电梯机械设计的合理化分析韩林

电梯机械设计的合理化分析韩林

韩林

（平煤神马集团阳光物业公司平顶山市467000）

摘要：随着我国经济的快速发展，我国人口越来越多，人均面积不断减少，国家可用土地面积也在不断减少，为了节省土地资源，建筑物的楼层也在逐渐增高，楼层越高，居住在其中的人们上下越不方便，所以有了电梯的出现，而电梯的重要性也越来越来明显，可是电梯在生活中的安全性能却不太乐观，也给住户带来了很多的不愉快。当前最受人民关注的是电梯的安全和电梯的合理化设计，在此文中主要介绍了电梯机械系统的工作原理，并分析了电梯的结构安全性以及对电梯的机械设计合理化进行探究。

关键词：电梯机械；设计；安全性；合理化

在大中城市中，建筑行业用增加楼层的方式来缓解土地的使用面积，高层建筑日益增多。由于高层住宅给广大用户的出行带来很多不便，因此高层建筑基本上采用安装电梯的方法来解决这些问题，电梯带来的方便十分可观，但是如果电梯发生故障，就会对人们的生活带来巨大的影响，因此使得人们对电梯的安全性提出了更高的要求。而电梯能否安全有效运行的基础就是电梯的结构设计，电梯的结构设计是从根本上改造电梯的关键所在。

1电梯结构的介绍

电梯结构主要由机械和电气两大系统组成，部分电梯还会增加安全保护系统。其中机械部分包括轿厢系统、重量平衡系统、导向系统、曳引系统、门系统以及安全保护系统；电气部分则由电力拖动系统和电气控制系统组成。电梯在日常生活的使用中一般有两种工作模式，即升降和维护。为提升电梯机械安全性，在设计结构时，不仅要重视材料选择，还要对系统设计进行严格把控，保证电梯运行安全，防止安全事故发生。

2电梯机械系统的组成及工作原理

电梯的机械部分包括轿厢系统、重量平衡系统、导向系统、曳引系统、门系统、安全保护系统等，以1比1绕绳电梯为例，电梯升降的工作原理是曳引轮由电动机带动运转，牵引曳引绳进行工作。曳引钢丝绳的两端分别是电梯轿厢和对重，电动机变速转动时，减速器联动进行曳引，带动曳引轮运转，由于曳引轮和曳引绳相互摩擦，在两者中间产生相应的牵引力，从而实现了电梯的升降动作。

3电梯结构的安全性分析

作为建筑物的乘运工具，电梯给人们带来了极大方便，但与此同时，也可能会对使用者造成一定的伤害，因此电梯的安全性是设计者、建设者、使用者最应当重视的问题。一般而言，常见的电梯事故分为两种类型，一是蹲底，二是冲顶，在最近几年，溜梯事件与门系统失灵事故也时有发生。冲顶事故表现为电梯缓慢上升到井道顶部，但不下降；溜梯事件则相反，电梯会突然不受控制的下滑，此时，下滑的速度很有可能越来越快，进而发生下坠撞击，到达底部后就容易发生蹲底的情况。很显然，电梯的控制系统十分重要，而对该系统进行有效控制的关键部件被称为制动器，制动器能够对电梯的启动与停止等状态进行控制，与电梯的良好运行及性能具有密切联系。当制动器发生故障时，其原因主要是由机械故障与电气故障引起，对制动器而言，若长时间缺乏检修和维护，就会导致制动器出现粘连与接触不良的情况，进而降低接触效果，制动器时好时坏。此时，制动轮与制动器件之间还会发生摩擦作用，进而产生器件磨损与消耗，对制动器的作用效果产生更为严重的影响，导致电梯出现故障或停止运行。

4电梯机械设计中各系统问题及合理化分析

4.1导向系统

导向系统的组成结构包括导靴、导轨架、导轨三部分，相应的功能是确保电梯能够按照正常的轨迹进行来回的运行，以此避免电梯被使用时，发生过多的振感。电梯中导轨的强度是提升用户使用舒适感的因素之一，在轿厢安全与稳定性方面能够起到关键作用。当发生紧急情况，安全钳类制动也可以在导轨的作用下，避免电梯坠落，对电梯的升降方向进行控制。另外，在电梯设计中，井道一般会安装四根导轨，其中两根应用于轿厢导向，另外两根应用于对重导向。

4.2重量平衡系统

电梯机械中的重量平衡系统，主要是用于维持电梯与厢内重量的平衡，对整个系统而言，电梯的平衡感十分重要，在重量平衡系统中，主要装置具体包含补偿装置、补偿链条、对重装置等。在该系统运行过程中，导向轮与曳引轮会产生牵引作用，平衡系统也会通过对重钢丝绳，将轿厢直接进行连接，以此实现电梯运行的平衡。另外，补偿链也具有维护电梯平稳运行的功能，当电梯的曳引高度超过标准限度范围内时，补偿链可以对补偿钢丝绳的差重进行补偿，此时，需要对电梯的额定载荷进行合理设置，还要对载荷的要求进行严格遵守。

4.3曳引系统

曳引系统的功能就是对轿厢及时提供来回与上下功能，为用户提供便捷与可靠的运输服务。在该系统中，其主要部分包含了曳引钢丝绳、限速轮、导向轮、曳引机等。其中，曳引机在电梯机械中起到引擎的作用，可起到提供动力的作用，属于曳引系统的核心性与关键性部件。在曳引轮机的牵引下，给轿厢提供了运行动力，以此按照指令完成相应的运输服务。另外，基于电机类型的不同，曳引机也被划分为不同型号，使用较多的为直流与交流；根据电梯运送速度的不同，曳引机也在速度上分为低速、快速、高速与超高速四个档位；基于电梯结构形式以及减速方法的不尽相同，曳引机也被分为两种类型，两种类型的区别就在于有齿轮与无齿轮。

4.4轿厢系统

电梯中的轿厢系统，其主要作用是将货物与乘客运送到高层，该载体主要包括两部分，一是轿厢体，二是轿厢架。其中，轿厢体在构成上较为复杂，其组成部件包括轿底、轿壁、轿顶、轿门等；轿厢架主要负责的工作为承载与承运。在轿厢架上，设计者通常会安装拉条，拉条的作用就是防止轿厢发生倾倒，提升电梯使用时的刚韧度。另外，轿顶一般会设置有照明与检修装置，一些电梯轿顶会设置有安全窗，一旦存在意外或危险情况，相关人员可以及时进行紧急救援。轿底的作用是对货物与乘客进行支撑，轿厢一般会设置有称重设备，当电梯的容量超出限度，报警器会启动。在轿顶与轿底的中间位置是轿壁，主要起到的是连接作用。在轿壁的背侧会设置有加强钢筋，以此对电梯的机械强度进行加强。

4.5门系统

近年来，电梯井道坠落的事故新闻屡见不鲜，该类型事故的引发，与电梯的门系统设计具有密切关联，门系统构造相当复杂，在整个电梯稳定性、安全性能当中，处于保障性的地位，门系统主要由四部分组成：一是开关门，二是厅门，三是轿门，四是保护装置。当电梯处于运行状态时，在启动之前，门系统当中的厅门与轿门能够起到保持关闭的状态，此时的厅门被要求设置门锁，以避免使用者提前进入到井道，进而防止发生电梯坠落事故，避免不必要的人员伤亡。

结束语：

为了设计出合理科学的电梯，尽量减少电梯故障的发生，本文将电梯机械设计合理化分析作为主要研究内容，在对电梯机械系统组成及原理进行分析的基础上，从导向系统、重量平衡系统、曳引系统、轿厢系统、门系统等系统合理化设计方面做出系统探究。研究结果表明，电梯机械的设计、制造与安装是一项复杂的过程，由动力系统与开关控制系统构成，为了从根本上提供电梯的安全性，就必须发现并采取措施应对电梯结构设计中存在的问题。在未来，还需进一步加强对电梯机械设计合理化分析与研究，使电梯真正为人民提供便利。

参考文献：

[1]陈明航，刘闯，庞红迪.电梯机械设计的合理化分析[J].现代制造技术与装备，2018（12）：80+83.

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[3]刘纬东.电梯机械设计合理化分析[J].科技创新与应用，2016（17）：132.