陳中赟 茆海洋 馮 達(dá)

（湖州特種設(shè)備檢測(cè)中心，浙江 湖州 313000）

1 液壓電梯發(fā)展歷程及特點(diǎn)

1.1 液壓電梯簡(jiǎn)介

液壓電梯的發(fā)展可以追溯到19世紀(jì)60年代。1845年，威廉·湯姆遜制造了世界上第一臺(tái)水力液壓電梯。后來伴隨著電氣技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)制和曳引電梯應(yīng)運(yùn)而生，使得液壓電梯的發(fā)展趨于沉寂。二戰(zhàn)后，液壓技術(shù)的發(fā)展使得液壓電梯的突飛猛進(jìn)，尤其在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家使用比較普遍，液壓電梯生產(chǎn)安裝量居首位。

現(xiàn)代液壓電梯發(fā)展迅速，在市場(chǎng)上成熟并得到應(yīng)用的電梯液壓技術(shù)有以下形式：電磁開關(guān)集成流量控制閥控制系統(tǒng)，電液比例集成流量閥控制系統(tǒng)，VVVVF變頻變壓控制系統(tǒng)。閥控和液壓技術(shù)歐洲領(lǐng)先，在變頻變壓方面日本領(lǐng)先，近年來歐洲變頻電梯也取得了快速發(fā)展。

目前國(guó)內(nèi)液壓電梯基本采用歐洲幾家專業(yè)液壓電梯制造廠的液壓系統(tǒng)、意大利GMV（捷安）、瑞士 BERINGER（貝林格）、BUCHER（布赫）、德國(guó)LESTRITZ（力杰仕）。

1.2 液壓電梯結(jié)構(gòu)及工作原理

液壓電梯主要有內(nèi)嚙合齒輪泵，異步電動(dòng)機(jī)，變頻器，儲(chǔ)壓器，油箱，轎廂位置，倒拉缸，滑輪組，支承導(dǎo)軌，回流液，分配閥，壓力傳感器，和轎廂這些主要部件組成。

工作原理：轎廂處于最高停止位置，能量以勢(shì)能的形式儲(chǔ)備在電梯轎廂上，電梯處于最低停止位置，轎廂的勢(shì)能被轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)壓器壓力。

1.3 液壓電梯的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

1.3.1 安裝方便——機(jī)房在井道底部附近，少了曳引機(jī)、控制柜、對(duì)重的吊裝和安裝。

1.3.2 維修費(fèi)用少——采用油作為介質(zhì)，各部分自行潤(rùn)滑，減少磨損。

1.3.3 應(yīng)急操作方便——在停電和其他異常情況下，使用緊急操作下降閥和手動(dòng)泵。

1.3.4 提高建筑物有效利用空間——多數(shù)無(wú)平衡重，井道截面積較小。

1.3.5 改善建筑物受力狀況——大多數(shù)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)不施加垂直壓力，主要的垂直載荷通過油缸作用在建筑物地基上，對(duì)井道承重強(qiáng)度要去降低。

1.3.6 結(jié)構(gòu)緊湊——在主參數(shù)相同情況下，比曳引電梯體積重量小。

1.3.7 機(jī)房位置靈活——泵站與油缸管路連接。

1.3.8 適用于大載重——對(duì)于多層大載重貨梯，液壓電梯具有明顯優(yōu)越性，成本低。

1.3.9 適用于危險(xiǎn)場(chǎng)合——直頂液壓電梯無(wú)鋼絲繩滑輪和安全鉗，不會(huì)產(chǎn)生火花，可用于易爆危險(xiǎn)場(chǎng)合。

缺點(diǎn)：

提升高度小——由于輸入功率控制及結(jié)構(gòu)條件限制，一般速度在1.0m/s以下，提升高度在40m以內(nèi)。

輸入功率大——如無(wú)平衡重系統(tǒng)，液壓電梯電機(jī)功率為曳引電梯功率的2.5-3倍，配電容量相應(yīng)增大，雖然電機(jī)只在上行工作，但能量消耗至少為同等曳引電梯的2倍左右。

溫度及載荷的變化對(duì)起制動(dòng)有影響，動(dòng)態(tài)速度隨環(huán)境變化，增加控制難度。

由于油溫變化和泄露等因素，轎廂較長(zhǎng)時(shí)間停站會(huì)產(chǎn)生下沉，因此需要采取措施防止轎廂沉降。

1.4 液壓電梯的發(fā)展方向和面臨挑戰(zhàn)

驅(qū)動(dòng)功率大和能量消耗大是液壓電梯最顯著的缺點(diǎn)，在全社會(huì)日益關(guān)注節(jié)能降耗的今天，節(jié)能技術(shù)的研究和推廣成為液壓電梯主要的發(fā)展方向。例如：

1.4.1 變頻調(diào)速液壓電梯。采用變頻調(diào)速技術(shù)的液壓容積調(diào)速系統(tǒng)，極大地促進(jìn)了的液壓電梯節(jié)能技術(shù)進(jìn)步。

1.4.2 帶機(jī)械配重的液壓電梯。

1.4.3 帶蓄能器的液壓電梯。

在中國(guó)，電梯市場(chǎng)起步比較晚，液壓電梯數(shù)量占電梯總量的比例不超過1%。一方面，國(guó)內(nèi)中高層建筑蓬勃發(fā)展，曳引式電梯是電梯市場(chǎng)的主力軍。另一方面，由于液壓電梯市場(chǎng)份額過小，國(guó)內(nèi)電梯企業(yè)對(duì)液壓電梯開發(fā)資金和人才的投入不足，液壓系統(tǒng)部分一直采用國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品，很大程度上影響了液壓電梯的竟?fàn)幜Α?/p>

更為重要的是，無(wú)機(jī)房曳引式電梯出現(xiàn)，使得傳統(tǒng)液壓電梯在機(jī)房靈活布置上的優(yōu)勢(shì)蕩然無(wú)存。目前，無(wú)機(jī)房電梯還不可能完全取代液壓電梯，除了機(jī)房靈活布置外的一些固有優(yōu)勢(shì)，尤其在大載重量、安全性、價(jià)格等方面，相對(duì)曳引式電梯和無(wú)機(jī)房電梯而言，液壓電梯還具備一些優(yōu)勢(shì)。

2 液壓電梯的特點(diǎn)

2.1 液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)

液壓電梯主要依靠液壓傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)是利用密封工作容積內(nèi)液體的壓力能來完成由原動(dòng)機(jī)向工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行能量或動(dòng)力的傳遞或轉(zhuǎn)換，工作介質(zhì)是液壓油，一般有密度、可壓縮性、粘度等參數(shù)來描述。

粘度分為動(dòng)力粘度，運(yùn)動(dòng)粘度和相對(duì)粘度，單位為Pas(帕秒)或Ns/m^2(牛 秒/米^2)或恩氏粘度E來表示。相對(duì)粘度與運(yùn)動(dòng)粘度的換算：ν=（7.31E-6.31/E）╳ 10^-6(m^2/s)

溫度對(duì)粘度影響很大，當(dāng)油液溫度上升時(shí)，粘度顯著下降。通常在溫度高，使用頻繁的時(shí)使用粘度高的液壓油；運(yùn)動(dòng)速度高，采用粘度低的液壓油；系統(tǒng)壓力高的宜采用粘度高的液壓油，這是重要的粘溫特性。

2.2 液壓電梯的驅(qū)動(dòng)調(diào)速特點(diǎn)

液壓電梯的速度控制實(shí)際上是液壓系統(tǒng)的流量控制。液壓系統(tǒng)得流量控制理論上有兩種基本方式，容積調(diào)速控制和節(jié)流調(diào)速控制。

容積調(diào)速利用變量泵對(duì)進(jìn)入液壓缸的流量進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)電梯運(yùn)行速度進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速的系統(tǒng)。容積調(diào)速具有功率損耗小，效率高，系統(tǒng)發(fā)熱少等優(yōu)點(diǎn)，也存在早期調(diào)速精度低，系統(tǒng)響應(yīng)慢，調(diào)速系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜的缺點(diǎn)。

節(jié)流調(diào)速是利用節(jié)流的方法來調(diào)節(jié)主油路和旁油路兩條并聯(lián)油路的相對(duì)液阻，把節(jié)流閥串聯(lián)在液壓泵與執(zhí)行元件之間，此時(shí)必須在液壓泵與節(jié)流閥之間并聯(lián)一溢流閥。調(diào)節(jié)節(jié)流閥，可使進(jìn)入液壓缸的流量改變，由于定量泵供油，多余的油液必須從溢流閥溢出。這樣，節(jié)流閥才能達(dá)到調(diào)節(jié)液壓缸速度的目的。節(jié)流調(diào)速是液壓電梯中廣泛應(yīng)用、技術(shù)最成熟的流量控制系統(tǒng)。

3 液壓系統(tǒng)安全防護(hù)的特殊要求

3.1 滿載壓力

液壓電梯的滿載壓力是指當(dāng)載有額定載重量的轎廂停靠在最高層站位置時(shí)，施加到直接與液壓頂升機(jī)構(gòu)連接的管路上的靜壓力。

3.2 液壓缸抗拉強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求

（1）缸筒和柱塞的安全系數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：在由2.3倍滿載壓力所產(chǎn)生的力的作用下，或在懸掛機(jī)構(gòu)斷裂工況產(chǎn)生的力作用下，應(yīng)保證安全系數(shù)在材料屈服強(qiáng)度為Rp0.2時(shí)的安全系數(shù)不低于1.7；（2）液壓缸在拉伸載荷作用下的設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足：在由1.4倍滿載壓力所產(chǎn)生的力的作用下，應(yīng)該保證對(duì)于材料屈服強(qiáng)度Rp0.2的安全系數(shù)不小于2。

3.3 液壓油過熱保護(hù)

（1）液壓電梯應(yīng)具有溫度檢測(cè)裝置。（2）在符合以下條件時(shí)，該裝置應(yīng)該停止驅(qū)動(dòng)主機(jī)的運(yùn)行并保持其停止?fàn)顟B(tài)。（3）液壓電梯應(yīng)該在充分冷卻后才能自動(dòng)恢復(fù)上行運(yùn)行。

3.4 液壓系統(tǒng)濾油器

油箱與液壓泵之間的回路中以及截止閥與下行方向閥之間的回路上應(yīng)安裝濾油器或類似裝置。

3.5 電氣防沉降系統(tǒng)

由于液壓系統(tǒng)可能存在的泄漏，造成液壓缸柱塞的下降，使靜止?fàn)顟B(tài)的轎廂離開平層位置，引起液壓電梯故障甚至產(chǎn)生危險(xiǎn)狀態(tài)，因此，液壓電梯應(yīng)該設(shè)置防止轎廂沉降的措施，限制轎廂從平層位置沉降的深度。防沉降措施作用范圍是層站以下0.12m到開鎖區(qū)下限（層站以下0.2m或0.35m）。常用防沉降措施有棘爪裝置和電氣防沉降系統(tǒng)。

結(jié)束語(yǔ)

液壓電梯有著鮮明的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，如果國(guó)內(nèi)廠家能夠?qū)崿F(xiàn)科技和工業(yè)突破，開發(fā)出自主產(chǎn)權(quán)的液壓系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能技術(shù)的突破，那么我們相信液壓電梯在中國(guó)還是大有用武之地的。

[1] 液壓電梯[S].JG 5071-1996.

[2] 《電梯制造與安裝安全規(guī)范》，GB 7588-2003[S].

[3] 《液壓電梯制造與安裝安全規(guī)范》[S].GB 21240-2007.

[4] 液壓電梯型式試驗(yàn)細(xì)則，TSG T7006-05.

[5] 電梯液壓泵站型式試驗(yàn)細(xì)則，TSG T7022-05.