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【摘 要】在现代社会和经济活动中，电梯在一些高层建筑中是不可缺少的垂直运输设备。而现代电梯是一项典型的机电一体化设备，其技术含量越来越高，但其基本机械构造及其安全保护的设计思想还是具有一定的共通性，本文通过介绍现代电梯的曳引系统、导向系统、门系统、轿厢系统、重量平衡系统以及电梯的机械保护装置，为从事电梯工程、电梯使用管理或是电梯行业边缘的人提供一点电梯的基本知识。
【关键词】现代电梯;电梯构造;电梯安全保护
1.曳引系统
曳引系统的作用是输出传递动力，从而使电梯完成向上或向下的运动。其主要组成部件有:曳引机、曳引绳、导向轮等。曳引机是电梯的主要能源装置和拖动机械，它驱动电梯的轿厢和对重装置作上、下运动。曳引机一般由曳引电动机、制动器、减速箱、曳引轮和底座组成。根据电动机与曳引轮之间是否有减速箱，可分为无齿轮曳引机和有齿轮曳引机。无齿轮曳引机没有减速箱，直接靠电动机作为动力，传动效率高、噪声小、传动平稳，但能耗大。交流无齿轮曳引机正普遍用于速度大于2m/s的高速或超高速电梯上。
２．导向系统
导向系统由导轨、导轨架和导靴共同组成。其作用是使对重和轿厢在井道中保持正确的运行路线，减少振动，在发生超速或坠落事件时能使轿厢卡死在导轨上避免事故发生。导轨对电梯的升降运行起导向作用，它限制轿厢和对重在水平方面的移动，保证轿厢与对重在井道中的相对位置，并防止由于轿厢的偏载而产生的倾斜。电梯井道中一般有四根导轨，其中两根作为对重架导向，另两根作为轿厢导向。导轨通过螺栓、螺母与压道板固定在导轨架上。导轨架是固定在井道中的支撑导轨的结构，导轨架之间的距离必须保证3～5m长的导轨上至少有2个以上的支撑导轨架。当安全钳动作时，导轨作为被夹持的支承件，支撑轿厢或对重。
３．门系统
电梯轿厢的门系统包括轿门、厅门、开关门系统及门保护装置等。它是电梯安全措施中重要的一环，能效地防止候梯人员坠落井道事故的发生，保护厢内人员不与井道发生碰撞。目前客梯广泛应用中分式开关门机构。为了保证电梯的安全运行，在轿门和厅门完全关闭后，电梯才允许起动。为此，在厅门上装设具有电气联锁功能的厅门门锁，其作用有两个:一是锁住厅门，使厅门只有用钥匙才能在厅外打开，二是通过门锁上的微动开关控制电梯控制回路的接通和断开，允许电梯起动或停止运行。
４．轿厢系统
电梯轿厢是运送乘客的装置，也是电梯中乘客能直接触到的部位，由轿厢架和轿厢体组成。
轿厢架由上梁、下梁和立梁组成。主要作用是固定和悬吊轿厢，是轿厢的主要承载构件。为了增强轿厢的刚度，并防止由于轿厢内载荷偏心造成轿厢分倾斜，电梯在轿架上设置有拉条，拉条一端固定在立梁上，另一端对称分布在下梁上。对于轿厢大的电梯还可在轿厢一侧立梁两边各设置两根拉条，此时两根拉条预紧力必须合适。设置良好的拉条可以分担轿厢底板近一半的载荷。
电梯的轿厢体一般由轿底、轿顶、轿壁和轿门组成。GB7588-2003规定，轿厢内部净高度不应小于2m，并详细规定了轿厢的有效面积、额定载重量，乘客人数。轿底是轿厢支撑负荷的组件，其前沿设有轿门地坎，地坎处装有一块垂直向下延伸的光滑档板，即护脚板，GB7588-2003规定其垂直部分的高度不应小于0.75m。轿底还安装了轿厢称重装置，当轿厢载荷超重时电梯不能起动，并发出报警声。而轿顶上，通常设有检修用的操纵及照明设备，还有安全窗，以便在发生故障时，检修人员能上到桥厢顶检修井道内的设备或乘梯人员通过安全窗撤离轿厢。轿顶也设有防护栏，以确保电梯维修人员的安全。轿厢顶和轿厢底有轿厢壁相连，轿厢壁应有一定的强度，根据国家标准规定即当一个300N的力从轿厢内向外垂直作用于轿厢壁的任何位置，并均匀分布于面积为5cm2的圆形或方形面积上时，轿厢壁应无永久变形或弹性变形不超过15cm。为此，在轿厢壁板的背面，有薄板压成槽钢状的加强筋，以提高它的机械强度。
５．重量平衡系统
重量平衡系统包括对重、补偿装置、补偿绳、补偿缆等。对重用钢丝绳通过曳引轮、导向轮与轿厢相连，在电梯运行中起到平衡轿厢及电梯负载重量并大大减少曳引电机拖动轿厢的功率消耗的作用。对重装置一般由对重架、对重块、导靴、缓冲器碰块、压块等组成。对重的重量值，必须严格按照电梯额定载重量的要求配置，即:对重的重量P(kg)=轿厢自重G(kg)+平衡系数K*额定载重Q(kg)，其中K的数值一般在0.45～0.55之间，取0.47较为合适，这样可以盡量使电梯接近最佳工作状态，也就是对重侧重量等于轿厢侧的重量，此时的电梯只需克服摩擦力便可运行。当电梯曳引高度超过30m时，曳引钢丝绳的差重会影响电梯运行的稳定性及平衡状态，所以需要增加补偿装置，可以有补偿链、补偿缆等。传统的补偿链装置由铁链和麻绳组成，麻绳穿在链环中，用以减少运行时铁链相互碰撞引起的噪声，一般用于速度小于1.75m/s的电梯。补偿缆是近几年发展起来的新型、高密度的补偿装置。其中间是低碳制成的环链，外面是用具有防火、防氧化的聚乙烯制成的护套。这种装置使电梯运行的噪声小，安全性、平稳性高，适用于中、高速电梯。
６．机械安全装置
电梯作为垂直交通工具，安全必须绝对保证。前面已介绍了厅门和轿门、安全触板、厅门门锁等安全措施。下面主要介绍限速器、安全钳、缓冲器及终端超越保护装置。
６．１限速器、安全钳
限速器能够反映轿厢或对重的实际运行速度，当电梯的运行速度达到或超过设定的极限值时(一般为额定速度的115%以上)，限速器停止运转，并借助绳轮中的摩擦力或夹绳机构提拉起安装在轿厢梁上的连杆机构，通过机械动作发出信号，切断控制电路，同时迫使安全钳动作，从而使轿厢强行制停在导轨上，只有当所有安全开关复位，轿厢向上提起时，安全钳才能释放，当安全钳没有恢复到正常状态时，电梯不能使用。所以限速器是电梯超速并在超速达到临界值时起检测及操纵作用。
６．２缓冲器
缓冲器是电梯极限位置的最后一道安全装置，当所有保护措施失效时，带有较大的速度与能量的轿厢便会冲向底层或顶层，造成机毁人亡的严重后果。设置缓冲器目的就是吸收、消耗轿厢能量。一般在对重侧和轿厢侧都分别设有缓冲器。缓冲器的类型有弹簧型和液压型的，由于弹簧缓冲器受到撞击后需要释放弹性变形能，产生反弹，造成缓冲不稳，因此一般只用于额定速度1m/s以上的低速梯。液压缓冲器是以消耗能量的方式缓冲的，因此没有回弹现象，缓冲过程相对平稳，噪声又小，因此在快速和高速电梯中被普遍使用。
６．３终端超越保护装置
终端超越保护装置是为了防止电梯的电气系统失灵，轿厢越过上、下端站后仍继续运行，继而发生冲顶或撞底事故，而在轿厢导轨的上、下终端支架上安装的装置。一般由强迫减速开关、限位开关和极限开关部分以及相应的打板、碰轮、钢丝绳等组成。当电梯失控时，装在轿厢上的打板就会随轿厢的运行而与强迫减速开关的碰轮相按触，使开关内的接点发出指令信号，迫使电梯停驶。如果电梯不能停下来，接着限位开关动作，但电梯仍能应答层楼召唤，并可以向相反方向继续运行。此时如果电梯还是不能停下来，那么极限开关会动作，并断开电源，迫使电梯立即停止。■
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【参考文献】
［１］张琦.现代电梯构造与使用[M].北京:清华大学出版社;北京交通大学出版社，2004.9.
［２］叶安丽.电梯控制技术[M].北京:机械工业出版社，2007.7.
【关键词】现代电梯;电梯构造;电梯安全保护
1.曳引系统
曳引系统的作用是输出传递动力，从而使电梯完成向上或向下的运动。其主要组成部件有:曳引机、曳引绳、导向轮等。曳引机是电梯的主要能源装置和拖动机械，它驱动电梯的轿厢和对重装置作上、下运动。曳引机一般由曳引电动机、制动器、减速箱、曳引轮和底座组成。根据电动机与曳引轮之间是否有减速箱，可分为无齿轮曳引机和有齿轮曳引机。无齿轮曳引机没有减速箱，直接靠电动机作为动力，传动效率高、噪声小、传动平稳，但能耗大。交流无齿轮曳引机正普遍用于速度大于2m/s的高速或超高速电梯上。
２．导向系统
导向系统由导轨、导轨架和导靴共同组成。其作用是使对重和轿厢在井道中保持正确的运行路线，减少振动，在发生超速或坠落事件时能使轿厢卡死在导轨上避免事故发生。导轨对电梯的升降运行起导向作用，它限制轿厢和对重在水平方面的移动，保证轿厢与对重在井道中的相对位置，并防止由于轿厢的偏载而产生的倾斜。电梯井道中一般有四根导轨，其中两根作为对重架导向，另两根作为轿厢导向。导轨通过螺栓、螺母与压道板固定在导轨架上。导轨架是固定在井道中的支撑导轨的结构，导轨架之间的距离必须保证3～5m长的导轨上至少有2个以上的支撑导轨架。当安全钳动作时，导轨作为被夹持的支承件，支撑轿厢或对重。
３．门系统
电梯轿厢的门系统包括轿门、厅门、开关门系统及门保护装置等。它是电梯安全措施中重要的一环，能效地防止候梯人员坠落井道事故的发生，保护厢内人员不与井道发生碰撞。目前客梯广泛应用中分式开关门机构。为了保证电梯的安全运行，在轿门和厅门完全关闭后，电梯才允许起动。为此，在厅门上装设具有电气联锁功能的厅门门锁，其作用有两个:一是锁住厅门，使厅门只有用钥匙才能在厅外打开，二是通过门锁上的微动开关控制电梯控制回路的接通和断开，允许电梯起动或停止运行。
４．轿厢系统
电梯轿厢是运送乘客的装置，也是电梯中乘客能直接触到的部位，由轿厢架和轿厢体组成。
轿厢架由上梁、下梁和立梁组成。主要作用是固定和悬吊轿厢，是轿厢的主要承载构件。为了增强轿厢的刚度，并防止由于轿厢内载荷偏心造成轿厢分倾斜，电梯在轿架上设置有拉条，拉条一端固定在立梁上，另一端对称分布在下梁上。对于轿厢大的电梯还可在轿厢一侧立梁两边各设置两根拉条，此时两根拉条预紧力必须合适。设置良好的拉条可以分担轿厢底板近一半的载荷。
电梯的轿厢体一般由轿底、轿顶、轿壁和轿门组成。GB7588-2003规定，轿厢内部净高度不应小于2m，并详细规定了轿厢的有效面积、额定载重量，乘客人数。轿底是轿厢支撑负荷的组件，其前沿设有轿门地坎，地坎处装有一块垂直向下延伸的光滑档板，即护脚板，GB7588-2003规定其垂直部分的高度不应小于0.75m。轿底还安装了轿厢称重装置，当轿厢载荷超重时电梯不能起动，并发出报警声。而轿顶上，通常设有检修用的操纵及照明设备，还有安全窗，以便在发生故障时，检修人员能上到桥厢顶检修井道内的设备或乘梯人员通过安全窗撤离轿厢。轿顶也设有防护栏，以确保电梯维修人员的安全。轿厢顶和轿厢底有轿厢壁相连，轿厢壁应有一定的强度，根据国家标准规定即当一个300N的力从轿厢内向外垂直作用于轿厢壁的任何位置，并均匀分布于面积为5cm2的圆形或方形面积上时，轿厢壁应无永久变形或弹性变形不超过15cm。为此，在轿厢壁板的背面，有薄板压成槽钢状的加强筋，以提高它的机械强度。
５．重量平衡系统
重量平衡系统包括对重、补偿装置、补偿绳、补偿缆等。对重用钢丝绳通过曳引轮、导向轮与轿厢相连，在电梯运行中起到平衡轿厢及电梯负载重量并大大减少曳引电机拖动轿厢的功率消耗的作用。对重装置一般由对重架、对重块、导靴、缓冲器碰块、压块等组成。对重的重量值，必须严格按照电梯额定载重量的要求配置，即:对重的重量P(kg)=轿厢自重G(kg)+平衡系数K*额定载重Q(kg)，其中K的数值一般在0.45～0.55之间，取0.47较为合适，这样可以盡量使电梯接近最佳工作状态，也就是对重侧重量等于轿厢侧的重量，此时的电梯只需克服摩擦力便可运行。当电梯曳引高度超过30m时，曳引钢丝绳的差重会影响电梯运行的稳定性及平衡状态，所以需要增加补偿装置，可以有补偿链、补偿缆等。传统的补偿链装置由铁链和麻绳组成，麻绳穿在链环中，用以减少运行时铁链相互碰撞引起的噪声，一般用于速度小于1.75m/s的电梯。补偿缆是近几年发展起来的新型、高密度的补偿装置。其中间是低碳制成的环链，外面是用具有防火、防氧化的聚乙烯制成的护套。这种装置使电梯运行的噪声小，安全性、平稳性高，适用于中、高速电梯。
６．机械安全装置
电梯作为垂直交通工具，安全必须绝对保证。前面已介绍了厅门和轿门、安全触板、厅门门锁等安全措施。下面主要介绍限速器、安全钳、缓冲器及终端超越保护装置。
６．１限速器、安全钳
限速器能够反映轿厢或对重的实际运行速度，当电梯的运行速度达到或超过设定的极限值时(一般为额定速度的115%以上)，限速器停止运转，并借助绳轮中的摩擦力或夹绳机构提拉起安装在轿厢梁上的连杆机构，通过机械动作发出信号，切断控制电路，同时迫使安全钳动作，从而使轿厢强行制停在导轨上，只有当所有安全开关复位，轿厢向上提起时，安全钳才能释放，当安全钳没有恢复到正常状态时，电梯不能使用。所以限速器是电梯超速并在超速达到临界值时起检测及操纵作用。
６．２缓冲器
缓冲器是电梯极限位置的最后一道安全装置，当所有保护措施失效时，带有较大的速度与能量的轿厢便会冲向底层或顶层，造成机毁人亡的严重后果。设置缓冲器目的就是吸收、消耗轿厢能量。一般在对重侧和轿厢侧都分别设有缓冲器。缓冲器的类型有弹簧型和液压型的，由于弹簧缓冲器受到撞击后需要释放弹性变形能，产生反弹，造成缓冲不稳，因此一般只用于额定速度1m/s以上的低速梯。液压缓冲器是以消耗能量的方式缓冲的，因此没有回弹现象，缓冲过程相对平稳，噪声又小，因此在快速和高速电梯中被普遍使用。
６．３终端超越保护装置
终端超越保护装置是为了防止电梯的电气系统失灵，轿厢越过上、下端站后仍继续运行，继而发生冲顶或撞底事故，而在轿厢导轨的上、下终端支架上安装的装置。一般由强迫减速开关、限位开关和极限开关部分以及相应的打板、碰轮、钢丝绳等组成。当电梯失控时，装在轿厢上的打板就会随轿厢的运行而与强迫减速开关的碰轮相按触，使开关内的接点发出指令信号，迫使电梯停驶。如果电梯不能停下来，接着限位开关动作，但电梯仍能应答层楼召唤，并可以向相反方向继续运行。此时如果电梯还是不能停下来，那么极限开关会动作，并断开电源，迫使电梯立即停止。■
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【参考文献】
［１］张琦.现代电梯构造与使用[M].北京:清华大学出版社;北京交通大学出版社，2004.9.
［２］叶安丽.电梯控制技术[M].北京:机械工业出版社，2007.7.