电梯机械设计的合理化分析

电梯机械设计的合理化分析

白源辉

身份证号码：44068219911107xxxx

摘要：在土地资源紧张的城市中，高层建筑的诞生一定程度上提高了城市土地资源利用效率，拓宽了人们的生存空间。而在高层建筑中，电梯则成为了人们日常出行的重要工具，大大缩减了人们上下高楼的时间。然而电梯安全事故时有发生，其中包括电梯机械系统部分设计不合理而导致出现的故障，所以对于电梯机械部分的优化设计则显得极为关键，以下对电梯机械设计的合理化展开分析。

关键词：电梯；机械设计；合理化

引言

电梯作为当前建筑重要的组成部分，使人们的出行更加方便，但也存在很多安全隐患，如何解决这些问题，成为设计者应该考虑的问题。日常生活经常使用的电梯，按样式分类可以分为垂直电梯和台阶式电梯，主要通过电机拖动以及钢丝绳曳引来运行。本文将以垂直电梯为例，介绍了电梯机械工作原理，并对电梯机械结构安全性进行分析，阐述国内外电梯机械设计开发现状，最后针对电梯机械设计提出合理建议。

1电梯机械系统的组成及原理

在结构上，电梯机械主要分为两部分：一部分是电气系统，另一部分是机械，部分电梯机械还会增加安全保护系统。首先，电气部分仍然由两部分组成：电气控制系统和电气驱动系统。其次，机械部分主要包括安全防护系统、车门系统、牵引系统、导向系统、重量平衡系统、汽车系统等。在日常使用过程中，电梯一般有两种工作方式：一种是起重，另一种是维护。本文以1：1钢丝绳提升机为研究对象和内容。电梯的升降原理是：首先，电梯的电机牵引并驱动牵引轮产生运行动作。当电机以变速旋转时，牵引活动由减速器而不是联动装置驱动。在牵引轮与牵引绳的摩擦作用下，牵引轮与牵引绳之间产生一定的牵引力，使电梯完成起升动作。此外，在电梯维护系统中，其维护工作主要体现在电梯故障、电梯系统定期维护或相关人员及时抢修，以促进电梯一直处于良好的运行状态。

2电梯机械设计的合理化分析

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曳引系统的设计

电梯机械结构中的曳引系统主要发挥着为轿厢提供上下移动的动力，从而让乘客享受到更加舒适、稳定且快速的楼层送达服务。电梯中曳引系统主要包含曳引钢丝绳、曳引机以及导向轮、限速轮。作为电梯动力的主要来源，曳引机使整个曳引系统的核心，轿厢则是在曳引机与曳引轮的助力之下完成运输服务的。由于电机有着众多品种，各类型号繁多，主要分为直流电与交流电两种供电方式，因此在设计过程中需要结合电梯的运输速度进行选定，确定使用超高速、高速、快速及低速等不同速度的曳引机；也可结合电梯机械结构形式的差异，选择立式或是卧式曳引机；还可结合减速方式存在的差异，选用无齿轮或者是有齿轮的曳引机。

3电梯机械设计质量措施

3.1及时补充润滑剂

电梯的润滑系统能够有效的提高电梯使用过程中的稳定性，但是润滑剂的使用时间并不是固定的，会随着人们使用次数以及天气的变化进行改变，所以很难判断出润滑剂和是需要补充，对此技术人员应当计算出润滑剂使用时间的最小区间，将补充时间控制在合理范围之内，而且润滑系统出现损坏时产生的特征较为明显，电梯会因为摩擦产生一定的声响，技术人员可以在电梯内留下联系电话，方便居民及时的反应情况，确保电梯的润滑系统处于正常状态。

3.2加强技术人员的综合素质

电梯在人们的生活中发挥着重要作用，一旦电梯由于故障无法正常使用，会对人们的生活带来不便，尤其是高层住处的居民，所以电梯安全故障的诊断效率尤为重要。电梯故障诊断效率与技术人员的综合素质直接关联，对一些重大的电梯安全事故，故障的维修效率更加重要，所以当电梯发生故障时应当首先由具有一定经验的技术人员进行诊断，并迅速采取措施，降低对居民生活的影响，确保居民的安全。

结束语

为了设计合理、科学的电梯，最大限度地减少电梯故障的发生，本文以电梯机械设计的合理化分析为主要研究内容。本文在分析电梯机械系统组成及原理的基础上，对导向系统、重量平衡系统、牵引系统、轿厢系统、门系统等的合理化设计进行了系统的研究。结果表明，电梯机械的设计、制造和安装是一个由电力系统和开关控制系统组成的复杂过程。为了从根本上保证电梯的安全，必须找到并采取措施解决电梯结构设计中的问题。今后应进一步加强对电梯机械设计合理化的分析研究，使电梯真正方便人们使用。

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