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(xiàn)代化水平也不斷提升。電梯作為現(xiàn)代建筑中的常見設(shè)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(biāo)準(zhǔn)配置。電梯作為一種運輸工具，保護(hù)乘客的生命及財產(chǎn)安全是其重要的設(shè)計目標(biāo)，必須要遵循《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，明確設(shè)計目標(biāo)，然后再進(jìn)行技術(shù)評價和專家評估，從而提高設(shè)計的科學(xué)性。

關(guān)鍵詞：電梯；機(jī)械裝置；結(jié)構(gòu)設(shè)計

隨著建筑結(jié)構(gòu)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(kuò)大。電梯作為現(xiàn)代高層建筑中的重要配套設(shè)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(xiàn)。我國電梯系統(tǒng)經(jīng)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(shè)計提出了更加苛刻的要求。

一、電梯機(jī)械結(jié)構(gòu)分析

1.動力系統(tǒng)

電梯動力系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)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(jī)、曳引繩、導(dǎo)向輪等設(shè)備組成的[1]。根據(jù)電動機(jī)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(jī)和無齒輪曳引機(jī)兩種。有齒輪曳引機(jī)轉(zhuǎn)速高，通過減速箱帶動減速，有齒輪曳引機(jī)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(jī)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(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)的優(yōu)點。無齒輪曳引機(jī)使用變頻技術(shù)，直接將電動機(jī)的動力用于曳引，無需減速箱進(jìn)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(hù)較為復(fù)雜。隨著變頻變壓技術(shù)的發(fā)展，目前無齒輪永磁同步曳引機(jī)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

2.導(dǎo)向系統(tǒng)

導(dǎo)向系統(tǒng)主要實現(xiàn)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(jìn)而保障轎廂按照預(yù)期線路行駛，避免轎廂活動等現(xiàn)象的出現(xiàn)。若轎廂與對重之間的距離過于接近，可能出現(xiàn)晃動或者碰撞[2]。當(dāng)停電、牽引繩打滑等現(xiàn)象出現(xiàn)時，能夠保障轎廂停留在軌道上，避免轎廂下落等現(xiàn)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(dá)到目標(biāo)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(guān)閉，門鎖上配置的電路開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)轎廂門的自動打開或關(guān)閉，從而符合電梯的運行狀況[3]。這種保護(hù)裝置能夠保障乘客在沒有全部進(jìn)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(bǔ)償裝置以及其他補(bǔ)償電纜等設(shè)備組成。轎廂是由鋼絲繩及曳引輪連接對重實現(xiàn)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(jù)電梯額定載重量進(jìn)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(shè)備，并配置出入門的結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)組成，且轎頂必須能夠承載三個維修人員的體重，從而實現(xiàn)維修、養(yǎng)護(hù)等工作。此外，轎頂還應(yīng)當(dāng)配備轎頂檢修盒，從而提高檢修工作的科學(xué)性與效率。

二、電梯機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)安全設(shè)計的影響因素

電梯機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)安全設(shè)計受到許多因素的影響，首先產(chǎn)品設(shè)計人員需要聽取各部門的意見，同時還需要參與產(chǎn)品的制造，積累相關(guān)經(jīng)驗[5]。產(chǎn)品設(shè)計除了需要滿足國家相關(guān)部門的要求質(zhì)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(jī)械裝置安全設(shè)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(jī)械結(jié)構(gòu)安全設(shè)計。隨著電梯適用范圍的擴(kuò)大，許多特殊的地方也引入了電梯結(jié)構(gòu)，包括醫(yī)院手術(shù)室的專用電梯、教學(xué)樓的電梯等，這些電梯對于安全級別、承載數(shù)量以及舒適度的要求各不相同，根據(jù)使用地點的特點對于電梯機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計也有一定的影響。

三、電梯機(jī)械裝置結(jié)構(gòu)安全設(shè)計分析

1.動力系統(tǒng)的安全設(shè)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(shè)計過程中可以根據(jù)建筑特點以及功能需求來合理選擇驅(qū)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(shù)較多，考慮到安全問題，電梯的運行速度一般較慢。

2.導(dǎo)向系統(tǒng)

導(dǎo)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(dāng)出現(xiàn)緊急情況時，可以將轎廂牢牢卡住在導(dǎo)軌上。若電梯運行過程中轎廂下降或上行速度達(dá)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(jī)構(gòu)拉齊，在機(jī)械動作下發(fā)出信號，實現(xiàn)控制電路的有效的切斷，并促使安全鉗動作，強(qiáng)制性將轎廂停留在導(dǎo)軌，從而實現(xiàn)制動的目的。當(dāng)全部的安全開關(guān)產(chǎn)生復(fù)位時，轎廂往上提起后釋放安全鉗，直到安全鉗恢復(fù)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(xiàn)代許多電梯采用了安全光幕保護(hù)措施，但是在設(shè)計時也需要考慮到光幕消失的情況。為了避免有人誤進(jìn)井道而出現(xiàn)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(dá)到50%的額定載重量時，對重一側(cè)和轎廂一側(cè)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(shù)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(dāng)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(cè)；相反，當(dāng)轎廂位于頂層時，曳引繩的自身重量大部分作用在對重側(cè)，還有電梯上控制電纜的自重，也都對轎廂和對重兩側(cè)的平衡帶來變化，也就是轎廂一側(cè)的重量Q與對重一側(cè)的重量W的比例Q/W在電梯運行中是變化的。尤其當(dāng)電梯的提升高度超過30m時，這二側(cè)的平衡變化就更大，因而必須增設(shè)平衡補(bǔ)償裝置來減弱其變化。平衡補(bǔ)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(dāng)轎廂位于最高層時，曳引繩大部分位于對重側(cè)，而補(bǔ)償鏈（繩）大部分位于轎廂側(cè)；而當(dāng)轎廂位于最低層時，情況與上正好相反，這樣轎廂一側(cè)和對重一側(cè)就起到了平衡的補(bǔ)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(jù)電梯最大負(fù)荷的重量合理選擇對重，并根據(jù)實際需要配置補(bǔ)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(xué)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(xiàn)象發(fā)生。

結(jié)束語

電梯是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷倪\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(jī)械裝置結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計，避免意外事故的出現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]田彧，王大軍.電梯轎廂結(jié)構(gòu)模塊化和參數(shù)化設(shè)計[J].起重運輸機(jī)械，2015，34（4）：8-10.

[2]傅武軍，朱昌明，葉慶泰等.多目標(biāo)遺傳算法在電梯主動導(dǎo)輪系統(tǒng)集成優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用[J].振動工程學(xué)報，2016，19（2）：227-233.endprint