城市轨道交通概论：电梯系统的配置原则

电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有厢状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物；电梯也有台阶式，将踏步板装在履带上连续运行，俗称自动扶梯或自动人行道。电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备。垂直升降电梯具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间，轿厢的尺寸与结构形式应便于乘客出入或装卸货物。习惯上不论其驱动方式如何，都将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。

19世纪中期开始出现的液压电梯，至今仍在低层建筑物上应用。1852年，美国的E.G.奥蒂斯研制出钢丝绳提升的安全升降机。19世纪80年代，驱动装置有了进一步改进，如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒等。19世纪末，开始采用摩擦轮传动，大大增加了电梯的提升高度。20世纪末，电梯采用永磁同步曳引机作为动力，大大缩小了机房占地，并且具有能耗低、节能高效、提升速度快等优点，极大地推动了建筑向超高层方向发展。

城市轨道交通的电梯系统包括垂直电梯（无障碍电梯）、自动扶梯及楼梯升降机，电梯系统是城市轨道交通系统的重要组成部分，担负着方便乘客进出车站的任务，对及时疏散乘客起着至关重要的作用。

城市轨道交通系统配置电梯系统的基本原则：站台至站厅间根据车站远期客流量设置上、下行自动扶梯；出入口及过街隧道根据人流量设置上、下行或上行自动扶梯；当提升高度达到6m以上时设上、下行自动扶梯，以保证人流疏散和服务质量；车站内设置垂直电梯或楼梯升降机，以满足残疾人等特殊人群的需要。

1.垂直电梯

垂直电梯是指用电力拖动的轿厢运行于铅垂的或倾斜角不大于15°的两列刚性导轨之间运送乘客或货物的固定设备，垂直电梯如图8-10所示。

图8-10　垂直电梯

1）分类

垂直电梯按不同的分类标准可分为不同的类别。按速度分类，可分为低速电梯（1m/s以下）、快速电梯（1～2m/s）和高速电梯（2m/s以上）等。按驱动方式分类，可分为以下几种：

①交流电梯。用交流感应电动机作为驱动力的电梯，称为交流电梯。交流电梯根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等。

②直流电梯。用直流电动机作为驱动力的电梯，称为直流电梯。这类电梯的额定速度一般在2m/s以上。

③液压电梯。一般将利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯，称为液压电梯。(www.xing528.com)

④齿轮齿条电梯。将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯，称为齿轮齿条电梯。

⑤螺杆式电梯。将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电动机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯，称为螺杆式电梯。

⑥直线电动机驱动的电梯。其动力源是直线电动机。

2）工作原理

现代电梯主要由曳引机（绞车）、导轨、对重装置、安全装置（如限速器、安全钳和缓冲器等）、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。这些部分分别安装在建筑物的井道和机房中。

电梯的工作原理：采用钢丝绳摩擦传动，曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠电引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力实现轿厢和对重的升降运动，达到运输的目的。电梯要求安全可靠、输送效率高和乘坐舒适等。电梯的基本参数主要有额定载重量、可乘人数、额定速度、轿厢外廓尺寸和井道型式等。

2.自动扶梯

自动扶梯主要由桁架、梯级、扶栏、驱动链、梯级链、减速机、电动机、主驱动轴、梯级链张紧装置、导轨、扶手带驱动装置、扶手带、梳齿板、控制系统、安全装置等组成。

自动扶梯是带有循环运动梯路的向上或向下倾斜输送乘客的固定电力驱动设备。按驱动装置的位置不同，可分为端部驱动自动扶梯和中间驱动自动扶梯。

（1）端部驱动自动扶梯的驱动装置位于自动扶梯的头部，并以链条作为牵引构件。它由一系列的梯级和两根牵引链条连接在一起，运行在按一定线路布置的导轨上。牵引链条绕过上牵引链轮、下张紧装置并通过上、下分支的若干直线、曲线区段构成闭合环路。该环路的上分支中的各个梯级应严格保持水平，以供乘客站立。上牵引链轮通过减速器等与电动机相连以获得动力。扶梯两边装有与梯级同步运行的扶手装置，以供乘客手扶之用。为了保证自动扶梯上乘客的绝对安全，要求扶梯必须装设多种安全装置。

（2）中间驱动自动扶梯的驱动装置位于扶梯中部，并以齿条作为牵引构件。一台自动扶梯可以安装多组驱动装置，也称多级驱动组合式自动扶梯。运行时，电动机通过减速器将动力传递给两侧的构成闭合环路的传动链条，每侧的传动链条之间铰接一系列的滚子，滚子与牵引齿条的牙齿啮合，驱使自动扶梯运行。

3.楼梯升降机

楼梯升降机属于液压梯的一个分支，安装在车站站台到站厅和地面到站厅步行楼梯一侧，供坐轮椅的乘客上下楼梯使用，弥补了车站现有液压梯不能到达地面的不足。楼梯升降机能沿着楼梯连续做上升、水平和90°转角的运行，运行倾角不大于35°。车站出入口的楼梯升降机是室外型，能全天候工作；车站内的楼梯升降机是室内型，按室内条件设计。该设备能适应地铁每年工作365天、每天工作20小时的工作要求。楼梯升降机主要由轮椅平台、驱动机、导轨、控制柜、充电装置、低电源蜂鸣器、安全装置组成，如图8-11所示。