电梯机械设计合理化探讨

电梯机械设计合理化探讨
摘要：随着时代向前发展，当代的建筑行业为了更好地利用城市空间，在建筑
方面纷纷采用增加建筑楼层数目的方式来缓解越来越紧张的城市用地需求。

特别
是在各大中城市中，高层建筑的数量日渐增多，为了解决广大用户的高层使用问题，在当前的高层建筑中，普遍都会采取安装电梯的方式来向用户提供服务，电
梯固然给人们带来了极大的便利，但一旦电梯出现了事故，往往也会造成非常惨
重的后果，令人不堪想象。

因此人们对于电梯的安全性提出了越来越高的要求。

电梯的机械设计是影响着电梯使用安全的重要因素之一，也是决定着电梯能够实
现安全有效运行的关键因素，只有做好了电梯机械设计，才能确保电梯的安全运行。

关键词：电梯；机械设计；合理化
引言：在城市化建设期间，建筑施工主要通过提高建筑高度方法对当前用地
紧张问题进行缓解，因此高层建筑数量也不断提升。

为了充分解决高层对人们出
行形成的不便，各高层建筑主要对电梯进行使用。

但电梯在出现故障时，对于人
们的日常生活与人身安全都有着严重影响。

其中电梯机械设计的合理化可充分促
进电梯安全性的提升，并在基础上防止电梯运行故障的发生。

1、电梯机械系统组成分析
电梯系统主要是由机械系统、电气系统所组成的。

其中机械系统涉及的范围
较广，主要有：曳引系统、导向系统、轿厢系统、门系统和重量平衡系统。

电气
系统包含电力拖动系统、电气控制系统。

在电梯的使用过程中，主要有升降与维
护两种的工作状态，其主要是按照 1：1的比例，在电梯的升降过程中，380V交
流电源启动，电动机工作，带动曳引轮，牵引曳引绳，轿厢上下运动，其中电气
控制系统、传感系统和主电动机抱闸系统会参与工作，实现电梯的停止和启动。

曳引绳的两端连接轿厢和对重，电动机变速转动，减速器联动曳引，曳引轮旋转，曳引轮和曳引绳摩擦，牵引力带动轿厢。

针对电梯的维护系统而言，主要是发生
故障后为保证安全抢修的专用系统，同时便于开展定期维护，提高电梯运行的可
靠性。

2、电梯结构安全性
作为乘运工具的一种，电梯一方面给人们的日常生活带来了极大的便利，另
一方面也影响着人们的生命安全，近几年来，电梯事故屡见不鲜，冲顶、蹲底等
各种电梯事故时有发生，电梯门夹人、溜梯事故也是常常见诸于报端，当发生溜
梯事故时，电梯突然失去控制，发生下滑，在这种情况下，如果下坠到底部，导
致电梯撞击底部，就会发生蹲底事故。

而冲顶指的是电梯上升时失控，直接撞击
到井道顶部。

由此可见，电梯控制系统十分重要，在控制系统中制动器发挥着十
分关键的作用，通过制动器，能够控制电梯进行启停，让电梯处于静止状态，制
动器的性能决定着电梯的运行状态，一般情况下，制动器出现故障的原因主要是
电气故障与机械故障，如果长时间没有对制动器进行检修维护，让制动器处于长
期工作状态中，在制动器接触点处十分容易出现粘连或者触点接触不良，影响到
接触效果，导致电梯控制时好时坏，再加上制动件与制动轮之间不断摩擦，必定
会产生一定的消耗磨损，对制动效果造成严重影响，无法实现电梯系统的安全运行，出现各种故障。

由于电梯自身是一种长期运行的设施，经过长期反复使用，
相关机械部件难免会出现锈蚀、磨损等现象，如果不能进行及时排查检修，十分
容易导致电梯事故发生。

3、电梯机械设计各系统问题分析
3.1 门系统分析
电梯井坠落安全事故的发生，与电梯门系统之间有着密切的关联。

在电梯系
统结构中，门系统的结构较为复杂并具有较强的重要性，是电梯整体结构稳定性
与运行安全性的主要保障。

通常其主要有轿门、厅门、保护设备与开关门组合而成。

电梯在实际使用并未开启时，厅门与轿门不仅保持着关闭状态，还需要厅门
设置相应的门锁，避免业主进入到井道中，出现坠落安全事故。

3.2 轿厢系统分析
轿厢系统通常由轿厢体与轿厢架两部分组合而成，是将业主与货物进行运输
的载体。

其中轿厢架发挥着承载作用，在轿厢架上通常会安装拉条，提高其刚柔度，避免轿厢出现倾斜现象。

轿厢体结构复杂性相对较强，其主要有轿顶、轿门、轿底以及轿壁组合而成。

轿顶通常安装有照明系统，各种检修设备也在轿顶进行
安装。

在特殊条件下，轿顶还会设置安全窗，在出现安全事故时，专业人员可及
时进行救援；轿底是对货物与业主进行支撑；轿厢具有称重设备，在超过电梯容
量时会发出警报；轿壁是将轿顶与较底进行连接。

同时在轿壁后面还存在加强筋，促进电梯机械强度的快速提升。

3.3 曳引系统分析
曳引系统主要是对轿厢提供较为良好的上下运行动能，使电梯可良好的进行
上下运行，为人们的日常出行提供方便。

曳引系统通常由导向轮、曳引机、曳引
绳等组合而成。

其中曳引机为电梯提供充足的动能，是曳引系统的基础与核心，
轿厢通过曳引轮结合曳引机的动能进行相应的运动。

各种电机的种类差异使得曳
引机可分为直流与交流两种类型；电梯运行速度的不同，使得曳引机具有高速、
低速、快速以及超高速四种模式；电梯的结构差异也使得曳引机存在立式与卧式
两种结构。

3.4 重量平衡系统分析
电梯运行期间负重量与平衡状态的保持主要是依靠了重量平衡系统，电梯运
行的平衡状态对于整体系统而言具有较为重要的作用，其中重量平衡系统主要有
补偿绳、对重以及补偿设备组合而成。

电梯在实际运行期间，通过曳引轮与导向
轮的牵引，通过钢丝绳与轿厢和对重系统的连接促进平衡的实现。

补偿链主要作
用是在电梯曳引高度超过额定范围时对钢丝绳差重进行补偿。

想要促进电梯运行
平衡性的提升，还需要工作人员对电梯额定荷载数值进行设置，充分落实荷载相
关需求。

3.5 导向系统分析
导向系统通常由导靴、导轨架以及导轨等共同组合而成，导向系统的主要作
用不仅为确保轿厢根据正确线路进行运行，还在一定程度上降低了电梯移动振动
频率。

其中导轨强度可充分促进电梯乘坐舒适度、轿厢稳定性以及安全性的提升。

电梯运行期间若出现紧急事件时，安全钳制动设备利用导轨对轿厢进行固定，防
止坠落等安全事故的发生。

与此同时，导轨能够对升降方向进行精确的控制。

电
梯在实际设计期间，经常会在井道中安装四根导轨设备，其中两根导轨的作用为
对重架进行导向，另两根为对轿厢进行导向。

导轨还需要良好的固定，螺栓、螺
母等有着重要作用。

4、电梯机械结构合理化设计
4.1 外部结构系统的设计
门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口，保障电梯结构的稳定性和安
全运行。

其系统结构复杂，主要由轿厢门，层门，开门机，门锁等装置共同组成。

在未运行时，电梯的轿门和厅门不但要保持关闭，而且电梯的厅门还必须设置门锁，防止用户因提前进入井道而发生坠落，导致伤亡的情况发生。

轿厢体的轿顶
上一般都装有照明设备和检修装置，也有的轿顶配备有安全窗，这是为了当发生
意外情况时，方便专业人员能及时的进行救援。

轿壁主要是连接轿顶和轿底，设
计时，通常在会轿壁的背面装加强筋，以提高电梯的机械强度。

4.2 电梯导向系统的设计
电梯的导向系统不论是轿厢导向还是对重导向，均由导轨，导靴和导轨架共
同组合而成。

其主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿
着导轨，按照正确的路线进行升降运动，保证轿厢和对重运行平稳不偏摆。

导轨
架作为导轨的支撑件，被固定在井道壁上；导靴安装在轿厢架和对重架的两侧，
导靴的靴衬与导轨工作面相互配合，使电梯在曳引绳的牵引下，一边为轿厢，另
一边为对重，分别沿着各自的导轨作上、下运动。

导轨的强度影响着轿厢的稳定、安全以及用户乘坐的舒适感。

4.3 平衡系统的设计
电梯的平衡在整个系统中起到了至关重要作用。

主要涉及到曳引系统、重量
平衡系统以及电力拖动系统。

曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反
绳轮组成，其中，曳引机是曳引系统和电梯的心脏，电梯曳引机主要包括永磁同
步曳引机与传统异步曳引机。

曳引系统的主要功能是将动力传递和输出，使电梯
运行。

电力拖动系统主要由供电系统、曳引电动机、电动机调速装置以及速度反
馈装置等共同组成，其主要功能是提供动力，控制电梯的速度。

5、结语
综上所述，电梯机械设计表面上虽然较为简单，但其却有着较高的技术含量
需求。

在客观运行影响下，电梯机械设计会出现相应不足，甚至存在明显的安全
隐患，电梯机械的合理性设计对整个电梯运行安全稳定有着重要的影响，因此，
我们必须重视其设计过程，从安全的角度进行入手，结合我国现阶段所出现的安
全性问题，采取有针对性的措施，进而有效的提升电梯机械的安全性及稳定性，
降低安全事故发生的机率，为人们提供良好的出行效率。

参考文献：
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