电梯历史与发展

机电一体化结课论文

——电梯的结构和原理

学院：机械学院

专业：机械设计制造及自动化班级：78

学号：201207827

姓名：彭双双

很久以前,人们就已经开始使用原始的升降工具来运送人和货物,并大多采用人力或畜力作为驱动力,到19世纪初,随着工业革命的进程发展,蒸汽机成为了重要的原动机,在欧美开始用蒸汽机作为升降工具的动力,并不断地得到创新和改进.21世纪,随着人口数量与可利用土地面积之间矛盾进一步激化,将会大力发展多用途,全功能的高层塔式建筑,超高速电梯继续成为研究方向.

根据驱动方式的不同,电梯可以分为曳引驱动,强制(卷筒)驱动,液压驱动等几种驱动方式.其中曳引驱动方式具有安全可靠,提升高度基本不受限制,电梯速度容易控制等优点,其已成为电梯产品驱动方式的主流.在曳引式提升机构中,钢丝绳悬挂在曳引轮绳槽中,一端与轿厢连接,另一端与对重连接.曳引轮利用其与钢丝绳之间的摩擦力,带动电梯钢丝绳继而驱动轿厢升降..

电梯轿厢是装载乘客或货物,具有方便出入门装置的箱形结构部件,是与乘客或货物直接接触的.轿厢由轿架和轿厢体组成.轿架是轿厢的承载结构,轿厢的负荷(自重加上载重)由它传递到曳引钢丝绳.当安全钳动作或蹲底撞击缓冲器时,还要承受由此产生的反作用力,因此轿厢架要有足够的强度. 其一般由上梁、立柱、底梁和拉条(调节轿底水平度，防止底板倾翘)等组成.轿厢体是形成轿厢空间的封闭围壁,除必要的出入口和通风孔外不得有其他开口,轿厢体由不易燃和不产生有害气体和烟雾的材料组成.

导向系统在电梯运行过程中,限制轿厢和对重的活动自由度,使轿厢和对重只沿着各自的导轨做升降运动,不会发生横向的摆动和振动,保证轿厢和对重运行平稳不偏摆.不论是轿厢导向还是对重导向均由导轨,导靴和导轨架组成.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配合,使一部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. 导轨是电梯上下行驶在井道的安全路轨，导轨安装在井道壁上，被导轨架，导轨支架固定连接在井道墙壁。电梯常用的导轨是“T”字型导轨。刚性强、可靠性高、安全廉价等特点。导轨平面必须光滑，无明显凹凸不平表面。由于导轨是电梯轿厢上的导靴和安全钳的穿梭路轨，所以安装时必须保证其间隙。同时导轨在电梯出现超速事故时要承受制停电梯的要任，所以其刚性不可忽视。导靴分为滑动和滚动导靴两类,滑动导靴一般是由带凹形槽的靴头,靴体和靴座组成,在靴头凹槽部分中一般均镶有耐磨的靴衬.靴头可以

固定的,也可以活动(浮动)的;滚动导靴则用三个滚轮沿导轨滚动运行.

曳引系统的作用是向电梯输送与传递动力,使电梯运行.主要由曳引机,曳引钢丝绳,导向轮和反绳轮等组成,是电梯运行的根本,是电梯中的核心部分之一.曳引机是电梯的动力设备，又称电梯主机。功能是输送与传递动力使电梯运行。它由电动机、制动器、联轴器、减速箱、曳引轮、机架和导向轮及附属盘车手轮等组成。曳引钢丝绳一般采用圆形股状结构,主要由钢丝,绳股和绳芯组成.钢丝绳股由若干根钢丝捻成,钢丝是纲丝绳的基本强度单位.

重量平衡系统的作用是使对重与轿厢能达到相对平衡,在电梯运行中即使载重量不断变化,仍能使两者间的重量差保持在较小限额之内,保证电梯的曳引传动平稳,正常.重量平衡系统一般由对重装置和重量补偿装置两部分组成.

对重相对于轿厢悬挂在曳引绳的另一侧,起到相对平衡轿厢的作用,并使轿厢与对重的重量通过曳引绳作用于曳引轮,保重足够的驱动力.由于轿厢的载重量是变化的,因此不可能做到两侧的重量始终相等并处于完全平衡状态.一般情况下,只有轿厢的载重量达到50%的额定载重量时,对重一侧和轿厢一侧才处于完全平衡,这时的载重量称电梯的平衡点,此时由于曳引绳两端的静荷重相等,使电梯处于最佳状态.

电梯门系统可以分为两种，装在井道入口层站处的为层门，装在轿厢入口处的为轿厢门。层门和轿厢门按照结构形式可分为中分门、旁开门，垂直滑动门、铰链门等。中分式门主要用在乘客电梯上，旁开式门在货梯和病床梯上用得较普遍，垂直滑动门主要用于杂物梯和大型汽车电梯上。铰链门在国内较少采用，在国外住宅梯中采用较多.电梯层门和轿厢门一般由门、导轨架、滑轮、滑块，门框、地坎等部件组成。门一般由薄钢板制成，为了使门具有一定的机械强度和刚性，在门的背面配有加强筋。为减小门运动中产生的噪声，门板背面涂贴防振材料。门导轨有扁钢和C型折边导轨两种;门通过滑轮与导轨相联，门的下部装有滑块，插入地坎的滑槽中;门的下部导向用的地坎由铸铁、铝或铜型材制作，货梯一般用铸铁地坎、客梯可采用铝或铜地坎。

电梯的电力拖动系统的功能是为电梯的提供动力，并对电梯的启动加速、稳速运行和制动减速起着控制作用。拖动系统的优劣直接影响着电梯起停时的加速和减速性能、平层精度、乘坐舒适感等指标。目前电梯的拖动系统分为直流电动机拖

动、交流电动机拖动和永磁同步电动机拖动。

要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩，关键在于：当线圈边在不同极性的磁极下，如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换，即进行所谓“换向”。为此必须增添一个叫做换向器的装置，换向器配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向，就可以使电动机能连续的旋转,这就是直流电动机的工作原理。(一)调速性能好。所谓“调速性能”，是指电动机在一定负载的条件下，根据需要，人为地改变电动机的转速。直流电动机可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无级调速，而且调速范围较宽。(二)起动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节。因此，凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等，都用直流电动机拖动。

整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压，习惯上称单向脉动性直流电压。整流电路主要有半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种

在生产机械中广泛使用的调速方法有电动机转子串电阻调速（调压调速）、有改变定子极对数调速（变极调速）、还有改变定子电压、频率的变频调速（调频调压调速）等。

从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的

主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。

控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号放大的“驱动电路”，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。编码器应用于速度控制或位置控制系统的检测元件，如果