摘要：隨著人們生活水平的提高，電梯的使用越來(lái)越普及。如何改變電梯的設(shè)計(jì)布局來(lái)提高建筑物的空間利用率，是電梯設(shè)計(jì)人員一直在研究的問(wèn)題，因而提出了側(cè)置式機(jī)房電梯的設(shè)計(jì)。文章通過(guò)對(duì)側(cè)置式機(jī)房電梯的設(shè)計(jì)分析，提出常規(guī)機(jī)房電梯和側(cè)置式機(jī)房電梯的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)側(cè)置式機(jī)房電梯的意義、實(shí)用性分析，解決設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些重點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：側(cè)置式機(jī)房；電梯設(shè)計(jì)；高層建筑；有機(jī)房電梯；無(wú)機(jī)房電梯 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TU976 文章編號(hào)：1009-2374（2017）04-0017-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.009

電梯已經(jīng)是樓房中不可缺少的垂直交通工具，它的使用率幾乎與汽車(chē)相同。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，城市中對(duì)于側(cè)置式機(jī)房電梯的使用量越來(lái)越多。基于此，文章以側(cè)置式機(jī)房電梯的設(shè)計(jì)為中心，分幾個(gè)部分展開(kāi)了細(xì)致的分析和探討，提供了一些優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)理論。

1 設(shè)計(jì)側(cè)置式機(jī)房電梯的意義

常用電梯有有機(jī)房電梯和無(wú)機(jī)房電梯。因?yàn)橛袡C(jī)房電梯要在井道頂再建設(shè)一個(gè)機(jī)房，對(duì)于有樓層限高的用戶(hù)來(lái)說(shuō)是不能實(shí)現(xiàn)的；無(wú)機(jī)房電梯是沒(méi)有機(jī)房的，因?yàn)榭紤]電梯的使用與維修的安全性，只適合載重小、樓層低的用戶(hù)，因此研發(fā)一種側(cè)置式機(jī)房電梯能滿(mǎn)足因樓層限高、載重量大、樓層高的用戶(hù)。

2 常規(guī)電梯與側(cè)置式機(jī)房電梯的特點(diǎn)

2.1 常規(guī)電梯的特點(diǎn)

有機(jī)房電梯是把曳引機(jī)、控制柜、限速器等部件安裝在機(jī)房?jī)?nèi)。無(wú)機(jī)房電梯是相對(duì)于有機(jī)房電梯而言的，也就是說(shuō)，用新型的設(shè)計(jì)方式把機(jī)房安裝的部件，安裝在頂層、底坑、井道側(cè)邊等位置，從而取消了傳統(tǒng)的機(jī)房。可是有機(jī)房電梯要在建筑上增加機(jī)房的成本，無(wú)機(jī)房電梯可以省去機(jī)房，降低建筑上的成本，但存在噪音、震動(dòng)、故障維修及人員救援等方面因素。

2.2 側(cè)置式機(jī)房電梯的特點(diǎn)

側(cè)置式機(jī)房電梯的設(shè)計(jì)圖如圖1所示，通過(guò)圖1可知側(cè)置式機(jī)房電梯具備的特點(diǎn)，即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及整體布局上相對(duì)于常規(guī)的電梯要復(fù)雜很多，故此側(cè)置式機(jī)房電梯對(duì)于制造工藝的要求很高，需要在制造的過(guò)程中加強(qiáng)質(zhì)量方面的控制。

3 側(cè)置式機(jī)房電梯的設(shè)計(jì)

3.1 電梯整體布置的設(shè)計(jì)

側(cè)置式機(jī)房電梯根據(jù)機(jī)房布置可以分為頂層側(cè)置式機(jī)房電梯、中層側(cè)置式機(jī)房電梯、首層側(cè)置式機(jī)房電梯，下面一起探討不同機(jī)房的優(yōu)缺點(diǎn)。

3.1.1 頂層側(cè)置式機(jī)房電梯又可分頂層左側(cè)置式機(jī)房電梯、頂層右側(cè)置式機(jī)房電梯、頂層后側(cè)置式機(jī)房電梯，頂層左、右側(cè)置式機(jī)房電梯在轎架整體結(jié)構(gòu)上沒(méi)有改變，只有在開(kāi)門(mén)方向上有改變，頂層后側(cè)置式機(jī)房電梯在轎架整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上增加了一個(gè)向后導(dǎo)向的上梁裝置來(lái)滿(mǎn)足后置機(jī)房的導(dǎo)向。主要的缺點(diǎn)有機(jī)房設(shè)置在頂層對(duì)于維修與安裝增加了不方便性，優(yōu)點(diǎn)是降低了電梯運(yùn)行時(shí)噪音的影響。

3.1.2 中層側(cè)置式機(jī)房電梯又可分中層左側(cè)置式機(jī)房電梯、中層右側(cè)置式機(jī)房電梯、中層后側(cè)置式機(jī)房電梯，轎架、開(kāi)門(mén)方向的設(shè)計(jì)與頂層側(cè)置式機(jī)房電梯的相同，主要的缺點(diǎn)有機(jī)房設(shè)置在中層增加了鋼絲繩的長(zhǎng)度優(yōu)點(diǎn)是降低了電梯機(jī)房的溫度，提高了機(jī)房部件的使用壽命。

3.1.3 首層側(cè)置式機(jī)房電梯又可分首層左側(cè)置式機(jī)房電梯、首層右側(cè)置式機(jī)房電梯、首層后側(cè)置式機(jī)房電梯，轎架、開(kāi)門(mén)方向的設(shè)計(jì)與頂層側(cè)置式機(jī)房電梯的相同，主要的缺點(diǎn)有機(jī)房設(shè)置在首層噪音影響比較大，優(yōu)點(diǎn)是維修與安裝比較方便，亦降低了電梯機(jī)房的溫度，延長(zhǎng)了機(jī)房部件的使用壽命。

3.2 曳引機(jī)安裝的設(shè)計(jì)

電梯曳引機(jī)是電梯的主要驅(qū)動(dòng)裝置。主要是把驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳到導(dǎo)向裝置中，從而使電梯運(yùn)行。由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速箱、曳引輪等組成。曳引鋼絲繩通過(guò)曳引輪一端連接轎廂，一端連接對(duì)重裝置。側(cè)置式機(jī)房電梯曳引機(jī)的選用，都是按常規(guī)的。但在安裝時(shí)，由于機(jī)房設(shè)置在井道側(cè)邊，為了保證曳引機(jī)的設(shè)計(jì)受力向下，在曳引機(jī)的左右兩邊設(shè)置導(dǎo)向輪。

3.3 限速器與夾繩器聯(lián)動(dòng)的設(shè)計(jì)

電梯限速器是電梯安全部件之一。每臺(tái)電梯必須要設(shè)備一套的，可分手動(dòng)復(fù)位限速器與自動(dòng)復(fù)位限速器。側(cè)置式機(jī)房電梯的機(jī)房設(shè)置在井道的側(cè)邊，只能選擇自動(dòng)復(fù)位限速器，在動(dòng)作時(shí)能在控制柜上遠(yuǎn)程復(fù)位。

電梯夾繩器是電梯安全部件，主要作用是當(dāng)限速器發(fā)出上行超速信號(hào)時(shí)，它直接將制動(dòng)力作用于曳引鋼絲繩上，從而停止電梯的運(yùn)行。

限速器是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，夾繩器是制停系統(tǒng)，兩者是配套使用的，現(xiàn)在兩者的聯(lián)動(dòng)是通過(guò)鋼絲繩連接的，如果兩者安裝的距離比較近，將較容易實(shí)現(xiàn)通過(guò)鋼絲繩連接聯(lián)動(dòng)的，但如果兩者安裝的距離比較遠(yuǎn)，則不能通過(guò)鋼絲繩連接聯(lián)動(dòng)。對(duì)于側(cè)置式機(jī)房電梯就是兩者安裝的距離比較遠(yuǎn)，限速器安裝在井道的頂部，夾繩器安裝在井道側(cè)邊的機(jī)房?jī)?nèi)，為了實(shí)現(xiàn)兩者的聯(lián)動(dòng)，在夾繩器端安裝一個(gè)220V的電磁鐵開(kāi)關(guān)，當(dāng)限速器發(fā)出上行超速信號(hào)時(shí)，給電給電磁鐵使電磁鐵開(kāi)關(guān)吸合，從而拉動(dòng)夾繩器制動(dòng)開(kāi)關(guān)，使制動(dòng)力作用于曳引鋼絲繩上，停止電梯的運(yùn)行。

3.4 電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.4.1 控制系統(tǒng)。目前市面上的電梯控制系統(tǒng)多種多樣，選擇合適的控制系統(tǒng)，要考慮到電梯的安全性、舒適性、智能性、維修等問(wèn)題，本電梯是通過(guò)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選用了型號(hào)NICE1000變頻器，其在使用中、安裝中、維修中都給我們提供了網(wǎng)絡(luò)化的功能。

3.4.2 主要電氣元件類(lèi)型。

第一，接觸器計(jì)算：

按額定載重量：3000kg、額定速度：0.5m/s的計(jì)算，選用接觸器型號(hào)為GMC-50，其參數(shù)為：

線(xiàn)圈電壓：220V、50Hz

主觸點(diǎn)額定電流：63A

額定電壓：380V

主觸點(diǎn)數(shù)量：3對(duì)

輔助觸點(diǎn)數(shù)量：1常開(kāi)、1常閉

驗(yàn)算：

主觸點(diǎn)額定電壓Vec=660V，

線(xiàn)路額定電壓Vex=380V

Vec>Vex

公式：Ic=

式中：Ve為電動(dòng)機(jī)額定線(xiàn)電壓（V）；Iec為被選定的接觸器額定電流；Pe為被控電動(dòng)機(jī)功率（kW）；Ic為接觸器主觸點(diǎn)電流；K為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，一般取1～1.4，現(xiàn)取1.2。

代入公式：

Ic==41.6A

Ie=63A>Ic

結(jié)論：可靠。

第二，開(kāi)、關(guān)門(mén)接觸器計(jì)算：

開(kāi)關(guān)門(mén)電機(jī)功率P1=120W，電阻消耗功率P2=200W

開(kāi)關(guān)門(mén)電流Ic=P1+P2=320≈3A

V110

選用接觸器型號(hào)：LC1-D129/220

線(xiàn)圈電壓：AC220V

電流：12A>3A

結(jié)論：可靠。

第三，變壓器計(jì)算：

變壓器所需容量（VA）：Sb

控制電路最大負(fù)載所需功率（VA）：∑Sxc

變壓器容量的儲(chǔ)備系數(shù)：KB=1.1～1.25

所有同時(shí)啟動(dòng)的接觸器、中間繼電器在起動(dòng)時(shí)所需總功率（VA）：∑Sjq

同時(shí)吸合的接觸器數(shù)量：3個(gè)，吸持功率：32VA，起動(dòng)功率：230VA

同時(shí)吸合的中間繼電器數(shù)量：5個(gè)，吸持功率：12VA，起動(dòng)功率：75VA

門(mén)系統(tǒng)功率：290VA

制動(dòng)器消耗功率：120VA

微機(jī)功率：60VA

信號(hào)顯示功率：50VA

∑Sxc=32×3+12×5+2×290+120+80+50=974（VA）

∑Sjq=230×3+75×5+2×290+120+80+50=1795（VA）

變壓器容量Sb要符合下述兩個(gè)公式：

公式（1）：Sb1=KB∑Sxc=1.25×974=1217.5（VA）

公式（2）：Sb2=0.6∑Sxc=0.25∑Sjq+110

=0.6×974+0.25×1795+110

=1143.15（VA）

所選用的電源變壓器選型號(hào)為：BK-2000

容量：2000VA

結(jié)論：可靠。

第四，主回路與控制回路導(dǎo)線(xiàn)截面的選用：

根據(jù)《家用和類(lèi)似用途電器的安全》（GB 4706.1-2005）的標(biāo)準(zhǔn)：家用電器額定電流≤6A，使用的導(dǎo)線(xiàn)標(biāo)稱(chēng)截面積為0.75mm2；電器額定電流為40～52時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)標(biāo)稱(chēng)截面積為10mm2。

由以上計(jì)算可知：主回路額定電流I≈43A

控制回路額定電流I≤6A

本電梯選用主回路導(dǎo)線(xiàn)截面積：10mm2

本電梯選用控制回路導(dǎo)線(xiàn)截面積：1mm2

結(jié)論：可靠。

第五，主電源開(kāi)關(guān)計(jì)算：

按正常的情況，電梯的異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)候的電流，會(huì)比正常運(yùn)行的電流大。在以往工作的經(jīng)驗(yàn)和結(jié)合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主電源開(kāi)關(guān)的額定電流在選用時(shí)，都會(huì)是電機(jī)電流的1.2～1.5倍，現(xiàn)取1.4倍，電機(jī)額定電流Ied=43A。

主電源開(kāi)關(guān)額定電流I=1.4×43=60（A）

選用電源開(kāi)關(guān)型號(hào)為DZ20J-100，脫扣器額定電流：60A。

結(jié)論：可靠。

3.5 電梯主要零部件選擇原則

側(cè)置式機(jī)房電梯在主要部件的選擇上，較傳統(tǒng)的電梯具有更高的要求，對(duì)于側(cè)置式機(jī)房電梯而言，在使用中如果出現(xiàn)損壞，需要更換或者維修相對(duì)十分麻煩，因此對(duì)于側(cè)置式機(jī)房電梯的設(shè)計(jì)者而言，在主要部件的選擇時(shí)，就必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定以及實(shí)際的使用場(chǎng)景，進(jìn)行最合理的主要部件選擇，保障側(cè)置式機(jī)房電梯其主要部件的使用壽命，減少其維修次數(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，側(cè)置式機(jī)房電梯其在形式上較之傳統(tǒng)的電梯在其結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)以及布局上都實(shí)現(xiàn)了很大程度上的突破，是一種極其先進(jìn)的設(shè)計(jì)方式。

作者簡(jiǎn)介：陳波（1980-），男，廣東廉江人，廣東東日電梯有限公司電氣工程師，研究方向：電梯電氣。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）