钢丝绳磨损加剧。特别要注意的是麻质填料解体或水和尘埃渗透到钢丝绳内部而引起的腐蚀,对钢丝绳的寿命影响更大。
2.内部因素
(1)钢丝的性能
钢丝绳的寿命会随钢丝抗拉强度的提高而降低,在相同的受拉载荷下,抗拉强度在1300~1800N/mm2之间为最佳。电梯用钢丝绳的钢丝抗拉强度一般在1370~1770N/mm2之间。
(2)钢丝的直径
电梯钢丝绳采用西鲁式,即外粗式钢丝绳,其优点是外层钢丝较粗,耐磨性好。
(3)钢丝的捻绕形式
由于电梯是以悬挂形式使用钢丝绳,所以都选用交互捻绳形式,这样绳与股的扭转趋势相反,可以互相抵消应力,不会产生扭转打结的趋势。
除此之外,电梯的安装质量、维护的好坏、钢丝绳的润滑情况等都会影响到钢丝绳的寿命。
(四)钢丝绳的报废
《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》TSG T7001—2009中规定:
当出现下列情况之一时,悬挂钢丝绳应当报废:
1.出现笼状畸变、绳芯挤出、扭结、部分压扁、弯折;
2.断丝分散出现在整条钢丝绳,任何一个捻距内单股的断丝数大于4根;或者断丝集中在钢丝绳某一部位或一股,一个捻距内断丝总数大于12根(对于股数为6的钢丝绳)或者大于16根(对于股数为8的钢丝绳);
3.磨损后的钢丝绳直径小于钢丝绳公称直径的90%。
(五)曳引钢丝绳端接装置(绳头组合)
钢丝绳的两端必须与有关的构件连接,如采用1∶1绕法,钢丝绳的两端分别与轿厢和对重上的绳头板连接;如采用2∶1绕法,钢丝绳的两端都必须引到机房,与机房内固定支架的绳头板连接固定。
端接装置不但用以连接钢丝绳和轿厢等结构,还要缓冲工作中曳引钢丝绳的冲击负荷、均衡各根钢丝绳中的张力和能对钢丝绳的张力进行调节。端接装置的连接必须牢固,《电梯制造与安装安全规范》GB7588—2003规定:钢丝绳与其端接装置的结合处至少应能承受钢丝绳最小破断负荷的80% 。
曳引钢丝绳端接装置也叫绳头组合,常用的端接装置的形式有:金属或树脂填充的绳套、自锁紧楔形绳套、至少带有三个合适绳夹的鸡心环套、手工捻接绳环等。其结构型式如图2—18.图2—19.图2—20。
1.开口销 2.吊杆 3.定位销
(a)铰接式 (b)整体式 (c)螺纹连接式
图2—18浇注锥套的结构
图2—19自锁紧楔形绳套
图2—20绳夹固定的方法
电梯钢丝绳端接装置的形式还有手工捻接绳环等方法,在设计和选用端接装置时,除了满足抗拉强度外,应充分注意到安装和调节的方便性。
端接装置除了包括上述的连接装置外,还有吸收冲击和均衡张力的弹簧(或橡胶缓冲垫)和用以调节紧固的螺母(图2—21),在螺杆的端部还装有开口销,以防螺母脱出。在弹簧的两端垫有凹形或中间有凸环的垫片,应正确使用。
绳头组合安装在绳头板上,绳头板必须与轿厢、对重架的上梁或机房承重梁连接牢固,一般应用焊接连接,若用螺栓固定则必须有防止螺母松脱的措施,不应采用压板压紧固定。
为了减少曳引轮绳槽与钢丝绳的磨损,在安装端接装置后,应调节各根钢丝绳的张力与平均值偏差均不大于5% 。
1.上横梁 2.曳引绳 3.锥套 4.绳头板5.绳头弹簧
图2—21端接装置
三、导向轮
导向轮是配合曳引轮使用的,它既能保证曳引轮的曳引功能,又能使曳引绳的位置与井道内轿厢和对重的位置相适应。导向轮安装在曳引机架上或承重梁上。通过调整导向轮的上下位置可以调整曳引钢丝绳在曳引轮上的包角。如图2—22所示。
图2—22导向轮
四、轿厢
电梯轿厢是装载乘客或货物,为方便出入而设有门装置的箱形结构部件,是与乘客或货物直接接触的。轿厢一般由轿厢架、轿厢体及有关构件和装置组成,其基本结构如图2—23所示。
图2—23轿厢结构
1.导轨加油盒 2.导靴 3.轿顶检修盒 4.轿顶护栏 5.轿架上梁
6.安全钳传动机构 7.开门机架 8.轿厢体 9.风扇架 10.安全钳拉杆11.轿架立梁 12.轿厢拉条 13.轿厢架下梁 14.安全钳体 15.补偿装置
各类电梯的轿厢基本结构相同,由于用途不同,在具体结构及外形上会有一定差异。客梯的轿厢一般宽大于深,这样设计的目的是为了方便人员的出入,有利于提高运行效率。货梯的轿厢一般深大于宽或宽深相同,这主要是考虑装卸货物的方便。病床电梯的轿厢为适应病床的运送而做得深而窄。观光电梯轿厢的外形常做成菱形或圆形,观光面的轿壁使用强化玻璃。超高速电梯的轿厢外形做成流线型,以减小空气阻力及运行噪声。
(一)轿厢架
轿厢架是轿厢的承载结构,主要承受轿厢的自重和所有载荷的重量。当安全钳动作或轿厢蹲底撞击缓冲器时,还要承受由此产生的反作用力,因此轿厢架要有足够的强度。
轿厢架一般由上梁、底梁、立柱和拉杆等组成。轿厢架有两种基本构造,即对边形轿厢架和对角形轿厢架。
1.对边形轿厢架(图2—24):适用于具有一面或对面设置轿门的电梯。这种形式的轿厢架受力情况较好,适合于较重载荷情况,大多数电梯采用此种结构方式。
2.对角形轿厢架(图2—25):常用在具有相邻两边设置轿门的电梯上。这种轿厢架受力情况较差,对于重型电梯应尽量避免采用。
1.上梁 2.立柱 3.底梁 4.轿厢底5.拉杆 6.绳头组合
图2—24对边形轿厢架
1.上梁 2.立柱 3.底梁 4.轿厢底5.拉杆 6.绳头组合
图2—25对角形轿厢架
(二)轿厢体
轿厢体由轿底、轿壁、轿顶和轿门等组成,如图2—26所示。
1.轿底
轿底由底板和框架组成,如图2—27所示。框架由型钢或钢板压制焊接而成。客梯的底板由薄钢板制成,上面敷以表面材料。货梯底板一般由4~5mm的花纹钢板制成。
图2—26轿厢体结构
1.轿壁围裙 2.塑胶板 3.薄钢板4.框架 5.轿门地坎 6.护脚板
图2—27轿底
在轿底前沿设有轿门地坎及护脚板。护脚板宽度应不小于相应层站入口的整个净宽度。护脚板的垂直部分以下应成斜面向下延伸,斜面与水平面的夹角应大于60°,该斜面在水平面上的投影深度不得小于20mm。护脚板垂直部分的高度不应小于0.75m。对于采用对接操作的电梯,其护脚板垂直部分的高度应是在轿厢处于最高装卸位置时,延伸到层门地坎线以下不小于0.10m。
2.轿壁
轿壁一般用厚度1.2~1.5mm的薄钢板制成,表面用喷涂或贴膜装饰。也有用不锈钢板或在钢板上包不锈钢薄板制成轿壁。为了增加轿壁的刚度,可以在背面焊加强筋。现在轿壁一般都由宽度300~800mm两边折边的轿壁板拼装而成。折边一方面用于连接,一方面代替加强筋增加了刚度。接缝处以前常嵌以镶条增加美观,现在由于加工技术提高,一般已不嵌镶条。为了防止电梯运行时轿壁发生振动引起噪声,在轿壁板背面一般涂敷或粘贴阻尼材料。
3.轿顶
轿顶一般也由薄钢板制成。轿顶要安装开门机构、门电机控制箱、风扇、检修盒、停止装置(急停开关)等。为此,在轿顶的任何位置上,应能支撑两个人的体重,每个人按0.20m×0.20m面积上作用1000N的力,应无永久变形;轿顶应有一块不小于0.12m2的站人用的净面积,其短边不应小于0.25m;离轿顶外侧边缘有水平方向超过0.30m的自由距离时,轿顶应装设护栏。
轿顶上有时还有安全窗,关于安全窗,我们将在后续章节中详细介绍。
轿门系统结构分类较为复杂,我们在后续章节中单独介绍。
(三)轿厢的有效空间
为了乘客的安全和舒适,除杂物电梯以外,轿厢入口和内部净高度不应小于2m。
1.乘客电梯和病床电梯
为了防止由于人员的超载,轿厢的有效面积应予以限制。GB7588—2003对额定载重量和最大有效面积之间关系做出了明确规定。
2.载货电梯
为了防止不可排除的人员乘用可能发生的超载,轿厢面积应予以限制。额定载重量和轿厢最大有效面积的关系应符合GB7588—2003中表1的规定。
特殊情况,为了满足使用要求而难以同时符合GB7588—2003中表1的规定的载货电梯,在其安全受到有效控制的条件下,轿厢面积可超出表1的规定。
这里“有效控制”的含义是指:
(1)电梯设计计算应考虑轿厢实际载重量达到了轿厢面积按GB7588—2003中表1规定所对应的额定载重量的情况下,电梯各相关受力部件(如曳引钢丝绳及端接装置、曳引轮轴、曳引机轮齿、制动器、轿厢及轿架等)有足够的强度和刚度,钢丝绳与曳引轮之间不打滑,安全钳、缓冲器能满足使用要求;
(2)轿厢的超载应由符合要求的超载装置监控;
(3)应在从层站装卸区域总可看见的位置上设置标志,表明该载货电梯的额定载重量。
(4)应专用于运送特定轻质货物,其体积可保证在装满轿厢情况下,该货物的总质量不会超过额定载重量;
(5)电梯有专职司机操作,并严格限制人员进入。
同时对于上述特殊情况所指的载货电梯的交付使用前的检验,还应按GB7588—2003附录D的要求作曳引检查、安全钳检验和缓冲器的检验。
此外,载货电梯设计计算时不仅需要考虑额定载重量,还要考虑可能进入轿厢的搬运装置的质量。
专供批准的且受过训练的使用者使用的非商用汽车电梯,额定载重量应按单位轿厢有效面积不小于200kg/m2计算。
(四)轿厢内装置
轿厢内操纵箱:是轿内的操纵装置,位于轿厢内靠近轿门的轿厢壁上,司机或乘客能方便的通过它来控制电梯运行。现有些电梯出于对残疾人无障碍使用电梯的考虑,另在轿厢内较低位置设置一个操纵箱,方便轮椅乘客使用,同时在按钮上制出盲文、加设语音报站等。
如图2—28所示,是轿厢内操纵箱的外形图。一般在集选控制电梯的操纵箱面板上有各层站的选层按钮和开关门按钮。面板上还有电梯运行方向的指示和超载指示供乘客了解电梯运行的情况。有一个画有钟形的黄色按钮是警铃或报警装置的按钮,供紧急情况时使用。同时在面板上还标有电梯的额定载重量及乘客人数(载货电梯仅标出额定载重量)、电梯制造厂名和其识别标志。
在操纵箱下部有个带锁的控制盒,内有检修和有/无司机操纵等转换开关,照明、通风控制开关,有时还有检修运行的上下方向按钮、直驶按钮、急停开关等。该控制盒是专供操作人员和检修人员使用的,平时必须锁好。
轿厢内应有适当的通风和照明。位于轿厢上部及下部通风孔的有效面积均不应小于轿厢有效面积的1%;轿厢内照明要保证操纵箱上的照度和轿厢地板上的照度均不小于50lx。并应有停电应急照明,在停电或照明电源故障时,能自动投入以减轻乘客的心理压力,并使乘客能看清报警和通信装置的使用说明,及时报警和与外界联系。
(五)轿厢的称量装置
轿厢的称量装置主要作为控制超载之用,即当轿厢内负载超过额定载重量时,能发出警告信号(如超载蜂鸣器响及红灯亮)并使电梯不能起动运行。对于集选控制电梯,当负载接近额定载重量的90%时,通过微动开关接通直驶电路、使运行中的电梯不应答层站的召唤信号。常用的称量装置有机械式称量装置、橡胶块式称量装置、负重传感器式称量装置三种。图2—29(a)和图2—29(b)分别为安装在轿顶和机房的机械式称重装置的结构图。
左图:显示操纵部分 右图:司机操纵部分
图2—28操纵箱
五、电梯门
电梯门包括轿门和层门,轿门安装在轿厢入口,随同轿厢一起运行。层门安装在井道的层站开口处,根据需要,井道在每层楼设一个或两个出入口,层门数与层站出入口相对应。在门关闭时,除规定的运动间隙外,轿厢和井道的入口应完全封闭,以免发生剪切和坠落事故。
(一)门的主要类型
电梯门主要有滑动门和旋转门。旋转门在国外小型公寓用得较多。目前使用最普遍的是滑动门,滑动门按其开启型式可分为中分式门、旁开式门和直分式门三种。
图2—29轿顶和机房机械式称量装置
1.中分式门
中分式门的门扇由中间分开,开门时门扇以相同的速度各自向两旁开启;关门时门扇则以相同的速度向中间合拢。门扇一般为两扇或四扇。采用四扇时,即为中分双折式,用于开门宽度较大的电梯。如图2—30所示。
图2—30中分式门
2.旁开式门
旁开式门的门扇在开关过程中的运动方向是相同的。常见的有单扇、双扇和三扇旁开式门。由于双扇或三扇门在打开后是折叠在一起的,因而又称双折门或三折门。如图2—31所示。
图2—31旁开式门
3.直分式门
直分式门的门扇上下方向运动,故又称闸门(见图2—32)。门扇有单扇、双扇和三扇等。由于直分式门很少占用井道的宽度和轿厢的宽度,因此能使电梯具有最大的开门宽度。常用于杂物梯和大型货梯。
图2—32直分式门
(二)门的结构型式
电梯的门一般由门扇、门滑轮、门地坎、门导轨架(门上坎)等部件组成。层门和轿门都由门滑轮悬挂在门的导轨(或导槽)中,门的下部通过门滑块与地坎相配合,图2—33所示。
图2—33 中分式层门
1.门扇
电梯的门扇均应是封闭无孔的。只有在货梯或汽车梯采用向上开启的垂直滑动门时,轿门可以是网状或带孔板型的,但孔的尺寸在水平方向不得大于10mm,垂直方向不得大于60mm。
门扇一般用1.5mm厚的薄钢板折边而成,中部焊接或粘接加强筋。为加强隔音和减少振动可在背面涂敷或粘贴一层阻尼材料。不论是轿门还是层门,其机械强度均应满足:当门在锁住位置时,用300N的力,垂直作用在门扇的任何位置,且均匀的分布在5cm2的圆形或方形的面积上,不得有永久变形,其弹性变形不大于15mm。层门入口的最小净高度为2m,层门净入口宽度比轿厢净入口宽度在任一侧的超出部分均不应大于50mm。
2.门导轨架与门滑轮
轿门导轨架安装在轿厢顶部前沿,层门导轨架安装在层门门框上部。门导轨架主要承受门扇吊挂的力和供门启闭滑动,其导轨的平直度直接影响门的滑动。门导轨架和门滑轮有多种型式,常见的有板条直线型导轨、V型导轨、交栅式门导轨,如图2—34所示。
图2—34门导轨架
3.门地坎和门滑块
层站进口应装设一个具有足够强度的地坎,以承受通过它进入轿厢的载荷。层门地坎安装在井道的牛腿上,如图2—35所示。现在一般井道都不做混凝土牛腿,地坎是安装在用膨胀螺栓固定在井道壁的金属支承结构上。轿门地坎安装在轿厢入口的边沿上。门在运动时,门滑块沿着地坎槽滑动。门地坎和门滑块是门的辅助导向组件,与门导轨和门滑轮配合,使门的上、下两端均受到导向控制。门地坎一般用铝型材料制造,货梯则有用耐磨的铸铁制造。门滑块一般用尼龙材料制作。门滑块的磨损、锈蚀或火灾原因会使门扇之间的间隙增大或缩小,严重时甚至会因外力而损坏,从而引起重大事故。因此通常在尼龙内加入加强钢片等以增加强度性能,防火门的门滑块必须用耐火材料制成。
GB7588—2003规定:层门和轿门的设计应防止正常运行中脱轨、机械卡阻或行程终端时错位。由于磨损、锈蚀或火灾原因可能造成导向装置失效时,应设有应急的导向装置使层门和轿门保持在原有位置上。
图2—35 门地坎和门滑块
(三)开关门机构
电梯轿门、层门的开启与关闭,通常有手动和自动两种方式。
手动开关门的轿门和层门之间没有机械方面的联动关系,开门时,司机要先开轿门再开层门;关门时,则要先关层门再关轿门,目前采用手动开关门的情况已经很少,仅在个别货梯中还使用。
目前广泛使用的是自动开关门。门关闭、开启的动力源是门电动机,通过传动机构驱动轿门运动,再由轿门带动层门一起运动。开门机构安装在轿顶的门口处,由电动机通过减速机构,再通过传动机构带动轿门。到层站时轿门上的门刀卡入层门门锁的滚轮,在轿门开启时打开门锁并带动层们同步水平运动。常见的自动开关门的开关门机构有中分式门的开门机构(图2—36.图2—37)和旁开式门的开门机构(图2—38)。
图2—36双摇杆中分式门的开关门机
1.拨杆 2.减速皮带轮 3.开关门电机4.开关门调速开关 5.轿门导轨6.门刀 7.安全触板 8.门滑块9.轿门地坎 10.轿门
图2—37变频电机中分式门的开关门机
图2—38旁开式门的开门机构
(四)门的联动机构
为了节省井道空间,电梯的门大多采用二扇、三扇或四扇,极少采用单扇。由于层门是被动门,在门的开关过程中,当采用单门刀时,轿门只能通过门刀直接带动一扇层门,层门门扇之间的运动协调是靠联动机构来实现的。
1.中分式层门联动机构
中分式层门一般采用钢丝绳式联动机构,如图2—39所示。在门导轨架两端装有钢丝绳轮,两扇门分别与钢丝绳相连,当门刀带动一扇门移动,通过钢丝绳使另一扇门向相反方向移动。采用这种结构时,导轨架上的两个绳轮应有间距调整位置,或至少在传动钢丝绳的一端应是可调节的,以便对钢丝绳张紧力的调整。
有些电梯层门是采用链条来实现联动的,其连接方式与钢丝绳式基本相同。
图2—39 中分式层门联动机构
1.固定滑轮 2.左层门 3.左层门滚轮 4.钢丝绳夹5.右层门钢丝绳夹 6.联锁开关 7.右层门滚轮8.右层门 9.钢丝绳 10.门上框 11.立柱12.门滑块 13.地坎 14.缓冲垫
2.旁开式层门联动机构
旁开式层门联动机构一般有以下四种形式:
(1)钢丝绳式
如图2—40所示,钢丝绳绕过慢门上的两个滑轮,两端固定在上门框,快门固定在两个滑轮中间的钢丝绳上,慢门滑轮即为动滑轮,使快、慢门的速比为2∶1。一般层门门锁装在快门上,门刀通过门锁滚轮,带动快门运动,从而也带动慢门一起运动。
有些电梯层门是采用链条来实现联动的,其连接方式与钢丝绳式基本相同。
(2)单折臂式
如图2—41所示,采用三根折臂,折臂与门的固定点和折臂之间的联接点均为铰接。各铰接点的折臂撑杆长度相等,且三个固定铰接点在同一水平线上,当折臂机构作折叠运动时,可实现快、慢门速比为2∶1。
(3)双折臂式
如图2—42所示,层门联动机构的工作原理与单折臂式相同,由于是双折臂,成交叉形,所以动作较平稳。
图2—40钢丝绳式层门联动机构
1.联锁开关 2.滚轮 3.快门 4.钢丝绳夹 5.慢门6.钢丝绳 7.定滑轮 8.滑轮 9.滚轮 10.门上框11.立柱 12.门滑块 13.地坎 14.缓冲垫
图2—41单折臂式层门联动机构
1.快门 2.慢门 3.固定铰链 4.撑杆 5.活动铰链 6.撑杆7.固定铰链 8.滑动铰链 9.撑杆 10.固定铰链
图2—42 双折臂式层门联动机构
(4)摆杆式
如图2—43所示,摆杆下端铰接固定,上端通过连杆与快门连接,中间通过连杆与慢门连接,摆杆在快门的带动下作摆动,从而使慢门联动。在摆杆上如果开出一定长度的导槽,使固定与快门和慢门上的铰点能在导槽内相对滑动,则也能实现两扇门的联动。
图2—43摆杆式层门联动机构
1.连杆 2.快门 3.摆杆 4.连杆 5.慢门6.门自闭弹簧
(五)门锁
为了防止发生坠落和剪切事故,层门由门锁锁住,使人在层站外不用开锁装置无法将层门打开,所以门锁是个十分重要的安全部件。
1.门锁的结构
当电梯门采用手动开关门时,层门上采用的门锁为手动门锁;当电梯门采用自动开关门时,层门上采用的门锁为自动门锁。目前采用较多的为自动门锁。门锁由底座、锁钩、锁挡、施力元件、门锁滚轮和电气安全触点组成。图2—44.图2—45.图2—46是几种常见的门锁的结构型式。
图2—44 单刀式自动门锁
1.锁钩 2.锁轮 3.锁底版 4.重锤
图2—45 SL型双门刀式门锁
1.触点开关 2.底板 3.锁钩 4.复位弹簧 5.动滚轮6.定滚轮 7.定滚轮转轴 8.手动开锁推杆 9.锁挡
图2—46 DBL2双门刀式自动门锁
1.触点开关 2.锁钩 3.锁轮 4.锁底板
这里需要说明的是,根据GB7588—2003的规定,门锁应由重力、永久磁铁或弹簧来产生和保持锁紧动作,即使永久磁铁(或弹簧)失效,重力亦不应导致开锁,如图2—47和2—48所示的门锁形式,当保持锁紧的弹簧失效后,有可能由于锁钩的重力会导致开锁,所以都是不符合要求的。
图2—47单门刀式门锁(不符合要求的门锁)
1.门刀 2.摆臂滚轮 3.摆臂 4.弹簧顶杆 5.撞击螺钉6.锁挡 7.锁钩 8.接触开关 9.撑杆 10.连接杆 11.滚轮
A.支架 B.锁底板C.摆臂转轴 D.锁钩转轴
图2—48单门刀式门锁(不符合要求的门锁)
1.锁钩 2.碰轮Ⅰ 3.碰轮座 4.拉簧 5.碰轮座滚轮 6.碰轮Ⅱ 7.滚轮8.挡铁 9.门刀 10.挡板 11.锁钩复位弹簧 12.接触开关 13.静触点 14.动触点A.支架B.锁底板 C.碰轮座转动中心 D.锁钩转动中心
门刀是安装在电梯的轿门上面,用于带动层门,从而实现层门轿门同步的装置。门刀是与门锁配套使用的,不同结构型式的门锁,采用的门刀型式也不一样,常见的门刀型式如图2—49.图2-50、图2-51所示。
图2—49门刀
图2—50 门刀
图2—51 门刀
2.门锁的要求
(1)锁钩的啮合深度(钩住的尺寸)是十分关键的,标准要求在啮合深度达到和超过7mm时,电气触点才能接通,电梯才能启动运行。锁钩锁紧的力是由施力元件(即压紧弹簧)和锁钩的重力供给的。
(2)锁紧元件(锁钩、锁挡)及其附件应是耐冲击的,应用金属制造或金属加固。
(3)锁紧元件的啮合应能满足在沿着开门方向作用300N力的情况下,不降低锁紧的效能。
(4)门锁应能承受一个沿开门方向,并作用在锁高度处的最小为1000N的力,而无永久变形。
(5)门锁的电气触点是验证锁紧状态的重要安全装置,要求与机械锁紧元件(锁钩)之间的连接是直接的和不会误动作的,而且当触头粘连时,也能可靠断开。现在一般使用的是簧片式或插头式电气安全触点,普通的行程开关和微动开关是不允许用的。
(6)除了锁紧状态要有电气安全触点来验证外,轿门和层门的关闭状态也应有电气安全触点来验证。当门关到位后,电气安全触点才能接通,电梯才能运行。验证门关闭的电气触点也是重要的安全装置,应符合规定的安全触点要求,不能使用一般的行程开关和微动开关。
(7)层门门扇之间若是用钢丝绳、皮带、链条等传动,称为间接机械连接,应在每个门扇上安装电气安全触点。由于门锁的电气安全触点可兼任验证门关闭的任务,所以有门锁的门扇可以不再另装电气安全触点;当层门门扇之间的连动是由刚性连杆传动的称为直接机械连接,则电气安全触点可只装在被锁紧的门扇上。
(8)如果轿门是由数个直接机械连接的门扇组成,允许把电气安全触点安装在:
1)一个门扇上(对重叠式门为快门扇);或
2)如果门的驱动元件与门扇之间是由直接机械连接的,则在门的驱动元件上。
(9)如果轿门是由数个间接机械连接(如钢丝绳、皮带或链条)的门扇组成,允许将电气安全触点安装在一个门扇上,条件是:
1)该门扇不是被驱动的门扇;且
2)被驱动门扇与门的驱动元件是直接机械连接的。
(六)层门紧急开锁和自闭装置
1.层门紧急开锁装置
为了在必要时(如救援)能从层站外打开层门,标准规定每个层门都应有紧急开锁装置。工作人员可用三角形的专用钥匙从层门上部的锁孔中插入,通过门后的装置将门锁打开。在一次紧急开锁以后,门锁装置在层门闭合下,不应保持开锁位置。
2.层门自闭装置
GB7588—2003规定:在轿门驱动层门的情况下,当轿厢在开锁区域之外时,如层门无论因为何种原因而开启,则应有一种装置(重块或弹簧)能确保该层门自动关闭。
层门自闭装置较常用的有重锤式、拉簧式和压簧式等几种(图2—52)。其中,重锤式是在层门侧面悬挂重锤,在层门开启时,将重锤提高位置,关闭时则依靠重锤的重力作用,迫使层门关闭的装置;拉簧式是当层门打开时,拉簧被强行拉伸,在无门刀或其他阻力作用的情况下,弹簧收缩力使层门迅速关闭的装置;压簧式与拉簧式工作原理相同。
当前在层门自闭的装置中,采用较多的是重锤式。这是因为重锤式的闭门力始终保持如一,弹簧式则会在关门终了时闭门力变小。
图2—52层门自闭装置
图2—53门安全触板
1.控制杆 2.限位螺钉 3.微动开关 4.门触板
(七)门入口的安全保护装置
动力驱动的自动门电梯,轿门的入口应设置安全保护装置,以免在关门过程中夹伤人。正在关闭的门扇受阻时,门能自动重开。常见的门入口安全保护装置有以下几种。
1.接触式保护装置
这种装置亦称为安全触板,如图2—53所示。它主要由触板、控制杆和微动开关组成。平时触板在自重的作用下,凸出门扇30mm左右,当门在关闭中碰到人和物品时,触板被推入,控制杆转动,控制杆端部的凸轮压下微动开关触头,使门电动机迅速反转,门重新被打开。
中分式门的安全触板应双侧安装。旁开式门的安全触板单侧安装,且装在快门上。
2.非接触式保护装置
(1)光电式保护装置
光电式保护装置,如图2—54所示。一般是在轿门边上设两道水平的光电装置(水平光电式),为了防止可见光的干扰,一般用红外光。两道水平的红外光对整个开门宽度进行水平检测。在关门过程中,遮断任一道光路,门都会重新开启。为了增加检测异物的分辨率,也有在门边上用几十道水平光束进行检测,从而使门在关闭过程中检测异物的灵敏度大大提高。还有一种光电保护装置是在开门整个高度和宽度中由几十根红外线交叉成一个红外光幕(光幕式),就像一个无形的门簾,遮断其中的一部分门就会重新开启。
(2)电磁感应式保护装置
借助磁感应原理,在门区内设置三组电磁场,任意一组电磁场的变化,都会作为不平衡状态显示出来。如果三组电磁场不相同,表明门区有障碍物,就能通过控制机构使门重新开启。如图2—55所示。
(3)超声波监控装置
如图2—56所示,当门正在关闭时,超声波装置检测到层门前有乘客欲进入轿厢,则门重新开启,待乘客进入轿厢后再关闭。
3.混合式保护装置
图2—54光电式保护装置
图2—55电磁感应式保护装置
图2—56 超声波监控装置
混合式保护装置是采用上述保护装置两种或两种以上,它集合了多种保护装置的优点,安全性大大提高。最常用的是安全触板和光幕混合式保护装置,即安全触板/红外线保护装置。如图2—57所示。
(八)门的整体要求
为了保证电梯的安全运行,层门和轿门关闭后,门扇之间及门扇与立柱、门楣和地坎之间的间隙应尽可能小。对于乘客电梯,此运动间隙不得大于6mm;对于载货电梯,此间隙不得大于8mm,由于磨损,间隙值允许达到10mm。如果有凹进部分,上述间隙从凹底处测量。
在水平滑动门和折叠门主动门扇的开启方向,以150N的人力(不用工具)施加在一个最不利的点上时,其间隙对于旁开门,不得大于30mm;对于中分门,总和不得大于45mm。从安全角度考虑电梯轿门地坎与层门地坎的水平距离不得大于35mm。轿门地坎与所对的井道壁距离不得大于150mm。
电梯的门刀与门锁滚轮的位置要调整精确,在电梯运行中,门刀经过门锁滚轮时,门刀与门锁滚轮两侧的距离要均等;通过层站时,轿门门刀与层门地坎的距离和门锁滚轮与轿门地坎的距离均不应小于5mm。距离太小容易碰擦地坎,太大则会影响门刀在门锁滚轮上的啮合深度,一般门刀在工作时应与门锁滚轮在全部厚度上接触。
当电梯在开锁区域内并切断门电机电源或停电时,应能从轿厢内部用手将门拉开,开门的力应不大于300N,但应大于50N。
层门外的候梯部位应有不低于50lx的照明,在层门开启时能看清层门内的情况。
图2—57混合式保护装置
六、对重
(一)对重的作用
对重又称为平衡重,可平衡轿厢的自重和一部分升降载荷的重量,减少曳引电动机功率损耗。
(二)对重的构造
对重装置位于井道内,通过曳引绳经曳引轮与轿厢连接。在电梯运行过程中,对重装置通过对重导靴在对重导轨上滑行,起平衡作用。对重装置一般由对重架、对重块、导靴、缓冲器碰块等组成,如图2—58所示。
七、补偿装置
电梯在运行时,轿厢侧和对重侧的钢丝绳及轿厢下随行电缆的长度在不断变化。为减少电梯运行中由钢丝绳和随行电缆长度变化造成的曳引轮两侧的张力差,提高曳引质量,可以采用补偿装置来补偿上述的张力变化。
(一)补偿装置的形式
补偿装置的形式有补偿链、补偿绳和补偿缆。
1.补偿链
补偿链是以铁链为主体,端头悬挂在轿厢和对重下面。为了减少电梯运行时链节之间摩擦和碰撞产生的噪声,常在铁链中穿上麻绳或聚乙烯护套,如图2—59所示。这种装置结构简单,成本较低,但不适用于高速电梯,一般用在速度小于1.75m/s的电梯。
2.补偿绳
补偿绳是以钢丝绳为主体,悬挂在轿厢和对重下面,底坑中设有补偿绳张紧装置和检查补偿绳最小张紧位置的电气安全装置。运行平稳、噪声小,常用于速度大于1.75m/s的电梯,如图2—60所示。
图2—58对重装置
图2—59补偿链接头
1.轿厢底 2.对重底版 3.麻绳 4.铁链
当电梯额定速度大于3.5m/s时,还应增设一个防跳装置。防跳装置动作时,一个电气安全装置应使电梯驱动主机停止运转。
3.补偿缆
补偿缆是近年发展起来的新型的、高密度的补偿装置,图2—61为补偿缆的截面图,补偿缆的中间有钢制成的环链,填塞物为金属颗粒与聚乙烯的混合物,形成圆形保护层,链套采用具有防火、防氧化的聚氯乙烯护套,这种补偿缆质量大、密度高,最重可达6kg/m,最大悬挂长度可达200m,运行噪音小,可适用于各类中、高速电梯。
图2—60补偿绳
图2—61补偿缆截面图
补偿缆安装时,轿厢和对重底下采用S型悬钩及U型螺栓连接固定,并采取加强措施,如图2—62所示。
图2—63为补偿装置与轿厢、对重的连接示意图。
图2—62补偿缆接头
1.对重 2.U型螺栓 3.轿厢底
4.S型悬钩 5.补偿缆 6.安全回环
图2—63补偿装置与轿厢、对重的连接示意图。
八、导轨
(一)导轨的作用
1.导轨是为轿厢和对重在竖直方向运动时提供导向,限制轿厢和对重在水平方向的移动。
2.当安全钳动作时,导轨作为固定在井道内被夹持的支承件,承受着轿厢或对重产生的强烈制动力,使轿厢或对重制停可靠。
3.防止由于轿厢的偏载而产生的倾斜,保证轿厢运行平稳并减少振动。
(二)导轨的种类
一般钢质导轨常采用机械加工或冷轧加工方式制作,以导轨的横向截面形状分类,有T形导轨(图2—64a)、热轧型钢导轨(图2—64b、c、d、e)、空心导轨(图2—64f)。
九、导靴
(一)导靴的作用
导靴是引导轿厢和对重服从于导轨的部件,为了防止轿厢和对重运行过程中偏斜或摆动而设置的。轿厢导靴安装在轿厢上梁和下梁安全钳下面,对重导靴安装在对重架上部和底部,分别与各自导轨接触,一般各安装四个。
(二)导靴的分类
常用的导靴有滑动导靴和滚动导靴两种。滑动导靴又分为固定滑动导靴和弹性滑动导靴。
1.固定滑动导靴
固定滑动导靴主要由靴座和靴衬组成(图2—65)。靴座为铸件或钢板焊接件;靴衬由摩擦系数低、滑动性能好、耐磨的尼龙材料制成,为增加润滑性能,有时在靴衬的材料中加入适量二硫化钼。固定滑动导靴的靴头是固定的,在安装时要与导轨间留一定的滑动间隙。故在电梯运行中,尤其是靴衬磨损较大时会产生一定的晃动。因此只用于对重和速度低于0.63m/s的货梯轿厢。
2.弹性滑动导靴
弹性滑动导靴由靴座、靴头、靴衬、靴轴、弹性元件和调节螺母等组成。与固定滑动导靴不同的是,其靴头和靴衬在靴轴方向有一定的伸缩弹性,在工作时靴衬由于弹性元件的压力始终顶在导轨的顶面上,因而可以吸取一定的振动。图2—66是弹簧施力的弹性导靴,图2—67是橡胶弹簧施力的弹性导靴。图中的a、c值是运动时靴头的伸缩量,一般空载时两侧导靴的a、c值均应相等。
图2—64几种典型的导轨截面图
1.靴衬 2.靴座
图2—65固定滑动导靴
还有一种新型的弹性滑动导靴,靴衬的两个侧面也有橡胶弹性元件,这种滑动导靴在工作时,靴衬的三个面都有弹性伸缩量,使电梯运行更加平稳。
由于靴衬和导轨间是滑动摩擦,故需在摩擦面上进行润滑,一般是在上导靴上安装一个油盒,油盒内注润滑油,通过纤维油芯的吸油作用,对导轨进行不间断的润滑。弹性滑动导靴广泛使用于中高速电梯。
图2—66弹簧式滑动导靴
1.靴头 2.橡胶弹簧 3.靴轴 4.调节套
图2—67橡胶弹簧式滑动导靴
3.滚动导靴
滚动导靴由滚轮、弹簧、靴座、轮臂等组成,如图2—68所示。滚动导靴以滚动摩擦代替了滑动摩擦,三个由弹簧支承的滚轮代替滑动导靴的靴头和靴衬,工作时滚轮由弹簧的压力压在导轨的三个工作面上。轿厢运行时,三个滚轮在导轨上滚动,不但有良好的缓冲吸震作用,也大大减少了运行阻力和摩擦损耗,使舒适感有较大的改善。滚动导靴一般用在高速电梯上。
滚动导靴的滚轮外缘常用硬质橡胶或聚氨酯材料制成,在使用中不允许在导轨工作面上加润滑油,否则会使滚轮打滑,无法工作。在开始使用时还要将新导轨表面的防锈涂层清洗掉。当滚轮表面有剥落时,轿厢运行的水平振动会明显增大,必须及时更换滚轮。
图2—68滚动导靴
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