浅谈电梯导轨选型及支架间距的设置

黄剑鸿

摘  要：正确把握导轨选型和选择合适的导轨安装工艺能有效提高电梯施工质量，也是电梯安全性的保障。结合相关电梯导轨的安装要求，分析了电梯导轨的承载情况，并结合实际情况进行了电梯导轨的选型，计算说明了导轨支架的间距，探讨了电梯导轨选型和支架间距的内在联系，以期为相关单位提供一定的参考价值。

关键词：电梯;导轨;支架间距;弯曲强度

中图分类号：TU857             文献标识码：A               DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.14.096

随着我国经济的不断增长，城市化进程越来越快，建筑工程不断增多，电梯的使用十分广泛。但在电梯导轨的安装中，如果做不好导轨的选型工作，则电梯的安装质量就会受到影响。因此，如何按照相关的要求做好电梯导轨的选型和导轨支架间距的配置工作成为了工作人员需要解决的问题。下面就此进行讨论、分析。

1  电梯导轨的安装要求

导轨安装质量直接影响着电梯设备运行的舒适性和安全性，导轨安装工艺的选择和设计是电梯安装工程中的重中之重。

导轨的主要作用为平衡对重与轿厢装置的导向作用、支撑和保障安全装置可靠工作。国标严格规定：为了保证电梯的安全、可靠运行，导轨及其相关附件应能承受所施加的合成载荷，且单根导轨至少有2个导轨支架支撑，支架间距≤2.5 m，如果支架间距>2.5 m，需满足GB 7588—2003中规定导轨弯曲强度要求，并具备导轨间距>2.5 m的计算依据。

不同井道壁构造材料导轨支架的固定方式有所不同，如果井道壁为混凝土结构，通常有以下4种支架固定方法：钢板预埋法;固定膨胀螺栓法;当井道壁的厚度<0.1 m时，采用对穿螺栓固定法;直埋法。

如果井道壁采用砖砌结构，为了使导轨支架可靠固定，宜采用混凝土圈梁处固定支架或在井道壁内适当加装槽钢支架。

高质量的安装对导轨垂直度和平行度提出了较高的要求。此外，还有导轨间距均匀、接头缝隙小等精度要求。为了保证轿厢和平衡重在导轨上安全、可靠、平稳、舒适地运行，在导轨安装标准规范中，对安装工艺提出了很多严格的精度要求。

2  电梯导轨的选型

电梯导轨型式按断面形状的不同，分为L形、T形和空心形。L形和空心型导轨造价较低，但无法用于未支撑安全钳的施工，通常只用于平衡重侧，中、高速电梯不采用这两种形式的导轨;T形导轨适用范围较广，其制造和使用已标准化和规范化，其导轨与导靴的接触情况如图1所示。从T型导轨行业标准中可知，T形导轨已经实现产品系列化，主要参数包括底宽b、顶高h和工作面厚度k.材料不同、加工工艺不同和型号不同的T形导轨其强度和刚度也不同。在现场安装中，需严格按照电梯安装工艺，计算和检验导轨的配置是否与承载能力匹配，但要想获得更精确的导轨型号，需对导轨承载荷情况进行计算和分析，GB 7588—2003的附录中只对导轨承载能力计算进行了简单的定性描述。

在校核计算时，为了简化计算过程，对导轨的受力情况进行了适当简化。如果载荷分布均匀，则导轨的计算方法按以下2点简化：①轿厢能承受的额定载荷并非均匀地施加在整个轿厢平面上，而是施加在轿厢的3/4平面上（按最不利的情况）;②安全钳产生的制动力均匀分布在导轨的延长线上，多根导轨或多套安全装置同时起作用时，可假定力是均布的。

在检验、核算导轨选型时，通常选取最不利工况下的载荷进行分析，电梯运行包括2种工况：正常运行时，载荷比较平稳的工况;安全钳作用时，有一定冲击载荷的工况。

在上述2种工况下，合成载荷分析表可从国标附录表G1中查得。核算时，最不利载荷组合和安全装置复合作用的工况下，应重点验算轿厢和平衡重侧的导轨强度是否满足许用要求。其中，常用的安全装置运行时，冲击系数k1值为2.0.

3  电梯导轨支架间距的选择和计算

对轿厢进行受力分析可知，轿厢及其附件产生的重力与轿厢作用于曳引绳的拉力并不是一对作用力和反作用力。虽然轿厢运行在直线导轨上，但因导轨的制造和安装误差，无法做到绝对铅垂，加之轿厢运行在井道内会受到各种气流的影响。此外，由于轿厢的几何形状和悬挂方式不同，载荷会在轿厢内波动，无法使载重力和曳引绳上的拉力始终保持在铅垂方向，轿厢会在水平方向产生分力，可将这种水平分力定义为支反力Fb，支反力通过导轨作用导靴，再传给轿厢，导靴上的支反力Fb的反作用力将引起导轨的弯曲效应。影响支反力的3个重要因素为：①轿厢和平衡配重的悬挂方式;②轿厢与平衡配重作用于导轨的位置;③轿厢内载重分布的均匀性。

考虑到实际受力情况，在计算导轨弯曲应力时，为了简化计算，可进行以下假设：将导轨视为柔性支撑的连续梁;合成力作用点在两相邻支架中间;最大弯距作用于导轨横截面的中性层。

对于低速、轻载电梯，导轨的几何参数只需根据弯曲应力确定。但当安全装置作用于导轨时，必须考虑弯曲应力与压弯应力的联合作用效应，从而确定导轨尺寸。计算弯曲应力时，采用以下计算方法：

.           （1）

式（1）中：σm为抗弯应力，N/mm2;Mm为弯曲矩，Nmm;W为抗弯截面模量，mm3;Fb为导靴与导轨之间的作用力，N;l为两导轨支架的间距，mm。

由式（1）可知，抗弯应力与导轨支架间距成正比，它与抗弯截面模量成反比，因此，导轨支架间距增大，导轨的抗弯应力也会随之增大。支架间距不能过大，抗弯截面模量W由导轨材质和型号决定，适当增大W，也是增大支架间距的一种方法。如果考虑安全装置的作用，则必须同时考虑抗弯应力与压弯应

力共同影响，计算公式如下：

.               （2）

式（1）中：σk为压弯应力，MPa;A为导轨横截面积，mm2;Fk为轿厢作用于单根导轨的力，N;M为平衡配重作用于单根导轨的力，N;K3为附件作用于单根导轨的力，N;ω为冲击载荷系数。

由2种方法可以获得冲击载荷系数：查国标表法、公式推导法。查国标表法仅适用于低抗拉强度的导轨;公式推导法可用于抗拉强度>370 MPa、<520 MPa的导轨。由公式推导法可知，冲击载荷系数ω与柔度λ有关，它的物理意义为：

.                     （3）

式（3）中：lk为两导轨支架的间距，mm;i为轴惯性半径。

由式（3）可知，柔度与冲击载荷系数成正比、柔度与两导轨支架的间距成正比、冲击载荷系数与两导轨支架的间距成正比、压弯应力与冲击载荷系数成正比。因此，支架间距增大势

必会引起压弯应力增大。设计中，要适当控制导轨支架间距。复合应力计算方法为：

σc=σm+σk.                  （4）

判定或检验导轨选型是否成功，就是要保证σc≤[σ]。其中，[σ]为许用应力，它的判定方法如下：

.                  （5）

由式（5）可知，如果选用最常用的抗拉强度Rm为520 MPa的导轨，在安全钳的运行下，导轨的许用应力不会超过290 MPa。

4  结束语

综上所述，在设计安装电梯时，要根据实际情况确定电梯的各项基本参数，综合分析各方面的因素，正确做好导轨选型工作和导轨支架间距的测量工作，这样不仅可保证电梯导轨的安装质量，还可降低施工安装成本，在电梯投入使用后提高电梯的安全性能。

〔编辑：张思楠〕

Shallow Talk about the Choice of Elevator Guide Rail and Bracket Spacing Setting

Huang Jianhong

Abstract： The correct choice of the guide rail and select the appropriate rail installation technology can effectively improve the elevator construction quality， but also the safety of the elevator protection. Combined with related elevator guide rail mounting requirements， analysis of elevator guide rail loading conditions， combined with actual situation of the selection of elevator guide rail， computation shows that the guide rail bracket spacing， discusses the inner relationship between the elevator guide rail type selection and the support spacing， in order for the relevant units to provide a certain reference value.

Key words： elevator; rail; bracket spacing; bending strength