电梯结构和工作原理-智能建筑设备自动化系统

1.电梯的基本结构

电梯的基本结构如图3-26所示，它主要的机械装置由轿厢、门系统、导向系统、曳引系统、对重系统及安全保护系统等组成。

（1）轿厢 轿厢是乘客或货物的载体，是电梯的主要设备之一。它由轿厢架及轿厢体构成，其中轿厢架上下装有导靴，滑行或滚动于导轨上；轿厢体由厢顶、厢壁、厢底及轿厢门组成。在曳引钢丝绳的牵引作用下，轿厢沿敷设在电梯井道中的导轨，做垂直上下的快速、平稳运行。轿厢门供乘客或服务人员进出轿厢使用，门上装有联锁触头，只有当门扇密闭时，才允许电梯起动；而当门扇开启时，运动中的轿厢便立即停止，使得电梯运行得到安全保护。

图3-26 电梯的基本结构

现代电梯轿厢型式较多，但轿厢的设计必须遵照现行电梯设计与制造规范，高层建筑的客梯对轿厢的要求较为严格，厢内设有空调通风设备、照明设备、防火设备、减振设备等，使轿厢安静、舒适、豪华，轿厢内的电气控制装置完备无缺，主令控制器、指层信号灯、急停开关、警铃及对讲机等设计合理，美观大方。门上还装有安全触板，若有人或物品碰到安全触板，依靠联锁触头作用，使门自动停止关闭并迅速打开。

（2）门系统 门系统由电梯门（厅门和厢门）、自动开门机、门锁、层门联动机构及门安全装置等构成。

电梯门有中分式、旁开式和直分式等类型。它是打开或关闭电梯轿厢与厅站（层站）的出入口，通常由门扇、门套、门滑轮、门导轨架等组成。轿厢门由门滑轮悬挂在厢门导轨架上，下部通过门靴与厢门地坎配合；厅门由门滑轮悬挂在厅门导轨架上，下部通过门滑块与厅门地坎配合。电梯门（厢门和厅门）的开启与关闭是由自动开门机实现的。自动开门机是由小功率的直流电动机或三相交流异步电动机带动的，是具有快速和平稳开、关门特性的机构，根据开、关门方式不同，开门机又分为两扇中分式、两扇旁开式和交栅式。电梯门开、闭时的速度变化可根据使用者的要求设定，只要适当控制驱动电动机（交流或直流），便可以实现满意的开、关门过程。

门锁也是电梯门系统中的重要部件，按其工作原理可分为撞击式门锁和非撞击式门锁。前者与装在厢门上的门刀配合使用，由门刀拨开门锁，使厅门与厢门同步开或闭；后者（位置型门锁）与压板机构配合使用，完成厅门与厢门的同步开、闭过程。

门系统中还有厅门联动机构。厅门是被动门，由厢门带动，但厅门的门扇之间的联动则需要专门设计的联动机构来完成。旁开式厅门联动机构又常分为单撑臂式、双撑臂式及摆杆式；中分式厅门联动机构常采用钢丝绳式结构。

（3）导向系统 电梯导向系统由导轨架、导轨及导靴等组成。导轨限定了轿厢与对重在井道中的相互位置；导轨架是导轨的支撑部件，它被固定在井道壁上；导靴被安装在轿厢和对重架两侧，其靴衬（或滚轮）与导轨工作面配合，使轿厢与对重沿着导轨做上下运行。

（4）曳引系统 曳引系统由曳引机组、曳引轮、导向轮、曳引钢丝绳及反绳轮等组成。

曳引机组由曳引电动机、制动器及减速器（无齿轮电梯无减速器）等组成，是电梯机房内的主要传动设备。它的作用是产生动力并负责传送。曳引电动机通常采用适于电梯拖动的三相交流异步电动机，制动采用电磁制动器，当电动机接通时松闸，而当电动机断电，即电梯停止时制动器制动。减速器通常采用蜗轮蜗杆减速器。

曳引轮是具有半圆形带切口绳槽轮，与钢丝绳之间的摩擦力（牵引力）带动轿厢与对重做垂直上下运行。

钢丝绳两端分别连接轿厢与对重，与曳引轮之间产生摩擦牵引力。

导向轮安装在曳引机的机架或承重梁上，使轿厢与对重保持最佳的相对位置。(www.xing528.com)

反绳轮是指设置在轿厢顶和对重顶上的动滑轮和设置在机房的定滑轮，曳引钢丝绳绕过反绳轮可构成不同曳引比的传动方式。

（5）对重系统 对重系统也称重量平衡系统，它包括对重及平衡补偿装置。

对重的作用是平衡轿厢自重及载重，减轻曳引电动机的负担。平衡补偿装置则是为电梯在整个运行中平衡变化时设置的补偿装置。对重产生的平衡作用在电梯升降过程中是不断变化的，这主要是由电梯运行过程中曳引钢丝绳在对重侧和在轿厢侧的长度不断变化造成的。为使轿厢侧与对重侧在电梯运行过程中始终都保持相对平衡，就必须在轿厢和对重下面悬挂平衡补偿装置。

对重是由对重架及铸铁对重块组成，其计算公式为

Q_D=P_X+K_PP （3-10）

式中 Q_D──对重的重量（kg）；

P_X──轿厢的自重（kg）；

P──电梯的额定载重量（kg）；

K_P──平衡系数，一般为0.4～0.5。

（6）机械安全保护系统 电梯安全保护系统分为机械安全保护系统和电气安全保护系统。其中，机械安全保护系统中的典型机械装置有机械限速装置、缓冲装置及终端保护装置等。

机械限速装置由限速器与安全钳组成。限速器安装在电梯机房楼板上，在曳引机的一侧，安全钳则是安装在轿厢架上底梁两端。限速器的作用是限制电梯运行速度超过规定值，例如当电梯超速下降时，限速器甩球离心力增大，通过拉杆和弹簧装置卡住绳轮，限制了钢丝绳的移动，但由于惯性作用，轿厢仍会向下移动，此时钢丝绳就会把拉杆向上提起，通过传动装置再把轿厢两侧的安全钳提起，卡住导轨，禁止轿厢再移动。

缓冲器是安装在电梯井道底坑中的弹簧或液压装置，位于轿厢和对重的正下方。缓冲器是电梯安全保护的最后一种装置，当电梯上下运行时，由于某种事故原因使轿厢或对重发生高速滑落时，将由缓冲器起缓冲作用，以避免轿厢与对重直接冲顶或撞底，保护乘客和设备的安全。

终端保护装置实际上是轿厢或对重冲撞缓冲器之前的安全保护行程开关，是为防止电梯超越上下规定位置而设置的。

2.电梯的工作原理

曳引式电梯是靠曳引力实现相对运动的，安装在机房内的电动机通过减速箱、制动器等组成的曳引机，使曳引钢丝绳通过曳引轮，一端连接轿厢，一端连接对重装置，轿厢与对重装置的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮绳槽内产生摩擦力，这样电动机一转动就带动曳引轮转动，驱动钢丝绳，拖动轿厢和对重作相对运动，即轿厢上升，对重下降；轿厢下降，对重上升。于是，轿厢就在井道中沿导轨上、下往复运行，电梯就能执行它的竖直升降任务。