电梯机械设计合理化分析

2020-11-27黄建秋刁玉峰

建材发展导向 2020年10期

黄建秋刁玉峰

（沈阳远大智能工业集团股份有限公司，辽宁沈阳 110027）

1 电梯机械系统

无论是工业建筑还是民用建筑，电梯的使用越来越多。电梯按用途分类有乘客电梯、载货电梯、医用电梯、观光电梯、车辆电梯、船舶电梯、建筑施工电梯等。无论哪种电梯，电梯最核心的部件就是机械系统、电气系统及其他单元系统。现在的电梯设计与制造上，功能更加多样，趋向智能化。但是归根结底，都具备电梯的核心部分——机械系统。其组成部分有轿厢部分与对重装置部分、导向系统部分、驱动系统部分、层轿门系统部分、开关门系统部分、机械安全保护系统部分等。

2 电梯机械结构的合理化设计

2.1 门系统设计

门系统作为电梯机械结构中的关键，其内部构造复杂，鉴于其设计合理化与否会对电梯运行的安全性以及整体结构的稳定性产生很大影响，所以要重视做好门系统的合理化设计。一般来讲，电梯门系统主要由保护装置轿门、厅门和开、关门组成，在电梯运行但尚未启动状态下，此时轿门与厅门不但需要维持关闭状态，还需为厅门设计门锁，避免有人能够提前踏入井道。如此一来便能够降低安全事故的发生概率，即便是安全事故已发生，这套合理化设计的装置也能最大限度降低事故损失。

2.2 重量平衡系统设计

电梯机械结构中的重量平衡系统属于不可获取部分，其作用主要在于维持轿厢负重与保持电梯平衡，这在保证电梯稳定运行方面发挥着重要作用。一般来讲，电梯的重量平衡系统主要包含对重、补偿链与补偿装置三部分，在电梯运行状态下发挥牵引作用的为导向轮与曳引轮，唯有保证轿厢与重钢丝绳的有效连接，才能确保电梯平衡状态。补偿链的主要功能在于电梯的曳引高度超过额定范围时，能够对钢丝绳的差重进行补偿。因此，要想保证电梯稳定运行，则需要对其荷载进行合理设置，并且需严格遵循荷载要求。

2.3 电梯导向系统的设计

电梯导向系统功能是限制轿厢和对重活动自由度，使轿厢和对重只沿着各自导轨作升降运动，使两者在运行的过程中更加平稳，不会偏斜，保证电梯机械稳定性，是电梯机械发展的一大里程碑。电梯导向系统由导轨、导靴、导轨架三部分构成，在电梯升降的过程中，导向系统中的导轨和导靴都是常用部件，通常导靴固定在电梯上，在电梯升降的过程中导靴在导轨上滑动，其运行过程中摩擦系数较大，长期使用会导致导靴与导轨之间间隙增大，从而降低电梯运行稳定性，并产生较大的噪声，给电梯乘客带来不适感，而且还会降低导靴与导轨的使用寿命。

为了解决上述问题，设计者进行了一系列研究，旨在延长导靴与导轨的使用寿命，对导靴的靴头、靴体和靴座进行合理化设计，主要包含三项措施，优化导轨结构形式、严格筛选材料以及不断校核导轨强度。

2.4 轿厢系统及PLC 控制系统的设计

由于老式电梯可靠性较差，使用者对其安全性提出质疑，要求进行改造。因此，电梯机械设计者可通过编程控制器 (PLC) 对电梯自动控制系统进行设计，从而提高国产电梯技术水平和质量。加强电梯轿厢及PLC 控制系统理论研究，能够有效减少电梯事故发生概率，实现为人民服务的宗旨。

2.5 称量装置设计

一般来讲，电梯的称量装置大多数会被安装在轿厢顶部绳头组合联结处，该装置的主要部件为杠杆与弹簧组，工作原理便是借由杠杆的摆动幅度去体现出电梯轿厢内部的承载重量，倘若超过荷载，杠杆的摆动幅度便会超出额定范围，进而触发保护机制。此外，超载称量装置如何受设计所限而无法安装在轿顶或者轿顶部位，并且电梯设计采取2：1 绕法时，便可将超载称量装置安装在机房当中。值得注意的是，这一装置同轿顶称量装置相同的是都需要安装在电梯顶部绳头联结处，但其杠杆会跟随绳头呈纵向上下移动，一旦电梯内部重量超出荷载，便会自动触发保护机制。

2.6 电梯无机房绳头座的机械设计

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（称之为绳头板）。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。架设辅助槽钢由于是无机房的，在顶层需在墙上挖孔预埋。而井道结构由于是用户自理的，现场情况不好控制（就像修路必须根据山形路况变通一样），造成预留孔没有或顶部砖墙结构不允许预埋、顶部是房屋大梁不允许被破坏，导致需架设的辅助槽钢无处着力无处固定。基于此，本文介绍一种实用新型无机房绳头座方案，采用导轨直接固定法，解决因现场情况复杂产生的不能安装、安装不牢固等技术问题。主要思路是：1）工作原理及过程：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。2）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。