电梯技术.ppt
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1、电梯技术2第第6 6章章 电梯电梯系统设计系统设计6.1 6.1 电梯组成与结构电梯组成与结构绪言:绪言:n通过本节内容的学习,了解并掌握电梯的基本结构组成、电梯通过本节内容的学习,了解并掌握电梯的基本结构组成、电梯机房、井道、底坑、轿厢、电梯曳引机、对重、导向系统、门机房、井道、底坑、轿厢、电梯曳引机、对重、导向系统、门系统、安全保护装置的作用,以及电梯的电力拖动与控制系统系统、安全保护装置的作用,以及电梯的电力拖动与控制系统的原理等。的原理等。内容框架:内容框架:n第第1 1节节 电梯的基本结构简介电梯的基本结构简介n第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分n第第3 3节节 电梯井道部分电
2、梯井道部分 n第第4 4节节 电梯轿厢部分电梯轿厢部分n第第5 5节节 电梯层站部分电梯层站部分n第第6 6节节 电梯安全装置电梯安全装置n第第7 7节节 电力拖动与控制系统电力拖动与控制系统 重点重点/难点:难点:n电梯的基本结构组成、电梯各组成部分的作用、常见结构等。电梯的基本结构组成、电梯各组成部分的作用、常见结构等。preceding3第第1 1节节 电梯的基本结构电梯的基本结构 n1.1.电梯基本组成部分:电梯基本组成部分:w机械部分机械部分w电气部分电气部分n2.2.从空间上划分:从空间上划分:w机房部分机房部分电源开关、控制柜、曳引机、导向轮、电源开关、控制柜、曳引机、导向轮、限
3、速器。限速器。w井道部分井道部分导轨、导轨支架、对重、缓冲器、限导轨、导轨支架、对重、缓冲器、限速器张紧装置、补偿链、随行电缆、底坑、井道照速器张紧装置、补偿链、随行电缆、底坑、井道照明。明。w层站部分层站部分层门(厅门)、呼梯装置(召唤盒)、层门(厅门)、呼梯装置(召唤盒)、门锁装置、层站开关门装置、层楼显示装置。门锁装置、层站开关门装置、层楼显示装置。w轿厢部分轿厢部分轿厢、轿厢门、安全钳装置、平层装轿厢、轿厢门、安全钳装置、平层装置、安全窗、导靴、开门机、轿内操纵箱、指层灯、置、安全窗、导靴、开门机、轿内操纵箱、指层灯、通讯报警装置。通讯报警装置。56第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房
4、部分 n电梯机房电梯机房(控制间控制间):一般设置在电梯井道顶部一般设置在电梯井道顶部(机房上置式机房上置式)。n机房内设备:机房内设备:曳引机、导向轮、控制柜、限速曳引机、导向轮、控制柜、限速器、总电源控制盒等。器、总电源控制盒等。“虽然乘客看不列它,但它和人的心脏一样重要,虽然乘客看不列它,但它和人的心脏一样重要,电梯的运行全靠它!电梯的运行全靠它!”7第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分2.1 2.1 曳引机曳引机n1.1.曳引系统和曳引机的组成曳引系统和曳引机的组成w曳引系统组成:曳引系统组成:曳引机、曳引绳、导向轮、反绳轮曳引机、曳引绳、导向轮、反绳轮等。等。8第第2 2节节 电
5、梯机房部分电梯机房部分w曳引机作用:曳引机作用:是电梯轿厢升降的主拖动机械。是电梯轿厢升降的主拖动机械。w曳引钢丝绳曳引钢丝绳的两端分别连接轿厢和对重(或者两端的两端分别连接轿厢和对重(或者两端固定在机房上),依靠钢丝绳与曳引轮绳槽之间的固定在机房上),依靠钢丝绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力来驱动轿厢升降。摩擦力来驱动轿厢升降。w导向轮的作用:导向轮的作用:分开轿厢和对重的间距,采用复绕分开轿厢和对重的间距,采用复绕型时还可增加曳引能力。导向轮安装在曳引机架上型时还可增加曳引能力。导向轮安装在曳引机架上或承重梁上。或承重梁上。w电梯曳引机分类:电梯曳引机分类:n齿轮曳引机齿轮曳引机用于低、快速电梯
6、(用于低、快速电梯(2.0m/s2.0m/s2.0m/s),传),传动效率高、噪音小、传动平稳、但能耗大、造价高、维修动效率高、噪音小、传动平稳、但能耗大、造价高、维修不便。不便。9第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分w曳引机结构组成:曳引机结构组成:n电动机电动机n制动联轴器制动联轴器n制动器制动器n减速器减速器(无齿轮曳引机没有减速箱无齿轮曳引机没有减速箱)n曳引轮曳引轮n底座底座n光电码盘(调速电梯装有)光电码盘(调速电梯装有)10第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分n2.2.电动机电动机w电梯使用电动机的特征:电梯使用电动机的特征:断续周期工作、频繁启动、断续周期工作、频繁启动
7、、正反转、较大的起动力矩、较硬的机械特性、较小正反转、较大的起动力矩、较硬的机械特性、较小的起动电流、良好的调速性能(对调速电机)。的起动电流、良好的调速性能(对调速电机)。w交流异步电动机形式选择:交流异步电动机形式选择:n无调速要求、负荷较小无调速要求、负荷较小时鼠笼式感应电动机;时鼠笼式感应电动机;n有调速要求、负荷较大有调速要求、负荷较大时绕线转子电动机;时绕线转子电动机;w曳引电动机额定功率计算:曳引电动机额定功率计算:w直流电动机:直流电动机:一般使用带可控硅整流的直流电动机,一般使用带可控硅整流的直流电动机,是电梯发展的方向。是电梯发展的方向。11第第2 2节节 电梯机房部分电梯
8、机房部分n3.3.制动器制动器w是安全装置。在正常断电或是安全装置。在正常断电或异常情况下均可实现停车。异常情况下均可实现停车。电磁制动器安装在电动机轴电磁制动器安装在电动机轴与蜗杆轴的连接处与蜗杆轴的连接处w电梯一般采用电梯一般采用常闭式双瓦块常闭式双瓦块型直流电磁制动器型直流电磁制动器,其性能,其性能稳定,噪声小,制动可靠。稳定,噪声小,制动可靠。w结构组成:结构组成:制动电磁铁、制制动电磁铁、制动臂、制动瓦块、制动弹簧。动臂、制动瓦块、制动弹簧。12第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分13第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分n4.4.减速器减速器 w对对于于有有齿齿轮轮曳曳引引机
9、机,在在曳曳引引电电动动机机转转轴轴和和曳曳引引轮轮转转轴轴之间安装减速器之间安装减速器(箱箱)。w目目的的:将将电电动动机机轴轴输输出出的的较较高高转转速速降降低低到到曳曳引引轮轮所所需需的的较较低低转转速速,同同时时得得到到较较大大的的曳曳引引转转矩矩,以以适适应应电电梯梯运行的要求。运行的要求。w按传动方式分:按传动方式分:n蜗轮蜗杆传动,多采用蜗轮蜗杆传动,多采用;斜齿轮传动,斜齿轮传动,工工工工作作作作原原原原理理理理:电电电电梯梯梯梯准准准准备备备备通通通通电电电电启启启启动动动动时时时时,制制制制动动动动器器器器上上上上电电电电松松松松闸闸闸闸;当当当当电电电电梯梯梯梯停停停停止
10、止止止运运运运行行行行,或或或或电电电电动动动动机机机机掉掉掉掉电电电电时时时时,制制制制动动动动器器器器立立立立即即即即断断断断电电电电并并并并靠靠靠靠弹弹弹弹簧簧簧簧力力力力使使使使制制制制动动动动器器器器制制制制动动动动,曳曳曳曳引引引引机机机机停停停停止止止止运运运运行行行行并并并并制制制制停停停停轿轿轿轿厢运行。厢运行。厢运行。厢运行。14第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分15第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分n蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动(蜗杆减速器蜗杆减速器)w组组成成:由由带带主主动动轴轴的的蜗蜗杆杆与与安安装装在壳体轴承上带从动轴的蜗轮。在壳体轴承上带从动轴的蜗轮。w
11、特特点点:传传动动比比大大(可可达达1818120120)、噪噪声声小小、传传动动平平稳稳、结结构构紧紧凑凑、体体积积较较小小、安安全全可可靠靠;而而且且当当由由蜗蜗轮轮传传动动蜗蜗杆杆时时,反反效效率率低低,有有一一定定的的自自锁锁能能力力;可可以以增增加加电电梯梯制制动动力力矩矩安安全全系系数数,增增加加电电梯梯停停车时的安全性。车时的安全性。16第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分n减速比减速比其蜗杆轴的转速与蜗轮轴的转速之比。其蜗杆轴的转速与蜗轮轴的转速之比。w例如:蜗杆螺线数例如:蜗杆螺线数(也称头数也称头数)为为1 1,蜗轮的齿数为,蜗轮的齿数为4040那么其减速比那么其减速比
12、E E40/1=40:140/1=40:1。n斜齿轮传动斜齿轮传动(齿轮减速箱齿轮减速箱)w早在早在2020世纪世纪7070年代国外。年代国外。w特点特点:传动效率高,曳引机整体尺寸小传动效率高,曳引机整体尺寸小,质量轻。但要质量轻。但要求有更高的质量要求。求有更高的质量要求。17第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分n5.5.曳引轮曳引轮w嵌挂钢丝绳,绳两端分别与轿厢和对重装置连接。嵌挂钢丝绳,绳两端分别与轿厢和对重装置连接。w安装位置:安装位置:n有齿轮曳引机有齿轮曳引机安装在减速器中的蜗轮轴上;安装在减速器中的蜗轮轴上;n无齿轮曳引机无齿轮曳引机装在制动器的旁侧,与电动机轴、制动器装在
13、制动器的旁侧,与电动机轴、制动器轴在同一轴线上。轴在同一轴线上。18第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分w工工作作原原理理:当当曳曳引引轮轮转转动动时时,通通过过曳曳引引绳绳和和曳曳引引轮轮之之间间的的摩摩擦擦力力(也也叫叫曳曳引引力力),驱驱动动轿轿厢厢和和对对重重装置上下运动。装置上下运动。n曳引轮的材料及结构曳引轮的材料及结构w材材料料:曳曳引引轮轮的的材材质质对对曳曳引引钢钢绳绳和和绳绳轮轮本本身身的的使使用用寿寿命命都都有有很很大大影影响响。由由于于曳曳引引轮轮要要承承受受轿轿厢厢、载载重重量量、对对重重等等装装置置的的全全部部重重量量,所所以以在在材材料料上上多多用用球球墨墨铸
14、铸铁铁,以以保保证证一一定定的的强强度度和和韧韧性性;因因为为球状石墨结构能减小曳引钢丝绳的磨损。球状石墨结构能减小曳引钢丝绳的磨损。19第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分w结结构构:为为了了减减少少曳曳引引钢钢丝丝绳绳在在曳曳引引轮轮绳绳槽槽内内的的磨磨损损,选选择择合合适适的的绳绳槽槽槽槽形形外外;对对绳绳槽槽工工作作表表面面的的粗粗糙糙度度、硬硬度度有有相相应应的的要要求求;曳曳引引轮轮的的直直径径是钢丝绳直径的是钢丝绳直径的4040倍以上。倍以上。w常常用用的的曳曳引引轮轮绳绳槽槽的的形形状状:半半圆圆槽槽、楔楔形形槽槽和和带切口的半圆槽带切口的半圆槽(又称凹形槽又称凹形槽)。2
15、0第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分各槽型优缺点:各槽型优缺点:半半圆圆绳绳槽槽:与与钢钢丝丝绳绳的的接接触触面面积积最最大大,钢钢丝丝绳绳在在绳绳槽槽中中变变形形小小、摩摩擦擦小小,有有利利于于延延长长使使用用寿寿命命。但但其其摩摩擦擦系系数数小小,所所以以必必须须增增大大包包角角才才能能提提高高其其曳曳引引能能力力。一一般般只只能能用于复绕式电梯,常见于高速电梯。用于复绕式电梯,常见于高速电梯。带带切切口口半半圆圆槽槽:槽槽底底部部切切制制了了一一个个楔楔形形槽槽,使使钢钢丝丝绳绳在在沟沟槽槽处处发发生生弹弹性性变变形形,有有一一部部分分楔楔入入槽槽中中,使使得得当当量量摩摩擦擦系系
16、数数大大为为增增加加,一一般般可可为为半半圆圆槽槽的的1.52倍倍。由由于于有有这一优点,使这种槽形在电梯上应用最为广泛。这一优点,使这种槽形在电梯上应用最为广泛。楔楔形形槽槽:其其有有较较大大的的当当量量摩摩擦擦系系数数,钢钢丝丝绳绳与与绳绳槽槽的的磨磨损损较较快快,因因此此,一一般般只只在在杂杂物物梯梯等等轻轻载载低低速速电电梯梯上上才才被被采用采用21第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分n6.6.曳引机底盘曳引机底盘22第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分2.2 2.2 曳引钢丝绳及端接装置曳引钢丝绳及端接装置n组成:组成:w钢丝钢丝是钢丝绳的基本强度单元,要求有很高的韧是钢丝绳
17、的基本强度单元,要求有很高的韧性和强度,通常由含碳量为性和强度,通常由含碳量为0.50.50.80.8的优质碳钢的优质碳钢制成。钢丝的质量根据韧性的高低,即耐弯次数的制成。钢丝的质量根据韧性的高低,即耐弯次数的多少,可分为特级、多少,可分为特级、I I级、级、级。电梯采用特级钢丝。级。电梯采用特级钢丝。我国电梯使用的曳引绳钢丝的强度有我国电梯使用的曳引绳钢丝的强度有12741274、13721372和和1519N1519Nmmmm2 2三种。三种。w绳股按绳股的数目有绳股按绳股的数目有6 6、8 8和和1818股绳之分。股数多股绳之分。股数多其疲劳强度就高。电梯一般采用其疲劳强度就高。电梯一般
18、采用6 6股和股和8 8股钢丝绳。股钢丝绳。w绳芯绳芯是被绳股缠绕的挠性芯棒,起支承和固绳芯绳芯是被绳股缠绕的挠性芯棒,起支承和固定绳股的作用,并储存润滑油。绳芯有纤维芯和金定绳股的作用,并储存润滑油。绳芯有纤维芯和金属芯两种。电梯曳引绳采用纤维芯。属芯两种。电梯曳引绳采用纤维芯。23第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分w电梯曳引钢丝绳承受着电梯全部悬挂重量,且反复电梯曳引钢丝绳承受着电梯全部悬挂重量,且反复弯曲,承受很高的比压,还要频繁承受电梯起动和弯曲,承受很高的比压,还要频繁承受电梯起动和制动的冲击。因此,对电梯曳引钢丝绳的强度、耐制动的冲击。因此,对电梯曳引钢丝绳的强度、耐磨性和挠
19、性均有很高的要求。磨性和挠性均有很高的要求。n强度的要求用静载安全系数表示:强度的要求用静载安全系数表示:wk k安全系数;安全系数;wPP钢丝绳的破断拉力;钢丝绳的破断拉力;wnn钢丝绳根数;钢丝绳根数;wTT作用在轿厢侧钢丝绳上的最大静载荷,包括:作用在轿厢侧钢丝绳上的最大静载荷,包括:轿厢自重、额定载重和轿厢侧钢丝绳的最大自重。轿厢自重、额定载重和轿厢侧钢丝绳的最大自重。24第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分2.3 2.3 导向轮和反绳轮导向轮和反绳轮n导向轮:导向轮:将曳引钢丝绳引向对重或轿厢的钢丝绳轮,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粱上。安装在曳引机
20、架或承重粱上。n反绳轮:反绳轮:设置在轿厢顶部和对重顶部位置的动滑轮以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。其作用是根据需要,将曳及设置在机房里的定滑轮。其作用是根据需要,将曳引钢丝绳绕过反绳轮,用以构成不同的曳引绳传动比。引钢丝绳绕过反绳轮,用以构成不同的曳引绳传动比。根据传动比的不同,反绳轮的数量可以是一个、两个根据传动比的不同,反绳轮的数量可以是一个、两个或更多。或更多。n曳引绳传动比曳引绳传动比:是曳引绳线速度与轿厢运行速度的比是曳引绳线速度与轿厢运行速度的比值。值。25第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分26第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分2.3
21、2.3 控制柜控制柜w电梯控制柜安装在曳引机旁边,是电梯的电气装置电梯控制柜安装在曳引机旁边,是电梯的电气装置和信号控制中心。和信号控制中心。w早期的早期的电梯控制柜中有接触器、继电器、电容、电电梯控制柜中有接触器、继电器、电容、电阻器、信号继电器、供电变压器及整流器等。阻器、信号继电器、供电变压器及整流器等。w目前,目前,电梯控制柜大多由电梯控制柜大多由PLCPLC和变频器组成或由全和变频器组成或由全电脑板控制。电脑板控制。w控制柜的电源由机房的控制柜的电源由机房的总电源开关引入总电源开关引入,电梯控制,电梯控制信号线由电线管或线槽引出,进入井道再由扁型或信号线由电线管或线槽引出,进入井道再
22、由扁型或圆型圆型随行电缆随行电缆传输。由控制柜接触器引出的传输。由控制柜接触器引出的驱动电驱动电力线力线,用电线管送至曳引机的电动机接线端子。,用电线管送至曳引机的电动机接线端子。27第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分2.4 2.4 限速器安全钳限速器安全钳 “专和轿厢下坠时的速度过不去,矫厢下降速专和轿厢下坠时的速度过不去,矫厢下降速度越高,它拉住矫厢的劲就越大。度越高,它拉住矫厢的劲就越大。”w电梯中限速器与安全钳电梯中限速器与安全钳成对出现和使用成对出现和使用,是电梯中,是电梯中最重要的一道安全保护装置。最重要的一道安全保护装置。w作用:作用:超载、打滑、断绳、控制失控等时,电梯轿
23、超载、打滑、断绳、控制失控等时,电梯轿厢超速向下坠落,限速器厢超速向下坠落,限速器安全钳动作,将矫厢紧安全钳动作,将矫厢紧紧地卡在导轨之间。紧地卡在导轨之间。w电梯一般电梯一般只在轿厢侧设置限速器与安全钳只在轿厢侧设置限速器与安全钳。w组成:组成:限速器、限速钢丝绳、安全钳、底坑张紧装限速器、限速钢丝绳、安全钳、底坑张紧装置。置。28第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分29第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分w限速器:安装在电梯机房的地面上;限速器:安装在电梯机房的地面上;w安安全全钳钳:安安装装在在轿轿厢厢两两侧侧,贴贴近近电电梯梯导导轨轨,它它的联动装置设在轿顶;的联动装置设在轿顶
24、;w张张紧紧装装置置:位位于于井井道道底底坑坑内内,固固定定在在轿轿厢厢导导轨轨背背面面,作作用用是是张张紧紧限限速速器器钢钢丝丝绳绳;该该绳绳两两端端分分别别绕绕过过限限速速器器轮轮和和底底坑坑张张紧紧轮轮,两两个个接接头头固固定定在轿厢侧面。在轿厢侧面。30第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分n工工作作原原理理:当当轿轿厢厢运运行行时时,通通过过限限速速钢钢丝丝绳绳带带动动限限速速轮轮旋旋转转,当当轿轿厢厢向向下下运运行行速速度度超超过过电电梯梯额额定定速速度度的的115115以以上上时时,限限速速器器上上的的电电气气开开关关先先动动作作,切切断断电电梯梯安安全全回回路路,曳曳引引电电
25、动动机机和和制制动动器器的的电电源源失失电电,制制动动器器动动作作并并抱抱闸闸;甩甩块块或或飞飞球球所所产产生生的的离离心心力力相相应应增增大大使使限限速速器器机机械械动动作作,楔楔块块便便卡卡住住限限速速钢钢丝丝绳绳。由由于于矫矫厢厢仍仍会会继继续续向向下下运运行行,将将安安全全钳钳连连动动装装置置向向上上提提起起,将将矫矫厢厢紧紧紧紧地地卡卡在在导轨之间。导轨之间。31第第2 2节节 电梯机房部分电梯机房部分 本节思考:本节思考:n1.1.电梯内的曳引机就是指电动机吗电梯内的曳引机就是指电动机吗?n2.2.无齿曳引机的研制是电梯速度越高越困难还是越低无齿曳引机的研制是电梯速度越高越困难还是
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