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中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0106-01
电梯轿厢分级防墩底缓冲器主要针对当前电梯事故频发的状况，采用纯机械式方法、独立于现有电梯系统外的分级缓冲器。本缓冲器由液压缸、摇杆构成摇块机构和吸能弹簧组组成。它是电梯保护系统中提供最重要的保护装置之一，是电梯结构中重要的安全保护装置，即使其他所有电气、机械安全装置失效，或者电梯轿厢动力绳断裂或与限速器之间打滑时，是保护人员生命安全的最后一道防线。
一、缓冲原理分析
设计中的相关计算如下：
1.基本参数
设计中，同样采用了逆推的方法来确定缓冲器的选型和结构尺寸参数。预设以载有额定载荷10人的轿厢总重2750Kg的电梯为仿真分析对象，坠落坑底的最大速度为4.45m/s，则进入坑底的最大初始动能为27228焦耳，考虑人的生理极限，设定缓冲装置对轿厢产生的减速度为0.4g（即3.92）较为合适。对轿厢进行运动和受力分析，如图1所示：
由牛顿第三定律：
式中，Fn为两摆杆对轿厢的合力，M为轿厢总重，g为重力加速度，a为最大减速度（a=3.92）。计算得Fn=28600N
分析可得：
则缓冲器的最大缓冲力F为20223N，分析缓冲器结构：采用的高速液压缸缓冲装置如图2所示，主要由液压缸体、活塞、挡块、活塞杆、固定螺母、复位弹簧组成。其中活塞杆有四个台阶轴用来放置和固定活塞和挡块，螺母将活塞与活塞杆固定于一体。挡块为圆锥形，所以过流面积不断变化。
工作原理：当活塞杆走到行程末端时，挡块3被液压缸端部限位停止运动，而活塞2、活塞杆4，固定螺母5继续向前运动，这时，活塞与挡块形成节流缝隙，活塞与挡块之间的容腔压力增加，与活塞的惯性力和作用在活塞左端的液压力相对抗，从而达到缓冲的目的。根据不同的应用情况，可以方便的更换挡块的结构尺寸或结构形式，达到符合要求的缓冲效果。
2.缓冲装置计算
假设：油液不可压缩，节流系数Cd恒定，流动状态是紊流， 缓冲过程中进口压力不变；密封件摩擦阻力相对于惯性力很小，可忽略不计。在缓冲制动情况下（如图3所示），液压缸活塞的运动方程为：
在一般情况下，出口压力。由流量方程
可知
式中： ---缓冲腔内的缓冲压力（）A ---腔内的有效作用面积（）p1---进口压力（）A1---工作腔活塞的有效作用面积（）R--- 折算到活塞上的一切外部载荷， 包括重量及液压缸内外摩擦阻力在内（N）， 其作用方向与活塞的运动方向一致者取+号， 反之则取-号；S--- 活塞在缓冲过程中的瞬时缓冲缓冲位移（m）x---弹簧预压缩量（mm）k---弹簧刚度（N/mm ）G---折算到活塞上的一切運动部分的重量（N）g---重力加速度g=9.8a---活塞的减速度（）Q---通过节流缝隙的流量（）Ad---节流缝隙的通流面积（）ρ---液压油密度（）
缓冲行程计算公式：
式中，S为缓冲行程，为允许最大减速度，为碰撞速度。把轿厢的碰撞速度和减速度沿液压筒方向分解，得=3.147m/s，=2.772，代入公式解得1.786m。此行程为令轿厢制停的总行程，由于选用的六个缓冲器型号相同，所以，确定单个液压缸缓冲行程为0.35m。
由公式：6FS=W，缓冲器对外做的负功为42468.3焦耳，大于轿厢的初始动能，能够令轿厢安全制停。
二、电梯轿厢分级防墩底缓冲器主要结构和工作过程
（一）主要结构
本缓冲器由液压缸、摇杆构成摇块机构和吸能弹簧组组成。每一级的液压缓冲机构采用了两个对称分布的含有一个液压缓冲器的摇块机构，结构原理图如图4所示：
在电梯正常运行的下极限位置以下的井道壁上设置三级液压缓冲器，利用了杠杆原理和液压小孔节流原理，在杠杆支撑板受到电梯的推压之后，可将其重力势能和动能转化为液压缸的内能。
（二）工作过程
在电梯轿厢超过安全位置后，接触并挤压杠杆支撑板，通过轴承支座挤压气压桶，将电梯的机械势能转化为气压桶内能并达到缓降效果。在电梯轿厢底部到达第三级杠杆支撑板时，位于坑底的吸能弹簧组同时接触轿厢底部，可明显加强缓冲效果，再一次将机械势能转化为弹性势能，使电梯安全“着陆”。流程示意如图5所示：
本制动器应用于电梯系统，适用于所有拽引式电梯以及建筑施工电梯。随着当前各类高层电梯的广泛普及，本系统的核心技术依靠纯机械机构，结构简单，实用价值大，安全性可靠性高。可以从电梯速度、轿厢动力绳张力变化，为电梯乘客提供双层可靠保护。在未来的电梯安全应用方面可广泛推广。
电梯轿厢分级防墩底缓冲器主要针对当前电梯事故频发的状况，采用纯机械式方法、独立于现有电梯系统外的分级缓冲器。本缓冲器由液压缸、摇杆构成摇块机构和吸能弹簧组组成。它是电梯保护系统中提供最重要的保护装置之一，是电梯结构中重要的安全保护装置，即使其他所有电气、机械安全装置失效，或者电梯轿厢动力绳断裂或与限速器之间打滑时，是保护人员生命安全的最后一道防线。
一、缓冲原理分析
设计中的相关计算如下：
1.基本参数
设计中，同样采用了逆推的方法来确定缓冲器的选型和结构尺寸参数。预设以载有额定载荷10人的轿厢总重2750Kg的电梯为仿真分析对象，坠落坑底的最大速度为4.45m/s，则进入坑底的最大初始动能为27228焦耳，考虑人的生理极限，设定缓冲装置对轿厢产生的减速度为0.4g（即3.92）较为合适。对轿厢进行运动和受力分析，如图1所示：
由牛顿第三定律：
式中，Fn为两摆杆对轿厢的合力，M为轿厢总重，g为重力加速度，a为最大减速度（a=3.92）。计算得Fn=28600N
分析可得：
则缓冲器的最大缓冲力F为20223N，分析缓冲器结构：采用的高速液压缸缓冲装置如图2所示，主要由液压缸体、活塞、挡块、活塞杆、固定螺母、复位弹簧组成。其中活塞杆有四个台阶轴用来放置和固定活塞和挡块，螺母将活塞与活塞杆固定于一体。挡块为圆锥形，所以过流面积不断变化。
工作原理：当活塞杆走到行程末端时，挡块3被液压缸端部限位停止运动，而活塞2、活塞杆4，固定螺母5继续向前运动，这时，活塞与挡块形成节流缝隙，活塞与挡块之间的容腔压力增加，与活塞的惯性力和作用在活塞左端的液压力相对抗，从而达到缓冲的目的。根据不同的应用情况，可以方便的更换挡块的结构尺寸或结构形式，达到符合要求的缓冲效果。
2.缓冲装置计算
假设：油液不可压缩，节流系数Cd恒定，流动状态是紊流， 缓冲过程中进口压力不变；密封件摩擦阻力相对于惯性力很小，可忽略不计。在缓冲制动情况下（如图3所示），液压缸活塞的运动方程为：
在一般情况下，出口压力。由流量方程
可知
式中： ---缓冲腔内的缓冲压力（）A ---腔内的有效作用面积（）p1---进口压力（）A1---工作腔活塞的有效作用面积（）R--- 折算到活塞上的一切外部载荷， 包括重量及液压缸内外摩擦阻力在内（N）， 其作用方向与活塞的运动方向一致者取+号， 反之则取-号；S--- 活塞在缓冲过程中的瞬时缓冲缓冲位移（m）x---弹簧预压缩量（mm）k---弹簧刚度（N/mm ）G---折算到活塞上的一切運动部分的重量（N）g---重力加速度g=9.8a---活塞的减速度（）Q---通过节流缝隙的流量（）Ad---节流缝隙的通流面积（）ρ---液压油密度（）
缓冲行程计算公式：
式中，S为缓冲行程，为允许最大减速度，为碰撞速度。把轿厢的碰撞速度和减速度沿液压筒方向分解，得=3.147m/s，=2.772，代入公式解得1.786m。此行程为令轿厢制停的总行程，由于选用的六个缓冲器型号相同，所以，确定单个液压缸缓冲行程为0.35m。
由公式：6FS=W，缓冲器对外做的负功为42468.3焦耳，大于轿厢的初始动能，能够令轿厢安全制停。
二、电梯轿厢分级防墩底缓冲器主要结构和工作过程
（一）主要结构
本缓冲器由液压缸、摇杆构成摇块机构和吸能弹簧组组成。每一级的液压缓冲机构采用了两个对称分布的含有一个液压缓冲器的摇块机构，结构原理图如图4所示：
在电梯正常运行的下极限位置以下的井道壁上设置三级液压缓冲器，利用了杠杆原理和液压小孔节流原理，在杠杆支撑板受到电梯的推压之后，可将其重力势能和动能转化为液压缸的内能。
（二）工作过程
在电梯轿厢超过安全位置后，接触并挤压杠杆支撑板，通过轴承支座挤压气压桶，将电梯的机械势能转化为气压桶内能并达到缓降效果。在电梯轿厢底部到达第三级杠杆支撑板时，位于坑底的吸能弹簧组同时接触轿厢底部，可明显加强缓冲效果，再一次将机械势能转化为弹性势能，使电梯安全“着陆”。流程示意如图5所示：
本制动器应用于电梯系统，适用于所有拽引式电梯以及建筑施工电梯。随着当前各类高层电梯的广泛普及，本系统的核心技术依靠纯机械机构，结构简单，实用价值大，安全性可靠性高。可以从电梯速度、轿厢动力绳张力变化，为电梯乘客提供双层可靠保护。在未来的电梯安全应用方面可广泛推广。