許賢波

（廣東吉榮電梯有限公司 廣東揭陽 515527）

摘要：隨著我國人們生活水平的不斷提升，城市建筑的現代化水平也不斷提升。電梯作為現代建筑中的常見設備，不但使得人們的出行更加方便，同時也成為智能化建筑的標準配置。電梯作為一種運輸工具，保護乘客的生命及財產安全是其重要的設計目標，必須要遵循《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中的相關標準，明確設計目標，然后再進行技術評價和專家評估，從而提高設計的科學性。

關鍵詞：電梯；機械裝置；結構設計

隨著建筑結構以及類型的不斷發(fā)展，電梯的規(guī)格和使用范圍也不斷擴大。電梯作為現代高層建筑中的重要配套設施，必須要從各方面確保電梯的使用性能，尤其是電梯的安全性能，從而避免電梯安全事故的出現。我國電梯系統(tǒng)經過多年研發(fā)后雖然取得了一定的效果，但與國外相比仍有一些差距。近些年來，電梯安全事故頻發(fā)也讓人們逐漸重視電梯的安全性能，對電梯設計提出了更加苛刻的要求。

一、電梯機械結構分析

1.動力系統(tǒng)

電梯動力系統(tǒng)主要負責將轎廂通過牽引輸送至用戶選定的層樓，該系統(tǒng)主要是由曳引機、曳引繩、導向輪等設備組成的[1]。根據電動機與曳引輪之間有無減速箱的存在，大致可以分為有齒輪曳引機和無齒輪曳引機兩種。有齒輪曳引機轉速高，通過減速箱帶動減速，有齒輪曳引機廣泛用在運行速度小于2m/s的各種貨梯、客梯、雜物電梯上。為了減小曳引機運行時的噪聲和提高平穩(wěn)性，減速箱通常采用蝸輪蝸桿傳動裝置，這種傳動方式具有傳動比大、結構緊湊、傳動平穩(wěn)的優(yōu)點。無齒輪曳引機使用變頻技術，直接將電動機的動力用于曳引，無需減速箱進行減速。它具有傳動效率高、噪聲小、傳動平穩(wěn)等優(yōu)點但是造價成本相對較高，且維護較為復雜。隨著變頻變壓技術的發(fā)展，目前無齒輪永磁同步曳引機已經得到廣泛應用。

2.導向系統(tǒng)

導向系統(tǒng)主要實現對轎廂與對重間行徑自由度的控制，從而確保轎廂與對重處于相對平衡的位置，進而保障轎廂按照預期線路行駛，避免轎廂活動等現象的出現。若轎廂與對重之間的距離過于接近，可能出現晃動或者碰撞[2]。當停電、牽引繩打滑等現象出現時，能夠保障轎廂停留在軌道上，避免轎廂下落等現象的發(fā)生，保障乘客的生命安全。

3.門系統(tǒng)

門系統(tǒng)主要作用就是保持轎廂達到目標層樓時保持打開或者閉合的狀態(tài)，避免乘客被轎廂門夾住。轎廂門必須要在電梯啟動前關閉，門鎖上配置的電路開關能夠實現轎廂門的自動打開或關閉，從而符合電梯的運行狀況[3]。這種保護裝置能夠保障乘客在沒有全部進入或者離開電梯情況下一直保持打開的狀態(tài)，并阻斷電梯的正常運行，保障乘客的出入安全。

4.平衡系統(tǒng)

平衡系統(tǒng)主要由對重、補償裝置以及其他補償電纜等設備組成。轎廂是由鋼絲繩及曳引輪連接對重實現運動，同時能夠保障電梯在運行過程中與對重保持平衡狀態(tài)。對重的重量需要根據電梯額定載重量進行配置，從而保障電梯運行狀態(tài)的穩(wěn)定性[4]。

5.轎廂系統(tǒng)

電梯轎廂主要是用來裝載乘客及貨物的設備，并配置出入門的結構，乘客和貨物能夠直接與轎廂接觸。轎廂主要由轎架以及轎廂等結構組成，且轎頂必須能夠承載三個維修人員的體重，從而實現維修、養(yǎng)護等工作。此外，轎頂還應當配備轎頂檢修盒，從而提高檢修工作的科學性與效率。

二、電梯機械裝置結構安全設計的影響因素

電梯機械裝置結構安全設計受到許多因素的影響，首先產品設計人員需要聽取各部門的意見，同時還需要參與產品的制造，積累相關經驗[5]。產品設計除了需要滿足國家相關部門的要求質量要求外，同時還需要滿足不同類型建筑的要求，從而提高客戶的滿意度。用戶的要求對于電梯機械裝置安全設計也有一定的影響，不同類型的用戶對于電梯的要求都不一樣，部分用戶要求電梯具有較高的安全性，部分用戶對于電梯操作性能的要求較高，部分用戶對于電梯的承載力要求較高，不同用戶提出的要求都會間接影響電梯機械結構安全設計。隨著電梯適用范圍的擴大，許多特殊的地方也引入了電梯結構，包括醫(yī)院手術室的專用電梯、教學樓的電梯等，這些電梯對于安全級別、承載數量以及舒適度的要求各不相同，根據使用地點的特點對于電梯機械結構的設計也有一定的影響。

三、電梯機械裝置結構安全設計分析

1.動力系統(tǒng)的安全設計

目前建筑中常用的電梯有曳引式電梯、液壓式電梯以及鏈輪式電梯，不同類型的電梯都有其特殊的優(yōu)勢，在設計過程中可以根據建筑特點以及功能需求來合理選擇驅動模式。一般電梯的使用場所多為人流量較大的地方，每次承載人數較多，考慮到安全問題，電梯的運行速度一般較慢。

2.導向系統(tǒng)

導向系統(tǒng)限制轎廂對重的活動自由度，它的作用在于能夠讓轎廂在井道中按照正確的路線運行，避免過多的振動。而當出現緊急情況時，可以將轎廂牢牢卡住在導軌上。若電梯運行過程中轎廂下降或上行速度達到115%額定速度時，限速器就會自動停止運行，且利用繩輪上的摩擦力將轎廂梁中的連桿機構拉齊，在機械動作下發(fā)出信號，實現控制電路的有效的切斷，并促使安全鉗動作，強制性將轎廂停留在導軌，從而實現制動的目的。當全部的安全開關產生復位時，轎廂往上提起后釋放安全鉗，直到安全鉗恢復到正常后才能再次使用電梯。通過限速器與安全鉗的使用，能有效保證故障電梯中人們的安全。

3.門系統(tǒng)

轎廂門故障多是無法正常打開或閉合，因此現代許多電梯采用了安全光幕保護措施，但是在設計時也需要考慮到光幕消失的情況。為了避免有人誤進井道而出現事故，電梯門必須加入連鎖裝置，轎廂未到開門區(qū)域之前無法自行打開電梯門。

4.平衡系統(tǒng)

一般情況下，對重的作用只能起到相對平衡，只有轎廂的載重量達到50%的額定載重量時，對重一側和轎廂一側才處于完全平衡，這時的載重量稱電梯的平衡點。這時由于曳引繩兩端的靜荷重相等，使電梯處于最佳的工作狀態(tài)。但是在電梯運行中的大多數情況曳引繩兩端的荷重是不相等的，是變化的。在電梯運行中，對重的相對平衡作用在電梯升降過程中還在不斷的變化。當轎廂位于最低層時，曳引繩本身存在的重量大部分都集中在轎廂側；相反，當轎廂位于頂層時，曳引繩的自身重量大部分作用在對重側，還有電梯上控制電纜的自重，也都對轎廂和對重兩側的平衡帶來變化，也就是轎廂一側的重量Q與對重一側的重量W的比例Q/W在電梯運行中是變化的。尤其當電梯的提升高度超過30m時，這二側的平衡變化就更大，因而必須增設平衡補償裝置來減弱其變化。平衡補償裝置是懸掛在轎廂和對重的底面，在電梯升降時，其長度的變化正好與曳引繩長度變化對重相反，當轎廂位于最高層時，曳引繩大部分位于對重側，而補償鏈（繩）大部分位于轎廂側；而當轎廂位于最低層時，情況與上正好相反，這樣轎廂一側和對重一側就起到了平衡的補償作用，保證了對重起到的相對平衡。針對電梯平衡系統(tǒng)的特點，需要根據電梯最大負荷的重量合理選擇對重，并根據實際需要配置補償鏈（繩），才能夠保持轎廂與對重之間的平衡，且兩者之間要保持科學的距離，不能過大或過小，不然可能引發(fā)能耗加大或轎廂振動的現象發(fā)生。

結束語

電梯是人們日常生活中常見的運輸工具，在各個場所都有廣泛使用，例如商場、住宅樓以及工廠等場所，因此，要重視電梯機械裝置結構的安全設計，避免意外事故的出現。

參考文獻：

[1]田彧，王大軍.電梯轎廂結構模塊化和參數化設計[J].起重運輸機械，2015，34（4）：8-10.

[2]傅武軍，朱昌明，葉慶泰等.多目標遺傳算法在電梯主動導輪系統(tǒng)集成優(yōu)化設計中的應用[J].振動工程學報，2016，19（2）：227-233.endprint