探讨电梯机械系统的组成与设计之研究

闵超

摘 要：作为电梯的重要组成部分，机械系统的设计质量直接关系着其能否安全可靠的运行。本文首先对电梯机械系统的组成要素进行了详细的介绍。其次，从电梯门系统与无机房绳头座机械结构展开了设计，对于实际电梯机械结构的设计具有一定的借鉴与参考价值。

关键词：电梯;机械系统;电梯门;无机房绳头座;设计

引言

随着社会的不断发展，高层建筑在人们生活与生产活动中的应用也越来越广泛。电梯在高层建筑中的应用为人们的生活与生产活动带来了众多的便利，已经成为人们生活与生产活动中不可缺少的一种重要设备。在电梯的正常运行过程中，通过曳引电动机的驱动来实现对轿厢的垂直升降运动，从而满足人们的生活一生才活动需求。由于不同的高层建筑在电梯的应用中，对电梯功能与结构的要求也有所差异，另外，随着时代的不断前进，对电梯质量的要求与标准也越来越严格。因此，在电梯的设计过程中必须结合实际的应用要求与环境来开展。近些年，计算机辅助设计技术的飞速发展，为电梯的设计带来了众多的便利，不仅能够有效地缩短设计周期，而且能够有效的提升电梯产品设计的质量，为确保所设计的电梯产品在激烈的市场竞争中占据足够的优势创造良好的环境。为了更好地满足电梯机械系统运行的稳定性与可靠性，本文开展对电梯機械系统的组成与设计研究，具有一定的实际应用价值。

1电梯机械系统的组成要素

电梯根据用途的不同，可分为乘客电梯、载货电梯、观光电梯等多种。从系统结构上看，电梯主要有机械系统、电气系统两部分等组成，无论是哪种用途的电梯，这两部分都是不可缺少的。电梯的电气系统主要包括操纵装置、控制柜等，实现对电梯运行的操纵与控制。从机械结构的角度来讲，电梯主要分为导向系统、曳引系统、对重系统、电力拖动系统以及门系统等几个主要部分组成，是电梯的核心组成部分。导向系统的主要作用是通过导轨与导靴来实现对轿厢与对重的限制，从而使得轿厢与重只能够按着导轨轨道的方向来进行运动，对于电梯运行的稳定性至关重要。曳引系统的主要作用是通过曳引钢丝绳与导向轮来传递曳引电动机输出的动力，从而实现电梯的运动。对重系统也称为重量平衡系统，其通过对重与重量补偿装置来确保轿厢与对重的重量差能够在规定的安全差距之内，其对于电梯运行的平衡性与安全性有些有着十分重要的作用。电力拖动系统主要作用是为电梯的运行提供动力，主要包括电动机调速装置、曳引电动机等。门系统主要有轿厢门、层门、门锁等装置组成。除此之外，电梯的机械系统还包括安全钳、缓冲器等安全保护装置，为电梯运行的安全性与稳定性也提供更加可靠的保障。总而言之，在电梯的机械系统中，每一部分都具有着各自的功能，共同维护电梯系统的正常运行。

2电梯门系统的机械结构的设计

近些年，电梯在实际的应用过程中，机械系统故障所导致事故也时有发生，给人们的生命与财产安全带来严重的威胁。与此同时，电梯机械系统设计的质量也越来越受到人们的重视。 其中，电梯门系统故障是导致电梯事故发生的重要因素之一。电梯门的结构较为复杂，其中轿厢门与层门分别位于轿厢与楼层的出入口，轿厢门会随着轿厢的升降而运动。门锁的主要作用是在电梯运行过程中对轿厢门与层门进行封锁，以避免乘客从轿厢门与层门之间坠落，是保障电梯运行安全的重要组成部分，也是避免安全事故发生不可缺少的一部分装置。

在电梯门机械结构的设计主要包括以下五个环节。第一，方案设计。首先根据实际电梯应用的需求与国家相关电梯设计的标准来确定电梯门机构的设计方案。第二，实例库。实例库中保存了各种结构的电梯门设计的二维图纸与三维模型，可以为本文电梯门的设计提供重要的参考。第三，三维建模。在现阶段，可进行三维数字化建模的软件有多种，例如：美国PTC公司的Pro/E、美国达索公司的SolidWorks、德国西门子公司的UG等，每一种三维建模软件都有各自的优势与特点。本文采用UG来对电梯门这些机构的各个零部件进行建模，并在UG中对各个零部件进行装配。第四，分析评价。将所建立的三维模型导入有限元分析软件ANSYS中，对其结构强度、模态与随机振动进行分析，以确保其各项指标都能够满足实际应用的需求。同时，将所建立的三维模型导入动力学分析软件Adams中，对电梯门机构的运动进行仿真，并对其运行参数进行分析，避免电梯门在运动过程中产生干涉，保障电梯门设计的可靠性。第五，结构优化。根据电梯门的结构分析、运动仿真结果对其结构进行一定的优化，在进行结构优化之后再次进行分析与评价，以提升电梯门设计的质量。第五，二维图纸的绘制。在UG中生成电梯门结构的二维图纸，并在Auto CAD中对相关尺寸与技术要求进行标注，为电梯门的工艺设计与实际生产提供指导。

3电梯无机房绳头座机械结构的设计

一般有机房绳头，通过两根槽钢作支撑，直接架设在一块铁板上。无机房绳头由于没有机房，不存在架设的槽钢，所以必须在顶层架设辅助槽钢作为支撑，再在辅助槽钢上放绳头板。

通常情况下，对电梯无机房绳头座的安装中，需要在顶层架设辅助槽钢，这就要求在建筑的建设过程中，需要在顶层挖孔预埋。本文主要对电梯无机房绳头座机械结构进行设计。而在实际的建筑施工中，没有在顶层进行挖孔预埋的现象也时有发生，如果再次对建筑顶层进行改造，很有可能对建筑结构造成破坏，不仅会使得辅助槽钢假设的稳定性与可靠性得不到有效的保障，而影响到电梯运行的安全性，而且还会影响到建筑的结构可靠性。因此，本文开展电梯无机房绳头座机械结构的设计，在设计的过程中，无机房绳头座的固定采用导轨直接固定法，而非采用传统的辅助槽钢架设方法，能够有效地避免此类问题发生，为保障电梯运行的安全奠定重要的基础。

电梯无机房绳头做机械机构的主要工作原理与过程：绳头板直接用螺栓穿孔固定于导轨上，再用压导板强力压紧。免除架设承重辅助槽钢之麻烦。电梯无机房绳头做机械机构各部件组成及连接关系：绳头板直接焊接与绳头座上，绳头座上打压导板固定长腰孔和固定圆孔。导轨也打孔，与绳头座穿心固定。

4结束语

综上所述，电梯门机械结构的设计是电梯设计中至关重要的一项环节。在设计的过程中，必须充分的结合实际的应用需求，充分利用各种计算机辅助设计软件，对其各项指标进行严格的分析，确保能够满足实际应用的需求与相关国标的规定。这对于电梯行业的健康发展有着深远的影响。

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