電梯曳引驅動項目

1、電梯曳引驅動項目李明哲 電梯曳引系統(tǒng)電梯曳引系統(tǒng) 1.1 1.1電梯的負載特點電梯的負載特點 1.2 1.2電梯的曳引傳動系統(tǒng)電梯的曳引傳動系統(tǒng) 電梯的曳引傳動裝置電梯的曳引傳動裝置 2.1 2.1曳引裝置曳引裝置 2.2 2.2曳引對重系統(tǒng)曳引對重系統(tǒng) 2.3 2.3曳引對重系統(tǒng)安裝實作曳引對重系統(tǒng)安裝實作 電梯的驅動與速度控制電梯的驅動與速度控制 3.1 3.1電梯驅動系統(tǒng)的性能要求電梯驅動系統(tǒng)的性能要求 3.2 3.2電梯驅動系統(tǒng)電梯驅動系統(tǒng) 3.3 3.3電梯的運行速度控制電梯的運行速度控制電梯曳引系統(tǒng) 曳引系統(tǒng)的功能是輸出和傳遞動力，使電梯上下運行。 主要由曳引機、曳引鋼絲繩、導向輪

2、、反繩輪等組成。 根據(jù)曳引傳動的型式不同，曳引系統(tǒng)在結構上也有所不同，所需的組件也不同。電梯的負載特點1間歇式負荷 電梯上下運行時，電梯曳引系統(tǒng)承受負荷。電梯在開關門時，門機驅動系統(tǒng)承受負荷。電梯在待客過程中，電梯的主拖動系統(tǒng)是不工作的，負載為零。 與間歇式負荷相對應的是連續(xù)負荷。間歇式負載要比連續(xù)負荷的工作狀態(tài)好一些，驅動裝置工作時的溫升在間歇過程中也有利于散去。 工作于不同場合的電梯負荷的間歇性也不同。如民宅、寫字樓、商場、醫(yī)院的電梯使用頻率差別較大。2反抗式負載 電梯的工作載荷大多數(shù)情況下為反抗性負載。負載轉矩的方向總是與電梯的運動方向相反，起阻礙運動的作用。例如電梯在滿載上升運行時，載

3、客或載貨反抗性負載，在空載下降運行時，對重又為反抗性負載，電梯的導靴與導軌的摩擦力總是產生反抗性負載轉矩。 大多數(shù)機械為反抗性負載。例如：機床、汽車、水泵、風機等。3位能式負載 電梯的工作載荷又屬位能性負載。負載轉矩具有固定的方向，與電梯的運動方向無關，不隨轉向的改變而改變。如電梯在運行中不論是上升還是下降，重力矩的方向不變，始終是向下的，但有時阻止電梯運動，有時促進電梯運動。 電梯的位能性負載不同于各種起重機械的位能性負載，其位能性特點不突出，不是特別明顯。主要取決于對重的配置，以及隨機的載客或載貨的變化。電梯的曳引傳動系統(tǒng)根據(jù)電梯使用的不同要求，電梯的驅動可采用：曳引驅動液壓驅動卷筒驅動齒

4、輪齒條驅動螺桿驅動等方式但使用最廣泛的是曳引驅動。1曳引傳動形式 曳引驅動是采用曳引輪作為驅動部件。鋼絲繩掛在曳引輪上，一端懸吊轎廂，另一端懸吊對重裝置，由鋼絲繩和曳引輪繩槽之間的摩擦力驅動轎廂和對重上下運行。這種力被稱為曳引力，因此，這種驅動形式的電梯稱為曳引電梯。 電梯曳引鋼絲繩的繞繩方式主要取決于曳引機的安裝位置、轎廂的額定載重、額定速度等條件。曳引機的位置通常設在井道的上部，故在曳引電梯中通常采用的繞繩方式如圖2-1所示。a) b) c) 圖2-1電梯的曳引傳動形式 1-對重 2-曳引繩 3-導向輪 4-曳引輪 5-對重輪 6-轎廂 7-復繞輪 8-轎頂輪 （1）1:1曳引傳動 這種曳

5、引傳動方式一般只有一個曳引輪和一個導向輪，如圖2-1a所示。鋼絲繩的一端固定在轎廂框架上，另一端固定在對重的框架上。曳引輪的線速度等于轎廂和對重的運動速度， 在曳引輪繞入和繞出鋼絲繩上的張力分別為轎廂側和對重側的重力。（2）2:1曳引傳動 這種曳引傳動方式一般在轎廂和對重頂部都有反繩輪，即隨二者運動的動滑輪，如圖2-1b所示。曳引鋼絲繩的兩端都固定在機房地板或框架上。曳引輪的線速度為轎廂或對重的運動速度的兩倍。在曳引輪上繞入和繞出鋼絲繩上的張力即分別為轎廂側和對重側重力的12。（3）全繞式曳引傳動 曳引繩繞曳引輪和導向輪一周以后才被引向轎廂和對重的繞繩方式稱為復繞式或全繞式，如圖2-1c一般采

6、用全繞1:1吊索法。 有些電梯的曳引機設置在井道底部的旁側或地下室，也有將曳引機設在井道中間位置的，其繞繩方式較為復雜，也不常用。電梯的曳引傳動裝置 曳引系統(tǒng)由曳引機、曳引輪、導向輪、曳引鋼絲繩及反繩輪等組成。曳引裝置1曳引機 曳引機是驅動電梯的轎廂和對重裝置作上、下運動的動力裝置?，F(xiàn)代電梯常用的曳引機主為有減速器的曳引機和無減速器的曳引機。 無減速器的曳引機設有機械減速機構，整機結構比較簡單。常用在運行速度在2.0ms以上的高速電梯上。這種曳引機的曳引輪緊固在曳引電動機軸上，如圖2-2a所示。 有減速器的曳引機主有蝸輪蝸桿減速器、星型齒輪減速器、擺線型減速器等多種形式。而蝸輪蝸桿減速器中蝸桿

7、在蝸輪下方，稱下置式曳引機；蝸桿在蝸輪上方，稱上置式曳引機。有減速器的曳引機即有齒輪曳引機，廣泛應用于運行速度為2.0ms及以下的各種電梯上。為減小曳引機運行噪聲和提高平穩(wěn)性，一般采用蝸輪副作減速傳動裝置。這種曳引機由曳引電動機、蝸桿、蝸輪，制動器、曳引輪、機座等組成，如圖2-2b所示。圖2-2電梯的曳引機 a) b)電梯用電動機的特性要求：1）能承受沉重而頻繁的啟動沖擊和正反轉的需求。2）要有大的啟動轉矩，使之能滿足轎廂滿載加速時的啟動力矩要求。啟動電流要小，避免由于電梯頻繁啟、制動對電網電壓產生較大的影響，并使電動機發(fā)熱。3）具有發(fā)電制動的特性，能滿足對速度控制的要求，保證電梯安全運行。4

8、）應具有良好的機械特性，不因負載變化而引起較大的速度變化。5）調速電動機應具有良好的調速特性，保證電梯速度變化平穩(wěn)和平層準確度。2制動器 曳引電動機的制動采用電磁制動器，通常為常閉式電磁制動器。是電梯的安全設施，它能防止電梯溜車，使電梯準確制動?？?。各種電磁制動器的結構有所不同，但其工作原理基本相同，一般由制動抱閘線圈、閘瓦、閘瓦架、制動輪、抱閘彈簧等組成，如圖2-3所示。 圖2-3電磁式直流制動器1-線圈 2-電磁鐵心 3-調節(jié)螺母 4-閘瓦架 5-制動輪 6-閘瓦 7-閘皮 8-彈簧 電磁制動器的作用原理即電磁線圈通電產生電磁吸力，促使鐵芯吸合，帶動制動臂克服制動彈簧壓力而繞支點旋轉，帶動

9、制動瓦張開，脫離制動輪，制動器松閘。當電磁線圈失電后，在制動彈簧壓力作用下，制動瓦緊壓制動輪，從而制動器抱閘制動。電梯常用制動器大多數(shù)為直流電磁常閉塊式制動器。在簡易電梯上，則大多采用交流電磁塊式制動器。制動器多數(shù)采用具有兩個制動閘瓦的外抱式結構。 為了提高制動的可靠性，GB7588-2003規(guī)定，電梯制動系統(tǒng)應具有一個機電式制動器(摩擦型)，當主電路斷電或控制電路斷電時，制動器必須動作。切斷制動器電流，至少應有兩個相互獨立的電氣裝置，如用兩個獨立的繼電器或接觸器來實現(xiàn)。正常運行時，制動器應在持續(xù)通電下保持松開狀態(tài)。當電梯停止時，如果其中一個接觸器的主觸點未斷開，最遲到下一次運行方向改變時，應

10、防止電梯再運行； 所有參與對制動輪或盤施加制動力的制動器機械部件分成兩組裝設，以滿足當一組部件不起作用時，制動輪仍可獲得足夠的制動力，能使載有額定載荷的轎廂減速。目前大多采用的是具有兩個制動瓦的外抱式制動器。在大型無齒輪曳引機上也有采用內脹式制動器的，禁止使用帶式制動器。此外，電梯還可裝設其他制動裝置(如電氣控制中的能耗制動等)。 電梯在停止過程中，電梯運行部件的動能因摩擦制動而轉化為制動輪上的熱量，若閘瓦表面過熱，會減低制動輪與閘瓦之間的摩攛系數(shù)，以致降低制動力矩。近些年，電梯調頻控制的拖動系統(tǒng)中采用了零速抱閘制動技術，使機械摩擦制動過程減小到極限狀態(tài)，正常工作條件下的機械制動力矩約等于靜力

11、矩，只有在電梯非正常運行時才有可能產生發(fā)熱問題。所以，除平層速度較快或運動部件慣性較大的電梯外，對大多數(shù)電梯不存在制動器過熱的問題。3減速器 在中、低速電梯中大多采用有齒輪曳引機。減速器是有齒輪曳引機的減速傳動部件。目前電梯中使用的減速器有蝸桿蝸輪減速器、星型齒輪減速器、擺線型減速器等。大多數(shù)曳引機采用蝸桿蝸輪減速器，主要是由于蝸桿蝸輪傳動的速比大，結構緊湊等特點如圖2-4所示。曳引電動機是通過聯(lián)軸器與蝸桿連接，蝸輪與曳引輪同裝在一根軸上。圖2-4蝸桿蝸輪減速器 蝸輪蝸桿傳動在一定的傳動螺旋角內，只能是蝸桿驅動蝸輪，不能返過來蝸輪驅動蝸桿轉動，這是蝸輪蝸桿傳動的自鎖特性。常常把蝸桿蝸輪傳動用于

12、起升機構中，在把重物提升后，電動機斷電，蝸桿不再驅動蝸輪，這時形成重物的下落趨勢帶動蝸輪反過來驅動蝸桿。由于電梯使用的蝸桿蝸輪減速器具有自鎖特性，反過來驅動不能成立，就保持了重物的提升高度，而不是下落。曳引對重系統(tǒng)1曳引輪 曳引輪是掛曳引鋼絲繩的輪子，通過曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力(即牽引力)帶動轎廂與對重做垂直運行。曳引輪裝在減速器中的蝸輪軸上，若是無齒輪曳引機，裝在制動器旁側，與電動機軸、制動器軸在同一軸線上，參見圖2-3所示。 鋼絲繩一方面連接轎廂與對重，同時與曳引輪之間產生摩擦牽引力。為了提高曳引力并防止磨損打滑，在曳引輪上加工有曳引繩槽，曳引鋼絲繩就位于繩槽內。要求曳引輪強度大、耐磨

13、損、耐沖擊。曳引繩經過曳引輪槽內所接觸的弧度稱為包角，包角越大，摩擦力就越大。 為了減小曳引繩的彎曲能力，增加使用壽命，一般希望曳引輪直徑越大越好，但過大會使體積增大，減速器速比增大，因此應大小適宜，一般要求大于鋼絲繩直徑40倍。 圖2-5蝸桿蝸輪減速器 在曳引輪上加工有曳引繩槽，如圖2-5所示，曳引鋼絲繩分別就位于繩槽內。近年來，電梯曳引輪的槽形大多采用U形槽。這種槽形由于在半圓形槽的底部切制了一條楔形槽，使鋼絲繩在溝槽處發(fā)生彈性變形，部分楔入溝槽中，使摩擦系數(shù)大為增加。U形槽的特點是鋼絲繩變形自由、接觸面大，具有穩(wěn)定的摩擦傳動能力，對鋼絲繩的擠壓應力較小。 導向輪安裝在曳引機機架上或承重梁

14、上，使轎廂與對重保持最佳相對位置，以避免兩者在運動中發(fā)生相互干涉。 反繩輪是指設置在轎廂頂和對重頂上的動滑輪及設置在機房的定滑輪，曳引鋼絲繩繞過反繩輪可構成不同曳引比的傳動方式。2曳引鋼絲繩 曳引鋼絲繩是連接轎廂和對重裝置的部件，承載著轎廂、對重裝置、額定載重量等重量的總和。曳引鋼絲繩一般是圓形股狀結構，主要由鋼絲、繩股和繩芯組成。由于曳引鋼絲繩在工作中反復受彎曲，且在繩槽中承受很高的比壓，并頻繁的承受電梯起動、制動的沖擊，所以在強度、撓性及耐磨性方面要求較高。 為確保人身安全和電梯設備的安全，各類電梯的曳引鋼絲繩采用GB8903-1988電梯用鋼絲繩，分為619S+NF和819S+NF兩種，

15、819S+NF型的截面如圖2-6a所示，619S+NF型的截面如圖2-6b所示。兩種均采用天然纖維或人造纖維作芯子。圖2-6鋼絲繩結構示意圖 每臺電梯所用曳引鋼絲繩的數(shù)量和繩的直徑，與電梯的額定載重量、運行速度、井道高度、曳引方式有關。各類電梯采用的曳引鋼絲繩根數(shù)以及安全系數(shù)一般應符合相應的規(guī)定。懸掛電梯轎廂的鋼絲繩除雜物電梯外，一般不少于4根，其安全系數(shù)均不小于12。因此發(fā)生若干根鋼絲繩同時斷開，造成轎廂墜落下去的事故是絕對不會發(fā)生的。 但是由于電梯安裝人員制作繩頭時沒有嚴格按有關標準和規(guī)范施工，造成個別曳引繩與錐套脫離則也發(fā)生過。而由于使用不當和機電系統(tǒng)故障，如超載或某些機件損壞，造成轎廂

16、的運行速度超過額定，甚至有可能發(fā)生蹲底事故。 因此，電梯載荷和運行速度必須嚴格控制。轎廂裝載至125額定載荷的情況下應保持平層狀態(tài)不打滑；必須保證在任何緊急制動的狀態(tài)下，不管轎廂內是空載還是滿載，其減速度的值不能超過緩沖器(包括減行程的緩沖器)作用時減速度的值；當對重壓在緩沖器上而曳引機按電梯上行方向旋轉時，應不可能提升空載轎廂。3曳引繩端接裝置 曳引繩端接裝置又稱繩頭組合。繩頭板是曳引繩端接裝置連接轎廂、對重或曳引機承重梁、繩頭板大梁的過渡機件。繩頭板用鋼板制成，用螺栓或焊接固定在轎廂、對重或曳引機承重梁上。板上有固定曳引繩端接裝置的孔，每臺電梯的繩頭板上鉆孔的數(shù)量與曳引鋼絲繩的根數(shù)相等，孔

17、按一定的形式排列。 每臺電梯需要兩塊繩頭板。曳引方式為1:1的電梯繩頭板分別焊接在轎架和對重架上；曳引鋼絲繩的一端通過曳引繩端接裝置和繩頭板固定在轎頂橫梁上，另一端繞過曳引繩輪通過曳引繩端接裝置和繩頭板固定在對重架上。 曳引方式為2:1的電梯，繩頭板分別用螺栓固定在曳引機承重梁和繩頭板大梁上；曳引鋼絲繩的一端通過曳引繩端接裝置和繩頭板固定在曳引機的承重梁上，另一端繞過轎頂輪、曳引繩輪和對重輪，通過曳引繩端接裝置和繩頭板固定在蠅頭板大梁上。曳引繩端接裝置按結構形式又可分為組合式、非組合式、自鎖楔式等三種，分別如圖2-7所示。a) b) c) 圖2-7曳引繩端接裝置 1-錐套 2-鉚釘 3-繩頭板

18、 4-彈簧墊 5-彈簧 6-拉桿 7-彈簧墊 組合式的曳引繩錐套，其錐套和拉桿是兩個獨立的零件，它們之間用鉚釘鉚合在一起。非組合式的曳引繩錐套，其錐套和拉桿是煅成一體的。 曳引繩錐套與曳引鋼絲繩之間的連接方法及固定鋼絲繩端部的方法有各種各樣，多采用合金固定法，即巴氏臺金澆灌法。 首先將曳引繩頭拆開并洗凈鋼絲繩上的油污，然后將鋼絲折彎倒插，做成類似大蒜頭的形狀，穿進錐套后再用加熱到熔融狀態(tài)的巴氏合金澆注?；蛘卟捎貌伙柡途埘セ颦h(huán)氧樹脂代替巴氏合金，通常用兩三種成分混合流體，幾分鐘內即轉化為固體，達到硬化程度后，就能起到巴氏合金的作用。這種固化方式清潔、方便、無需加熱工具，其吸振性好，可提高疲勞載荷

19、下的使用壽命。連接關系如圖2-8所示。 圖2-8繩錐套連接裝置1-繩錐套 2-巴氏合金 3-曳引鋼絲繩 自鎖楔形繩錐套由繩套筒和楔形塊組成，如圖2-9所示。鋼絲繩繞過楔形塊套入套筒，在鋼絲繩拉力作用下，依靠楔形塊與套筒內孔的斜面配合，自動鎖緊。為防止楔形塊松脫，楔形塊下端設有開口銷。繩端部至少應使用三個繩夾將其緊固。楔形塊兩面的斜度通常是1:5。這種組合方式具有拆卸方便的優(yōu)點，但抗沖擊載荷力較差。圖2-9自鎖式繩錐套連接裝置4對重系統(tǒng) 對重系統(tǒng)也稱重量平衡系統(tǒng)。位于井道內，通過曳引繩經曳引輪與轎廂連接。包括對重及平衡補償裝置。 我們知道提升重物時，需要克服重力對物體作功。如果電梯處于最佳狀態(tài)，轎廂一邊重力與對重一邊的重力相等，電梯在上