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電梯減速器結(jié)構(gòu)問題之探析

2014-04-29 00:44:03王旭鋒
中國機(jī)械 2014年10期
關(guān)鍵詞:減速器電梯原理

王旭鋒

摘要: 高層建筑物不斷涌現(xiàn),電梯作為整個(gè)建筑物的一部分,其安全性和可靠性也日益被人關(guān)注。電梯的減速器是確保電梯運(yùn)行的主要工作器件之一,筆者現(xiàn)結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),就減速器的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行粗淺的探析,以供參考。

關(guān)鍵詞:電梯 減速器 結(jié)構(gòu) 原理

隨著建筑科技的發(fā)展,高層建筑物的建筑高度越來越高,電梯也成為這個(gè)建筑物的一部分,電梯保有量與日俱增,同時(shí)電梯的安全性和可靠性也日益被人關(guān)注。而電梯的減速器是確保電梯的主要工作器件之一,它通過齒輪或蝸桿傳動將電梯的原動機(jī)和工作機(jī)的聯(lián)接在一起,從而降低電梯原動機(jī)輸入的轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大輸出的轉(zhuǎn)矩,適應(yīng)電梯運(yùn)行的要求?,F(xiàn)結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),就減速器的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行粗淺的探析。

1.電梯減速器的功用

電梯減速機(jī)是一種動力傳機(jī)構(gòu),功用主要有兩個(gè):一是將電梯電動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速降低到電梯系統(tǒng)需要的速度,同時(shí)提高輸出扭矩,使電梯主機(jī)有足夠的動力,確保電梯正常運(yùn)行。二是降低電梯曳引系統(tǒng)的慣量,避免將曳引系統(tǒng)的巨大動能反作用于電梯的電動機(jī)。

2.電梯減速器的工作原理

電梯減速機(jī)是把電梯的電動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動力通過減速機(jī)輸入軸上齒數(shù)較少的齒輪與輸出軸上大齒輪間的嚙合傳動達(dá)到電動機(jī)減速的目的,電梯減速器中的兩組大小齒輪的齒數(shù)之比,就是電梯減速器的傳動比。

3.電梯減速器的分類

將電動機(jī)軸輸出的較高轉(zhuǎn)速降低到曳引輪所需的較低轉(zhuǎn)速,同時(shí)得到較大的曳引轉(zhuǎn)矩,以適應(yīng)電梯運(yùn)行的要求。電梯減速器的種類按照傳動類型可分為有齒減速器和無齒減速器,同時(shí)在有齒減速器又可分為斜齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器。

4.電梯減速器的結(jié)構(gòu)

4.1電梯有齒減速器

4.1.1電梯有齒減速器的結(jié)構(gòu)

電梯有齒減速器主要由齒輪(或蝸輪)、軸、軸承和箱殼等所組成,齒輪(或蝸輪)、軸和軸承等由箱殼來支承。因此,電梯有齒減速器箱殼應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度,在電梯曳引電機(jī)和曳引系統(tǒng)加大負(fù)荷后不會發(fā)生變形,影響曳引電機(jī)和曳引蝸桿傳動效率。

箱殼由箱座和箱蓋兩部分所組成。其剖面則通過傳動的軸。為了增加電梯有齒減速器的剛性和散熱面積,在箱殼上加有外筋。箱座和箱蓋用螺拴聯(lián)接,并用兩個(gè)定位銷(圓錐銷)來精確固定箱蓋和箱座的相互位置。在箱蓋上設(shè)有檢查嚙合情況并向箱內(nèi)注油的視孔(檢查孔),平時(shí)視孔用視孔蓋蓋好。電梯有齒減速器在工作時(shí)溫度升高,會使箱內(nèi)空氣膨脹,而將油自剖面部分?jǐn)D出,故在箱蓋上設(shè)有通氣帽(亦可設(shè)在視孔蓋上),以使空氣自由逸出。箱座下部設(shè)有一放油孔,是為放油用的,平時(shí)用油塞密封擰緊。

4.1.2 電梯有齒減速器的特點(diǎn)

電梯有齒減速器一般使用在電梯運(yùn)行速度不超過 2.0m/s的各種電梯上。但是有齒減速器在運(yùn)行時(shí)噪音很大,為了減少齒輪減速器運(yùn)行噪音,并增加減速器工作平穩(wěn)性,多采用蝸輪蝸桿減速,具有工作平穩(wěn)可靠、無沖擊噪音、減速比大、反向自鎖、體積小結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢。由于蝸輪與蝸桿在運(yùn)行時(shí)嚙合面間相對滑動速度較大,潤滑不良,齒面易磨損。近年來非蝸輪蝸桿減速器有了較大的發(fā)展,如采用行星齒輪減速器和斜齒輪減速器的減速器,有效克服了蝸輪減速器效率低發(fā)熱多的弱點(diǎn),而且還提高了有齒輪減速器電梯運(yùn)行速度,使電梯額定速度超過了2.0m/s。

4.2電梯無齒減速器

4.2.1電梯無齒減速器結(jié)構(gòu)

電梯無齒減速器是主要由永磁同步電動機(jī)、曳引輪及制動系統(tǒng)組成。它采用高性能永磁材料和特殊的電機(jī)結(jié)構(gòu),具有低速、大轉(zhuǎn)矩特性。曳引輪與制動輪為同軸固定聯(lián)接,并直接安裝在電動機(jī)的軸伸端;由制動體、制動輪、制動臂和制動瓦等組成減速器的制動系統(tǒng)。

4.2.2永磁同步無齒減速器工作原理及特點(diǎn):

永磁同步無齒無齒減速器工作原理是電動機(jī)動力由軸伸端通過曳引輪輸出扭矩,再通過電梯曳引輪和鋼絲繩的摩擦來帶動電梯轎廂的運(yùn)行。當(dāng)電梯停止運(yùn)行時(shí)則由常閉制動器通過制動瓦剎住制動輪,從而保持轎廂靜止不動。

永磁同步無齒減速器選用稀土材料,采用外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),永磁同步電機(jī)驅(qū)動,在結(jié)構(gòu)上取消了蝸輪蝸桿傳動,并將同軸傳動技術(shù)、數(shù)字變頻技術(shù)和群組電腦組合技術(shù)完美融合。使之具有體積小、傳動效率高、噪聲低、能耗低、使用壽命長、乘坐舒適,且基本不用維修等性能優(yōu)點(diǎn)。這種減速器沒有齒輪,電動機(jī)軸伸處直接安裝曳引輪,因?yàn)闆]有齒輪減速器的機(jī)械損耗,沒有異步電動機(jī)的勵磁損耗,功率因數(shù)幾乎等于1,效率高,比異步交流有齒輪電梯減速器節(jié)能近40%,并且效率曲線平直,在低負(fù)載率時(shí)效率也很高,不像異步電動機(jī)高效率區(qū)間那樣狹窄,更具有節(jié)能優(yōu)勢。永磁同步無齒減速器調(diào)速性能優(yōu)越于異步變頻調(diào)速電動機(jī),并且曳引輪沒有機(jī)械減速機(jī)構(gòu)因制造精度原因所產(chǎn)生的瞬時(shí)角速度的變化。所以乘坐舒適感比有齒減速器好,噪聲也小??梢赃m用于高檔乘客電梯。這種減速器結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,可以實(shí)現(xiàn)小機(jī)房或無機(jī)房安裝,它的機(jī)座等承重件通過優(yōu)化設(shè)計(jì),強(qiáng)度高,承載能力強(qiáng)。因?yàn)闆]有齒輪減速機(jī),不存在漏油污染問題。其結(jié)構(gòu)采用進(jìn)口雙側(cè)密封軸承,該軸承一般不需要加油,免維護(hù)。

4.3永磁同步無齒輪減速器與有齒減速器的比較

(1)整體成本方面:有齒減速器體積龐大,需要專用的電梯機(jī)房,這樣增加了建筑成本;但永磁同步無齒輪減速器由于結(jié)構(gòu)簡單,體積小重量輕,薄型機(jī)甚至可取消機(jī)房。

(2)節(jié)約能源方面:有齒減速器采用齒輪傳動,機(jī)械效率較低,能耗高。永磁同步無齒輪減速器由于采用了永磁材料,沒有了勵磁線圈和勵磁電流消耗,比有齒減速器能源消耗可以少40%左右。

(3)安全方面:永磁同步無齒輪運(yùn)行中,電梯轎廂的動能和勢能可以反向拖動電動機(jī)進(jìn)入發(fā)電制動狀態(tài),并產(chǎn)生足夠大的制動力矩阻止電梯轎廂超速,所以能避免轎廂沖頂或蹲底事故,當(dāng)電梯突然斷電時(shí),可以松開減速器的制動器,使轎廂緩慢地就近平層。 另外,永磁同步電動機(jī)具有起動電流小,使電梯起動、加速和制動過程更加平順,

總之,通過對電梯兩種減速器不同結(jié)構(gòu),從而分析電梯減速器的不同性能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電梯制造方面的發(fā)展。

5.參考文獻(xiàn)

[1] 李增長等主編。電梯機(jī)械基礎(chǔ)與制造[M]。北京:中國機(jī)械工業(yè)出版社,2005 201-211

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