导靴是为了防止对重和轿厢在上下运行时发生偏斜,保证电梯平稳运行的装置。工作时导靴的凹形槽(或滚轮)与导轨的凸形工作面配合,使轿厢和对重装置仅沿着导轨上下运动,防止轿厢和对重装置运行过程中偏斜或摆动。
导靴分别装在轿厢和对重装置上。轿厢导靴安装在轿厢上梁和轿厢底部安全钳座的下面;对重导靴安装在对重架的上部和下部,如图3-33所示。
电梯常用导靴有滑动导靴与滚动导靴两类,滑动导靴有一个滑槽卡在导轨上,一般用于速度在2 m/s以下的电梯;滚动导靴用3个或6个滚轮顶在导轨上,用于速度较高的电梯。如图3-46(a)所示为常用滑动导靴,图3-46(b)所示为滚动导靴。
图3-46 常见的导靴
1.滑动导靴
滑动导靴一般是由带凹形槽的靴头、靴体和靴座组成,在靴头凹槽中一般均镶有耐磨的靴衬,靴头可以是固定的,也可以是活动(浮动)的。滑动导靴又可以分为固定式(刚性)滑动导靴和弹性滑动导靴。
(1)固定式(刚性)滑动导靴
固定式(刚性)滑动导靴,其靴头是不动的,直接由靴头中的凹形槽与导轨工作面配合,三个配合的面需保留一定量的间隙(0.5~1.0 mm)。刚性(固定)滑动导靴可分为简单型无靴衬滑动导靴和简单型有靴衬滑动导靴两种。
简单型无靴衬滑动导靴,结构比较简单,靴头和靴座制成一体,用一块铸铁经刨削加工而成,如图3-47所示。这种导靴靴头的凹形槽与导轨的接触面要求有较高的加工精度和表面粗糙度,并需定期涂抹适量润滑油脂,以提高其润滑能力。
简单型有靴衬滑动导靴,导靴总体构造与上一种相同,但在靴头的凹形槽内镶嵌有减磨材料(如尼龙)等制成的靴衬,必要时可仅更换靴衬,如图3-48所示。
图3-47 简单型无靴衬导靴
1—导靴;2—导轨。
图3-48 简单型有靴衬导靴
1—导靴;2—尼龙靴衬;3—导轨。
刚性(固定)滑动导靴的靴头没有调节机构,是不动的,导靴与导轨之间必须存有一定间隙。随着运行时间的增加,其间隙会越来越大。这样轿厢在运行中就会产生一定的晃动,甚至冲击,因此固定式导靴只用于额定速度低于0.63 m/s的轿厢或对重。
(2)弹性(浮动式)滑动导靴
弹性滑动导靴由靴座、靴头、靴衬、靴轴、压缩弹簧或橡胶弹簧、调节套或调节螺母等组成。常见的弹性(浮动式)滑动导靴可分为弹簧式滑动导靴、橡胶弹簧式滑动导靴两种。
图3-49 弹簧式滑动导靴
1—靴衬;2—座盖;3—靴头;4—销;5—弹簧;6—靴座;
7—靴轴;8—六角扁螺母;9—调节套筒。
弹簧式滑动导靴的靴头只能在弹簧的压缩方向上做轴向浮动,因此又称为单向弹性导靴,如图3-49所示。在弹簧力的作用下,靴衬的底部始终贴压在导轨端面上,因此能使轿厢保持较稳定的水平位置,同时在运行中具有吸收振动与冲击的作用。单向浮动性的弹簧式滑动导靴,由于在导轨侧工作面方向没有浮动性,因此只能对垂直于导轨端面的力起缓冲作用;为了补偿导轨侧工作面的直线性偏差及接头处的不平顺性,其与导轨侧工作面间仍要留有约0.5 mm以上的间隙(单侧),这就使得它对导轨侧工作面方向上的振动与冲击没有减缓作用。这种导靴的适应速度一般为1.75 m/s以下。
橡胶弹簧式滑动导靴的靴头除了能做轴向浮动外,在其他方向上也能做适量的位置调整,因此具有多方向的适应性,如图3-50所示。
图3-50 橡胶弹簧式滑动导靴
由于靴头具有多方向的适应性,因此对导轨侧工作面方向上的力也有一定的减缓性,同时侧工作面上的间隙值常为0.25 mm(单侧),从而使橡胶弹簧式滑动导靴的工作性能较优秀,适用的速度范围也相应增大。
2.滚动导靴
无论刚性滑动导靴和弹性滑动导靴的靴衬是用铸铁还是尼龙等高分子耐磨材料制成,在电梯运行过程中,靴衬与导轨之间总有摩擦力存在,间隙只会因磨损逐渐变大。这种现象不但增加曳引机的负荷,而且还是轿厢运行时引起振动和噪声的原因之一。为了减少导靴与导轨之间的摩擦力,节省能量,提高乘坐舒适感,在运行速度大于2.0 m/s的高速电梯中,常采用滚动导靴。
滚动导靴由滚轮、弹簧、靴座、轮臂等组成,如图3-51所示。滚动导靴以三个滚轮代替了滑动导靴的三个工作面,三个滚轮在弹簧力的作用下,贴压在导轨三个工作面上,电梯运行时,滚轮在导轨面上滚动。
图3-51 滚动导靴
1—滚轮;2—轮轴;3—轮臂;4—轴承;5—弹簧;6—靴座。
滚动导靴以滚动摩擦代替了滑动摩擦,大大减少了摩擦损耗,同时还在导轨的三个工作面方向实现了弹性支承,并能在三个方向上自动补偿导轨的各种几何形状误差及安装偏差。滚动导靴的这些优点,使它能适应电梯的高运行速度,所以在高速电梯上得到广泛应用。(www.xing528.com)
滚动导靴的滚轮常用硬质橡胶或聚氨酯材料制成,为了提高与导轨的摩擦力和减少噪声,在轮圈上制出花纹。滚轮对导轨的压力,其意义与滑动导靴相同,初压力的大小可以通过调节弹簧的被压缩量加以调整。
滚动导靴不允许在导轨工作面上加润滑油,否则会使滚轮打滑,无法工作。滚轮转动应灵活、平稳、可靠,当发现滚轮橡胶有脱层、剥离等现象时必须及时更换。
对于重载高速电梯,为了提高导靴的承载能力,有时也采用六个滚轮的滚动导靴。滚动导靴必须在干燥的不加润滑的导轨上工作,因此不存在油污染,减少了火灾的发生。为了降低运行噪声,减少运行中的摩擦阻力,宜采用尽量大的滚轮直径。一般当额定速度为5 m/s时,轿厢的导靴滚轮直径至少为250 mm,对重导靴滚轮至少为150 mm;当额定速度为2 m/s时,轿厢和对重边的导靴滚轮直径至少分别为150 mm和75 mm。
3.滑动导靴使用要求
(1)滑动导靴靴衬的要求
靴衬是滑动导靴的主要零件,与导轨滑动摩擦而导向,故易磨损。靴衬的使用寿命在很大程度上取决于导轨表面的光洁度、加工纹理走向、安装质量高低以及靴衬材质。一般靴衬可分为整体和嵌片两种形式,所用材质有锡青铜、铸铁、酚醛树脂、尼龙等,目前广泛采用尼龙作为靴衬。
(2)滑动导靴与导轨配合的尺寸要求
对于刚性滑动导靴而言,因靴头是固定的,为保证电梯的正常运行,同时考虑到导轨安装时存在的安装偏差,要求这种导靴衬与导轨之间有一定间隙,其三面间隙均不超过1 mm;对于弹性滑动导靴而言,其靴头是浮动的,但在弹簧的作用下,靴衬始终贴压在导轨上,于是就必须考虑靴衬对导轨面初始压力是否合理。初始压力过大,则使导靴失去减振作用,过小则会失去弹性支承能力。为此,对初压力必须有一定的要求(初压力由弹簧张紧程度决定,通过调节弹簧压缩量而得到最佳压力,电梯额定载重量不同,所要求的初压力也不同)。又因弹性滑动导靴在电梯运行时,受导轨间距及偏重力变化的影响,其靴头做轴向浮动,所以导靴在结构上必须允许靴头有合适的伸缩间隙值,其值必须与调节初压力的规定相配合。
(3)滑动导靴润滑的要求
为减小滑动导靴工作中的摩擦阻力,延长靴衬的使用寿命,通常在导靴的顶部安装润滑油盒,通过润滑油盒向导轨加润滑油(其安装示意参见图3-52),也可以直接在导轨和靴衬中涂加润滑脂来实现润滑。
4.滚动导靴配用导轨的要求
图3-52 滑动导靴与润滑油盒
1—油盒;2—导靴。
凡是采用滚动导靴的高速电梯,其相应的导轨工作面上绝不允许加润滑油。对滚轮而言,滚轮对导轨的工作面不应有歪斜,在整个轮缘的宽度上与导轨工作面接触应均匀、平稳。
当滚轮外缘有剥落时,轿厢在运行中的水平振动明显增大,滚轮外缘的剥落点成为运行中的干扰力,因此滚轮一旦有剥落现象,应及时更换。
【练习与思考】
(1)导向系统的功能是什么?其主体构件是什么?
(2)电梯导轨有何作用?导轨的技术性能要求有哪些?导轨架一般采用哪几种方式固定?
(3)导轨在导轨架上固定时,为什么要采用压板固定,而不是采取直接螺栓固定或焊接方式?
(4)导靴的功能与组成是什么?导靴主要分为哪几个种类?
【认知实训】
导向系统的认知
1.实训目的
掌握导向系统的功能、导向系统的组成及各部分的作用原理。
2.实训设备
导轨若干,DX1B滑动导靴12个,GDX160A滚动导靴12个,导轨支架20个。
3.实训内容
(1)认识导轨,了解导轨的技术性能要求;
(2)对比滑动导靴与滚动导靴的结构差异,并叙述两种导靴的技术要求;
(3)认识导轨支架结构,并了解其固定方式。
4.过程记录
学生能根据课堂原理的讲解认知电梯导轨、导靴、导轨支架的实物,并能讲解其各部件的作用及原理。
5.实训小结
完成实训指导书中的相应项目,并填写实训报告。
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