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1、曳引式電梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著建筑業(yè)發(fā)展，電梯工業(yè)也飛速發(fā)展起來，電梯是機(jī)與電緊密結(jié)合的復(fù)雜產(chǎn)品，為高層建筑物提供上下交通運(yùn)輸。 本文設(shè)計(jì)的電梯為曳引式電梯，主要從機(jī)械裝置部分和控制裝置部分進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)及選型。機(jī)械裝置部分可分為曳引系統(tǒng)部分和導(dǎo)向系統(tǒng)部分，提出了曳引傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)越性，采用蝸輪蝸桿曳引機(jī)，曳引結(jié)構(gòu)簡單，降低噪聲。主要任務(wù)是對主要設(shè)備選型，部分零件設(shè)計(jì)。導(dǎo)向系統(tǒng)的主要功能是限制轎廂的活動(dòng)自由度，使轎廂只能沿著導(dǎo)軌作升降運(yùn)動(dòng)。在電梯系統(tǒng)中，終端保護(hù)裝置非常重要， 是不可或缺的，它的作用在于為了防止電梯的電氣系統(tǒng)失靈，轎廂越過上下端站后仍繼續(xù)運(yùn)行，繼而發(fā)生沖

2、頂或撞底事故。 在電梯的電氣系統(tǒng)中，邏輯判斷起著主要的作用，其控制系統(tǒng)必須起動(dòng)各種控制信號(hào)和執(zhí)行元件達(dá)到目的。目前電梯控制普遍采用 PLC 進(jìn)行控制,其優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)。變頻器不但可以提供良好的調(diào)速性能和準(zhǔn)確平層性能，還可節(jié)約大量能量。 關(guān)鍵詞:電梯，曳引電梯，電梯結(jié)構(gòu)，PLC II Abstract With the development of the construction industry, the elevator industry has developed rapidly, the elevator is the ma

3、chine and electronic products in close connection with the complex,it provides transportation for high-rise buildings from top to bottom. In this paper the designed elevator is dray elevator, mainly from machinery and control devices part I am analying, designing and selecting.In the mechanical dev

4、ices there are draying systems and guiding system.Dray made the transmission mechanism of superiority. Worm Gear be used to dray machine, dray structure is simple and reduces noise. Main task is to select the main equipment and design parts. The main function of guiding system to limit the activitie

5、s freedom of car, it make car move along the rails for take-off and landing.In the elevator system, Terminal protection device is very important, is indispensable, its role is to prevent the elevator electrical system failed, car crossed from top to bottom-side station continued to run,and then will

6、 have a accident at the end of the top and bottom. In the electrical system in the elevator，the logic judgement plays a major role in the elevator of the electrical system.The control system must start the implementation of various control signals and components achieve their goals. At present elev

7、ator control commonly used by PLC control,the advantage is high reliability, convenient and flexible program design, anti-interference capability is strong.Converter can not only provide a good performance speed and accuracy-layer performance, but also save a lot of energy. Key word:elevator，dray

8、 elevator，elevator structure，PLC 目 錄 IV 第一章 緒論 1 1.1 電梯發(fā)展情況… 1 1.2 研究意義… 3 1.3 研究內(nèi)容… 4 1.4 擬解決的主要問題… 4 第二章 機(jī)械裝置部分設(shè)計(jì) 5 2.1 曳引傳動(dòng)機(jī)構(gòu)… 5 2.2 曳引傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件設(shè)計(jì)與選型… 6 2.2.1 曳引機(jī)組成… 6 2.2.2 曳引機(jī)選型… 7 2.2.3 轎廂 9 2.2.4 對重… 12 2.2.5 廳門… 13 2.2.6 鋼絲繩… 14 2.3 導(dǎo)向系統(tǒng)… 16 2.3.1 導(dǎo)向輪… 16 2.3.2 導(dǎo)軌… 20

9、 2.3.3 導(dǎo)靴… 21 2.4 井道及機(jī)房尺寸 22 第三章 控制裝置部分設(shè)計(jì) 23 3.1 單梯電梯控制系統(tǒng)… 23 3.1.1 概述… 23 3.1.2 PLC 單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)… 24 3.2 召喚按鈕與樓層指示… 25 3.3 變頻器… 27 3.4 終端保護(hù)裝置… 28 第四章 結(jié)論 30 第五章 技術(shù)可行性分析 31 第六章 經(jīng)濟(jì)效益可行性分析 32 參考文獻(xiàn) 33 致謝 34 聲明 35 第一章 緒論 1.1 電梯發(fā)展情況 當(dāng)今世界，電梯已成為人們?nèi)粘９ぷ鳌⑸钪袠O為重要的交通工具，尤其是在大都市里。如較為典型的智能大廈的樓宇自

10、動(dòng)化，它的核心實(shí)際上是一個(gè)分布控制系統(tǒng)，也稱為集散控制或分散控制系統(tǒng)。樓宇中多種多樣的電氣設(shè)備使系統(tǒng)的自動(dòng)控制成為了可能。電梯作為大廈控制系統(tǒng)的重要成員，有著舉足輕重的地位。 人類利用升降工具運(yùn)輸貨物、人員的歷史非常悠久。早在公元前 2600 年， 埃及人在建造金字塔時(shí)就使用了最原始的升降系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的基本原理至今仍無變化：即一個(gè)平衡物下降的同時(shí)，負(fù)載平臺(tái)上升。早期的升降工具基本以人力為動(dòng)力。1203 年，在法國海岸邊的一個(gè)修道院里安裝了一臺(tái)以驢子為動(dòng)力的起重機(jī)，這才結(jié)束了用人力運(yùn)送重物的歷史。英國科學(xué)家瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)后，起重機(jī)裝置開始采用蒸汽為動(dòng)力。緊隨其后，威廉湯姆遜研制出用液壓驅(qū)動(dòng)的

11、升降梯，液壓的介質(zhì)是水。在這些升降梯的基礎(chǔ)上，一代又一代富有創(chuàng)新精神的工程師們在不斷改進(jìn)升降梯的技術(shù)。然而，一個(gè)關(guān)鍵的安全問題始終沒有得到解決， 那就是一旦升降梯拉升纜繩發(fā)生斷裂時(shí)，負(fù)載平臺(tái)就一定會(huì)發(fā)生墜毀事故。 奧的斯先生的發(fā)明徹底改寫了人類使用升降工具的歷史。從那以后，搭乘升降梯不再是“勇敢者的游戲”了，升降梯在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。1889 年 12 月，美國奧的斯電梯公司制造出了名副其實(shí)的電梯，它采用直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過蝸輪減速器帶動(dòng)卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。1892 年，美國奧的斯公司開始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動(dòng)繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開了先河。

12、 生活在繼續(xù)，科技在發(fā)展，電梯也在進(jìn)步。150 年來，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，在操縱控制方面更是步步出新—手柄開關(guān)操縱、按鈕控制、信號(hào)控制、集選控制、人機(jī)對話等等，多臺(tái)電梯還出現(xiàn)了并聯(lián)控制，智能群控；雙層轎廂電梯展示出節(jié)省井道空間，提升運(yùn)輸能力的優(yōu)勢；變速式自動(dòng)人行道扶梯的出現(xiàn)大大節(jié)省了行人的時(shí)間；不同外形—扇形、三角形、半菱形、半圓形、整圓形的觀光電梯則使身處其中的乘客的視線不再封閉。如今，以美國奧的斯公司為代表的世界各大著名電梯公司各展風(fēng)姿，仍在繼續(xù)進(jìn)行電梯新品的研發(fā)，并不斷完善維修和保養(yǎng)服務(wù)系統(tǒng)。調(diào)頻門控、智能遠(yuǎn)程監(jiān)控、主機(jī)節(jié)能、控制柜低噪音耐用、復(fù)合鋼帶環(huán)保，款款集

13、納了人類在機(jī)械、電子、光學(xué)等領(lǐng)域最 33 新科研成果的新型電梯競相問世，冷冰冰的建筑因此散射出人性的光輝，人們的生活因此變得更加美好[1]。 根據(jù)不同的場合電梯分為乘客電梯、載貨電梯、病床電梯、觀光電梯等。其電梯結(jié)構(gòu)基本是一樣的，并多為曳引式電梯。曳引式電梯熔合了多項(xiàng)當(dāng)前最先進(jìn)可靠的控制技術(shù)和驅(qū)動(dòng)單元，結(jié)合先進(jìn)的數(shù)控加工設(shè)備及制造工藝、使其更安全、可靠、持久耐用、方面快捷、節(jié)能環(huán)保。目前在中國電梯使用已經(jīng)達(dá)到近 10 萬 臺(tái)一年，特別是開發(fā)商的全國 4 萬臺(tái)住宅電梯把大機(jī)房改成小機(jī)房電梯將節(jié)約開 發(fā)所用的土建成本 6 億元。在加上能源配套以及其他各方面的因素，小機(jī)房電梯

14、 的應(yīng)用對國民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)每年至少要 15 億元以上。在今后小機(jī)房電梯必然將替代大機(jī)房的電梯，因?yàn)檫@不僅是開發(fā)成本的浪費(fèi)，還涉及到設(shè)計(jì)的方便、開發(fā)商建筑結(jié)構(gòu)和住宅結(jié)構(gòu)的合理、能源的節(jié)省等多個(gè)方面。 電梯是服務(wù)于規(guī)定樓層的固定或升降設(shè)備。它具有一個(gè)轎廂，運(yùn)行在至少兩列垂直的傾斜角小于 15的剛性導(dǎo)軌之間。轎廂尺寸與結(jié)構(gòu)形式便于乘客出入或裝卸貨物。它適用于裝置在兩層以上的建筑內(nèi)，是輸送人員或貨物的垂直提升設(shè)備。曳引式電梯作為垂直運(yùn)輸?shù)纳翟O(shè)備，其特點(diǎn)是在高層建筑物中所占的面積很小，同時(shí)通過電器或其他的控制方式可以將乘客或貨物安全、合理、有效地送到不同的樓層。方便了人們的生活，省時(shí)省力?；谶@些優(yōu)點(diǎn)

15、，在建筑業(yè)特別是高層建筑飛速發(fā)展的今天，電梯行業(yè)也隨之進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期。 我國電梯事業(yè)的發(fā)展雖起步較晚，但改革的不斷深入促進(jìn)了電梯行業(yè)的高速發(fā)展，現(xiàn)在無論是在電梯的制造還是使用上，我國已成為世界上的電梯大國。早在 1992 年我國電梯擁有量就已居世界第四位，美國裝有電梯約 50 萬臺(tái)，德國 約為 45 萬臺(tái)，日本約為 35 萬臺(tái)，我國裝有電梯在 12 萬臺(tái)以上。電梯生產(chǎn)數(shù)量現(xiàn)居世界第三位，僅次于美國和日本。尤其值得一提的是，在上海、北京、天津、廣州等地建立起了一系列的中外合資電梯制造公司，使電梯的控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平，先后向市場推出了一批能耗小，效率高，速度快，平層和舒適度好

16、的交流調(diào)速電梯，直流高速電梯（ 包括機(jī)群控制電梯），較有影響力的電梯公司有：中國迅達(dá)電梯公司，天津奧的斯公司，廣州電梯工業(yè)公司等。 電梯的普及給人們的生活帶來了極大的優(yōu)越性，而電梯技術(shù)也只有不斷的發(fā)展才能更好地滿足高層建筑及其群體的需要。展望未來，電梯的發(fā)展趨勢應(yīng)包括以下幾點(diǎn)[2]： (1)無機(jī)房電梯 不單單是電梯有無機(jī)房的簡單局部改進(jìn)，而是涉及到一系列技術(shù)問題，如曳引系統(tǒng)、控制柜、限速器等的安裝位置以及轎廂、極限開關(guān)、緩沖器等部件，都 要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，變更部件的尺寸與安裝位置也要重新考慮。它是電梯發(fā)展過程中的一次意義深遠(yuǎn)的變革，它所采用的一些關(guān)鍵技術(shù)將會(huì)被進(jìn)一步推廣用到其它電

17、梯產(chǎn)品上，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)電梯行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。 (2)智能網(wǎng)絡(luò)化控制 電梯的智能網(wǎng)絡(luò)化控制隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展，使得整個(gè)大廈實(shí)現(xiàn)智能化管理，電梯被納入管理范圍之內(nèi)。 (3)綠色電梯 綠色電梯的研究主要在電梯制造、配置及安裝、使用過程中節(jié)能和減少環(huán)境污染等方面。節(jié)能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：原材料的充分利用；電梯數(shù)量與參數(shù)的優(yōu)化配置；高效的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；減少機(jī)械系統(tǒng)的慣性和摩擦阻力；選用節(jié)能照明；客貨流量規(guī)劃等方面。減小對環(huán)境的污染主要體現(xiàn)在兩方面：油污染降至最低；電梯的電磁兼容性問題。由于電梯是在大廈中頻繁啟動(dòng)的大容量電器，由此產(chǎn)生的電磁輻射將對大樓的辦公設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重干擾。 (4)遠(yuǎn)程監(jiān)

18、控系統(tǒng) 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，使得電梯狀態(tài)監(jiān)控的智能可以在監(jiān)控中心就可以監(jiān)測到電梯的運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)控中心隨時(shí)可以監(jiān)控電梯發(fā)生的故障，并且可以診斷出故障的類型和發(fā)生的位置，使電梯維護(hù)更加安全、方便。 (5)全微機(jī)化電梯 全微機(jī)化電梯的開發(fā)和使用，是電梯發(fā)展趨勢的一個(gè)重要方向。全微機(jī)化電梯是指電梯的傳動(dòng)系統(tǒng)及操縱控制系統(tǒng)方面實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制的電梯。隨著現(xiàn)代微機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，全微機(jī)化電梯（ 包括單微機(jī)控制電梯、多微機(jī)控制電梯及人工智能控制電梯） 必將全面滿足人們對電梯高質(zhì)量，高水平，高標(biāo)準(zhǔn)的要求。除以上幾方面外，諸如 IC 卡的智能管理系統(tǒng)，應(yīng)用模糊理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的群管理系統(tǒng)，以及數(shù)碼技術(shù)

19、、聲控技術(shù)、載波技術(shù)等也將在電梯技術(shù)領(lǐng)域中得到推廣和發(fā)展。 1.2 研究意義 電梯的使用越來越普遍, 給人們的工作和生活帶來極大便利。目前各類電梯中使用最為普遍的是曳引式電梯, 這類電梯由曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)等組成。在電梯的機(jī)械系統(tǒng)中, 一般主要設(shè)計(jì)轎廂、配重等部件, 而曳引機(jī)、緩沖器、門系統(tǒng)中的門機(jī)等,主要根據(jù)電梯的速度、載重量、功率等參數(shù)選配。在電梯系統(tǒng)中配置安全保護(hù)裝置是非常有意義的，它可以讓電梯安全可靠，準(zhǔn)確平穩(wěn)的運(yùn)行。可 編程控制器 PLC 控制代替了以往的繼電器控制，可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，

20、抗干擾能力強(qiáng)。曳引式電梯作為垂直運(yùn)輸?shù)纳翟O(shè)備，其特點(diǎn)是在高層建筑物中所占的面積很小，同時(shí)通過電器或其他的控制方式可以將乘客或貨物安全、合理、有效地送到不同的樓層。方便了人們的生活，省時(shí)省力。 1.3 研究內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)研究的基本內(nèi)容為曳引電梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電梯系統(tǒng)由機(jī)械裝置部分和控制裝置部分組成。機(jī)械裝置部分包括電梯曳引機(jī)、轎廂、導(dǎo)輪、曳引鋼絲繩、對重，廳門等組成；控制裝置部分包括控制單元，變頻器，召喚按鈕箱，樓層指示燈箱，終端保護(hù)裝置組成。曳引式電梯從控制功能上，可以滿足集選控制、上下行集選、司機(jī)控制等設(shè)計(jì)。 1.4 擬解決的主要問題 擬解決的主要問題是通過查閱資料對機(jī)械裝置

21、部分和控制裝置部分進(jìn)行分析、選型、與設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)出一個(gè)載重量為 1000kg,運(yùn)行速度為 1m/s 的曳引式乘客電梯。，設(shè)為五層五站。運(yùn)用 CAD 軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)圖與零件圖的繪制。設(shè)計(jì)良好的曳引系統(tǒng),使電梯完成向上或向下的運(yùn)動(dòng).采用蝸輪蝸桿曳引機(jī)，曳引結(jié)構(gòu)簡單，降低噪音，提高其安全性、可靠性。設(shè)計(jì)好轎廂和對重,提高曳引效率. 其他系統(tǒng)也很重要,只有嚴(yán)緊的設(shè)計(jì)才能使電梯安全運(yùn)行。 第二章 機(jī)械裝置部分設(shè)計(jì) 2.1 曳引傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 目前電梯生產(chǎn)中常見的最基本的曳引傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。其結(jié)構(gòu)最為簡單，其應(yīng)用也最為廣泛。一般的交流客梯和載重量較小的貨梯大多采用這種結(jié)構(gòu)。若曳

22、引鋼絲繩的速度等于轎廂的升降速度，稱曳引比為 1：1[3]。 圖 2-1 1：1 繞法的有齒輪電梯 曳引式電梯提升機(jī)構(gòu)的優(yōu)越性： 1、安全可靠 如果下降中的轎廂或?qū)χ匾驗(yàn)槟撤N原因沖擊底坑中的緩沖器時(shí)，曳引式提升機(jī)構(gòu)能自動(dòng)消失曳引能力，不至于使轎廂或?qū)χ乩^續(xù)向上運(yùn)行直到?jīng)_擊電梯機(jī)房樓板或拉斷曳引鋼絲繩，造成傷亡事故和財(cái)產(chǎn)損失。 2、允許提升高度大 曳引式提升機(jī)構(gòu)不像卷揚(yáng)式提升機(jī)構(gòu)那樣，隨著電梯的上升，曳引鋼絲繩不斷地一圈一圈地繞在卷筒上，其曳引鋼絲繩的長度不受限制，因此可以實(shí)現(xiàn)將轎廂提升到任何實(shí)際需要的高度上。 3、結(jié)構(gòu)緊湊 對于垂直起吊設(shè)備，根據(jù)規(guī)范要求，曳引輪(或卷

23、筒)直徑與鋼絲繩直徑之比不得小于 40。 曳引式提升機(jī)構(gòu)可以比較容易地通過增加鋼絲繩的根數(shù)或減少曳引鋼絲繩 的直徑，從而可達(dá)到曳引輪直徑的減小和使整個(gè)提升機(jī)構(gòu)的重量減輕。由于電梯上曳引鋼絲繩都在 3 根以上，因此電梯上采用曳引式提升機(jī)構(gòu)比卷揚(yáng)式提升機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)更緊湊。 4、便于選用價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)緊湊的高轉(zhuǎn)速電功機(jī) 在電梯額定速度一定的情況下，曳引輪直徑越小，則需要曳引輪轉(zhuǎn)速越高，與此同時(shí)也就要求驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高。因此采用曳引式提升機(jī)構(gòu)便于選用結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格便宜的高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)。 2.2 曳引傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件設(shè)計(jì)與選型 2.2.1 曳引機(jī)組成[4] 1、電機(jī) 電梯用電動(dòng)機(jī)的特

24、性要求：要具有大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)電流要小，電機(jī)應(yīng)有平坦的轉(zhuǎn)矩特性。為了保證電梯的穩(wěn)定性，在額定電壓下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率在高速時(shí)應(yīng)不大于 12％，在低速時(shí)應(yīng)不大于 20％。要求噪聲低，脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。電梯上常用的交流電動(dòng)機(jī)的型式：單速電機(jī)、雙速電機(jī)、三速電機(jī)。 2、減速機(jī)構(gòu) 有減速器的曳引機(jī)一股用在額定速度 v≤2m/s 的交流雙速和交流調(diào)速電梯上。在有減速器曳引機(jī)中，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸和曳引輪轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置蝸輪、蝸桿減速器， 則要特別注意制造和裝配的精度，以及制動(dòng)輪等的平衡性能，以便減少蝸輪蝸桿的振動(dòng)和由此而產(chǎn)生的電梯各部件的振動(dòng)及其伴隨而來的運(yùn)行噪聲。對于有減速器曳引機(jī)，通常蝸桿都裝在下面。 3、制動(dòng)

25、器 制動(dòng)器是一臺(tái)電梯不可缺少的非常重要的安全裝置。制動(dòng)器的作用可歸納為如下兩條； (1) 能夠使運(yùn)行中的電梯在切斷電源時(shí)自動(dòng)把電梯轎廂掣停住。制動(dòng)時(shí)，電梯的減速度不應(yīng)大于限速器動(dòng)作所產(chǎn)生的或轎廂停止在緩沖器上所產(chǎn)生的減速度。電梯正常使用時(shí)，電梯速度 v>1m/s，一般都是在電梯通過電氣控制使其減速停止，然后再機(jī)械抱閘。 (2) 電梯停止運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)器應(yīng)能保證在 125％～150%的額定載荷情況下，電梯保持靜止、位置不變，直到工作時(shí)才松閘。電梯曳引機(jī)上的制動(dòng)器工作特點(diǎn)是： 電動(dòng)機(jī)通電時(shí)制動(dòng)器松閘，電梯失電或停止運(yùn)行時(shí)抱閘。 （1） 安裝位置 制動(dòng)器都裝在電動(dòng)機(jī)和減速器之間，即裝在高轉(zhuǎn)速軸

26、上。因 為高轉(zhuǎn)速軸所需的制動(dòng)力矩小，這樣可以減小制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸。 （2） 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 電梯制動(dòng)器的制動(dòng)輪就是電動(dòng)機(jī)和減速器之間的聯(lián)軸器圓盤制動(dòng)輪裝在蝸桿一側(cè)，不能裝在電動(dòng)機(jī)—側(cè)．以保證聯(lián)軸器破斷時(shí)，電梯仍能被掣停。 因制動(dòng)輪裝在高速軸上，旋轉(zhuǎn)速度較大，所以制動(dòng)輪在制造廠內(nèi)，應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡測試，符合要求后方可組裝到曳引機(jī)上。再次，兩個(gè)制動(dòng)臂固定在機(jī)座上的支承點(diǎn)必須在制動(dòng)輪外表面的切線方向上。 4、曳引輪 曳引輪應(yīng)采用耐磨性能不低于 GB1348-88 中的 QT600—3 球墨鑄鐵鑄造。鋼質(zhì)的曳引輪會(huì)使曳引鋼絲繩加速磨損，故電梯中不被采用。 為了使鋼絲繩及曳引輪達(dá)到均勻且最小的

27、磨損，必須使曳引輪繩槽壁的材料金相組織及硬度在足夠的深度上保持相同，并且沿著曳引輪的全部圓周上有相同的分布。否則，當(dāng)鋼絲繩與繩槽間產(chǎn)生微小的滑動(dòng)也會(huì)使繩槽造成不均勻的磨損， 使減速器、鋼絲繩及轎廂產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。曳引輪繩槽壁的工作表面粗糙度應(yīng)不低于 Ra5，硬度為 HB200 左右，同一輪上的硬度差不大于 HB15。 曳引輪繩槽半徑應(yīng)精確地與鋼絲繩直徑相適應(yīng)。 2.2.2 曳引機(jī)選型 曳引電機(jī)是驅(qū)動(dòng)電梯上下運(yùn)行的動(dòng)力源，其運(yùn)行情況比較復(fù)雜。運(yùn)行過程中需頻繁的起動(dòng)、制動(dòng)、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，而且負(fù)載變化很大，經(jīng)常工作在重復(fù)短時(shí)狀態(tài)、電動(dòng)狀態(tài)、再生制動(dòng)狀態(tài)的情況下。因此，要求曳引電機(jī)不但應(yīng)能適應(yīng)頻

28、繁起、制動(dòng)的要求，而且起動(dòng)電流小，起動(dòng)力矩大，機(jī)械特性硬，噪聲小，當(dāng)供電電壓在額定電壓7％的范圍內(nèi)變化時(shí)，還能正常起動(dòng)和運(yùn)行。因此電梯用曳引電動(dòng)機(jī)是專用電機(jī)。由于曳引電機(jī)的工作情況比較復(fù)雜，所以對電機(jī)功率的計(jì)算比較麻煩，一般常用以下公式計(jì)算[5]： p = G(1- a )v 102h  （2-1） 式中 p—曳引電機(jī)軸功率(KW)； —電梯平衡系數(shù)(一般取 0.45～0.5)； G—電梯轎廂額定載重量(kg)； —電梯的機(jī)械總效率。 采用有齒輪曳引機(jī)的電梯，若蝸輪副為阿基米德齒形時(shí)，電梯機(jī)械總效率取0.5～0.55。已知： G=1000kg

29、 v=1m/s =0.5 =0.5 p = 1000 (1 - 0.5) 1 =11kw 102 0.5 根據(jù)這些條件選擇的曳引機(jī)型號(hào)是 YJ240B，如圖 2-2 所示： 圖 2-2 電梯曳引機(jī) 技術(shù)參數(shù)： 主軸靜載：7500kg 控制方式：VVVF 制動(dòng)器電壓：DC110V 重量：730kg 表 2-1 YJ240B 參數(shù)表 載重 Load(kg) 速度 Speed(m/s) 減速比 Ratio(mm) 繩輪 Sheave(mm) 繩槽 Rope(mm) 功率 Power(k w) 級(jí)數(shù)

30、pole 1000 1.0 49:1 620 513(pitch20) 11 1000 1.6 55:2 560 613(pitch20) 15/18.5 1000 1.75 55:2 620 613(pitch20) 15/18.5 4P 1000 2.0 49:2 18.5/22 此型號(hào)曳引機(jī)為下置蝸桿曳引機(jī)，可以使曳引機(jī)的總高度降低，同時(shí)也便于將電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器裝在一個(gè)共同的底盤上．使裝配工作簡化，也改善了潤滑條件。 2.2.3 轎廂 1、轎廂結(jié)構(gòu)組成 電梯轎廂是用于運(yùn)送乘客或貨物的電梯組件。電梯

31、轎廂一般由轎底、轎壁、轎頂、轎廂架等幾個(gè)主要構(gòu)件組成[6]，如圖 2-3 所示。 轎廂架由上梁、立梁、下梁組成，上梁和下梁各用兩根 16～30 號(hào)槽鋼制成。立梁用角鋼制成，上下兩梁面對面地放置。 轎廂體空間的大小由額定載重量和額定載客量決定，內(nèi)部凈高一般要在 2m 以上?？吞莸霓I廂一般寬大于深，這樣設(shè)計(jì)的目的是為了方便人員出入，有利于提高運(yùn)行效率。 轎底是一種水平的金屬框架，用 6～10 號(hào)槽鋼和角鋼焊接而成，然后在框架上鋪設(shè)一層 3～4mm 厚的鋼板。 轎壁多采用厚度為 1.2～1.5mm 的薄鋼板制成槽鋼形式，轎壁間以及轎壁與轎頂、轎底間采用螺釘緊固成一體。 轎頂應(yīng)能支撐兩個(gè)人，

32、即在轎頂?shù)娜魏挝恢蒙?，均能承?2000N 的垂直力而無永久變形。裝有照明燈和電風(fēng)扇。轎頂應(yīng)具有一塊至少為 0.12 ㎡站人用的凈面積，其小邊至少應(yīng)為 0．25m。任何電梯的轎頂均需設(shè)置安全窗，以便發(fā)生事故時(shí)，檢修人員上轎頂檢修井道內(nèi)的設(shè)備，必要時(shí)乘客可以通過安全窗撤離轎廂。 圖 2-3 轎廂構(gòu)成圖 位于轎廂上部通風(fēng)孔的有效面積應(yīng)至少為轎廂有效面積的 1％，位于轎廂下部任何孔洞的面積也應(yīng)不少于轎廂有效面積的 1％。 2、轎廂的有效面積 由于電梯多采用曳引式結(jié)構(gòu)，因而它對超載問題較其他任何一種運(yùn)輸工具更為敏感。如果有超面積存在或是使用超面積的轎廂，可能就會(huì)因超

33、面積、超載， 導(dǎo)致曳引能力不足，從而出現(xiàn)溜梯現(xiàn)象，這就是超面積存在的真正危害。因此限制電梯轎廂最大有效面積是保證電梯安全的一個(gè)重要的措施。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電梯的最多乘客數(shù)按下式求得： 最多乘客數(shù)＝額定載重量／75(圓整到最近的整數(shù)) （2-2） 國家標(biāo)準(zhǔn)對各種額定載重量電梯轎廂的最大有效面積進(jìn)行了明確的規(guī)定，如 表 2-2[7]。 根據(jù)表 2-2 ，當(dāng)額定載重量為 1000kg 時(shí)， 1000 = 13 75 表 2-2 額定載重量與轎廂的最大有效面積 額定載重量 /kg 轎廂最大有效面積 / m2 額定載重量/kg 轎廂最大有效面積 / m2

34、額定載重量/kg 轎廂最大有效面積 / m2 額定載重量/kg 轎廂最大有效面積 / m2 1001) 1002) 225 300 375 400 450 0.37 0.58 0.70 0.90 1.10 1.17 1.30 525 600 630 675 750 800 825 1.45 1.60 1.66 1.75 1.90 2.00 2.05 900 975 1000 1050 1125 1200 1250 2.20 2.35 2.40 2.50 2.65 2.80 2.90 1275 13

35、50 1425 1500 1600 2000 25003) 2.95 3.10 3.25 3.40 3.56 4.20 5.00 乘客人數(shù)為 13 人時(shí)，轎廂最大有效面積為 2.4 ㎡。 為了提高電梯的運(yùn)輸效率，保證乘客不會(huì)過分擁擠，國標(biāo)還限定了轎廂的最小有效面積，如表 2-3。 表 2-3 乘客人數(shù)與轎廂最小有效面積 乘客人數(shù) 轎廂最小有效面積/ m2 乘客人數(shù) 轎廂最小有效面積/ m2 1 0.28 11 1.87 2 0.49 12 2.01 3 0.60 13 2.15 4 0.79 14 2.2

36、9 5 0.98 15 2.43 6 1.17 16 2.57 7 1.31 17 2.71 8 1.45 18 2.85 9 1.59 19 2.99 10 1.73 20 3.13 根據(jù)表 2-3 可知轎廂的最小有效面積為 2.15 ㎡。根據(jù)GB/T7025.1-1997 查得轎廂的尺寸為[8] ： 寬度 A：1600mm 深度 B：1400mm 高度：2300mm 2.2.4 對重 轎廂的平衡裝置也稱為對重裝置(以下簡稱對重裝置)，對重裝置通過曳引繩經(jīng)曳引輪與轎廂連接。在電梯運(yùn)行過程中，對重裝置通過對重導(dǎo)靴

37、在對重導(dǎo)軌上滑行，起平衡和減少曳引電動(dòng)機(jī)功率輸出的作用。 對重裝置由對重架和對重鐵塊兩部分組成。采用 1：1 吊索法的一般乘客電梯的對重裝置如圖 2-4 所示。 1、對重架 對重架由上梁、下梁和立梁組成。上梁和下梁用槽鋼制成，面對面放置， 立梁用角鋼制成。由于使用場合不同，對重架的結(jié)構(gòu)形式也略有不同。根據(jù)不同的曳引方式，對重架可分為用于 2：1 吊索法的有輪對重架，用于 1：1 吊索法的無輪對重架兩種。因?yàn)楸疚脑O(shè)計(jì)的電梯曳引比為 1：1，所以對重架為無輪對重架。 圖 2-4 對重裝置 為了使對重裝置在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)平穩(wěn)運(yùn)行，應(yīng)在對重架上安裝導(dǎo)靴，使其在 T 型導(dǎo)軌上平

38、穩(wěn)運(yùn)行，對重上的導(dǎo)軌與導(dǎo)靴與轎廂的一致。 電梯的額定載重量不同時(shí)，對重架所用的型鋼和鋼板的規(guī)格也不同。用不同規(guī)格的型鋼作對重架直梁時(shí)，必須用與型鋼槽口尺寸相對應(yīng)的對重鐵塊，保證對重塊方便裝進(jìn)對重架內(nèi)。同時(shí)對重架的高度不應(yīng)超過轎廂架的高度。 2、對重鐵 對重鐵塊用鑄鐵制成。對重鐵塊的大小，一般有 50kg、75kg、100kg、125kg 等幾種，分別用于額定載重量為 500kg、1000kg、2000kg、3000kg、5000kg 等幾種電梯以便于兩個(gè)安裝或維修人員能搬動(dòng)為宜。對重塊放入對重架后，需用壓板壓緊，防止電梯在運(yùn)行過程中發(fā)生竄動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。 本設(shè)計(jì)中載重量為 1000kg，

39、所以對重鐵塊的大小為 75kg。 為了使對重裝置能對轎廂起最佳的平衡作用，必須正確計(jì)算對重裝置的總重量。對重裝置的總重量與電梯轎廂本身的凈重量有關(guān)，他們之間的關(guān)系常用下式?jīng)Q定[9]。 PD = G + QK P （2-3） PD —對重裝置的總重量，kg； G —轎廂凈重，kg； Q—電梯額定載重量，kg； K P —平衡系數(shù)（一般取 0.4～0.5）。 已知 G=1200kg Q=1000kg K P =0.5 PD = G + QK P = (1200 + 1000 0.5)kg = 1700kg 對重塊數(shù)為:170

40、0/75=23 2.2.5 廳門 具有自動(dòng)開關(guān)門機(jī)器的乘客電梯，層門、轎門一般都采用中分式封閉門。因?yàn)橹蟹质阶詣?dòng)門的開關(guān)門速度快，能夠提高電梯的使用效率，如圖 2-5 所示。層門也叫廳門；層門和轎門一樣，都是為了確保安全，是在各層樓的?？空就ㄏ蚓擂I廂的入口處，設(shè)置供司機(jī)、乘用人員和貨物等出人的門。 圖 2-5 中分門 層門關(guān)閉后，門扇之間及門扇與門框之間的間隙應(yīng)盡可能的小?？吞莸拈g隙應(yīng)小于 6mm，磨損后最大間隙也不應(yīng)大于 10mm。 根據(jù)GB/T7025.1-1997 可知廳門的尺寸為[10]： 寬度：1100mm 高度：2100mm 那么門扇的

41、尺寸為 寬度：1100mm 高度：2100mm 厚度：50mm 廳門門扇用 1.5mm 的鋼板制成，內(nèi)部附有加強(qiáng)筋，鋼板材料選為 45 號(hào)鋼， 其硬度比較高。 2.2.6 曳引鋼絲繩 曳引鋼絲繩是電梯中的重要構(gòu)件。在電梯運(yùn)行時(shí)彎曲次數(shù)頻繁，并且由于電梯經(jīng)常處在起、制動(dòng)狀態(tài)下，所以不但承受著交變彎曲應(yīng)力，還承受著不容忽視的動(dòng)裁荷。由于使用情況的特殊性及安全方面的要求,決定了電梯用的曳引鋼絲繩必須具有較高的安全系數(shù)，并能很好地抵消在工作時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊。 電梯曳引鋼絲繩應(yīng)具備以下幾方面的特點(diǎn)1)具有較大的強(qiáng)度。 2)具有較高的徑向韌性。 3)較好的抗磨性。 4)能很好的抵消

42、沖擊負(fù)荷。 電梯曳引鋼絲繩在一般情況下，不需要另外潤滑，因?yàn)闈櫥院髸?huì)降低鋼絲 繩與曳引輪之間的摩擦系數(shù)，影響電梯的正常的曳引能力。 曳引鋼絲繩是電梯的重要構(gòu)件，電梯用鋼絲繩有西魯式、瓦靈頓式和填充式三種，一般采用西魯式鋼絲繩。GB8903-1988 電梯用鋼絲繩選用的是西魯式，分為 6x19S十NF和 8x19S+NF兩種，均采用天然纖維或人造纖維做芯子。本設(shè)計(jì)中采用 6x19S十NF[11] 6x19S+NF為6 股，每股三層，外面兩層各 9 根鋼絲，最里層一根鋼絲。每種有 6、8、11、13、16、19、22mm 等幾種規(guī)格。 根據(jù)表 2-1 可知，載重量為 1000k

43、g 和速度為 1m/s 時(shí)，鋼絲繩直徑應(yīng)為 13mm, 用 5 根鋼絲繩。 曳引繩頭組合也稱曳引繩錐套，主要是起連接和均衡曳引鋼絲繩張力的作用。曳引繩錐套在曳引方式為 1：1 的曳引系統(tǒng)中，是曳引鋼絲繩連接轎廂和對重裝置的一個(gè)過渡機(jī)件。 繩頭板是曳引繩錐套連接轎廂、對重裝置或曳引機(jī)承重梁、繩頭板大梁的過渡機(jī)件。繩頭板用厚度為 20mm 以上的鋼板制成。板上有固定曳引繩錐套的孔， 每臺(tái)電梯的繩頭板上鉆孔的數(shù)量與曳引鋼絲繩的報(bào)數(shù)相等，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)鋼絲繩數(shù)為 5，所以要鉆 5 個(gè)孔，5 個(gè)孔排成一排。 如圖 2-6 所示，組合式曳引繩錐套其錐套和拉桿是兩個(gè)獨(dú)立的零件，他們之 間用鉚釘鉚合在一起

44、。因?yàn)檗I廂和對重都需要繩頭組合這個(gè)裝置，鋼絲繩為 5 根，那么就需要 10 個(gè)繩頭組合。先將鋼絲繩插入錐套內(nèi),然后從錐套的大口注入巴氏合金,使其與鋼絲繩、錐套融為一體。 在電梯使用中，各鋼絲繩張力應(yīng)保持均衡，其相差值以不超過 5％為宜，否則各曳引輪繩槽和鋼絲繩磨損將不均勻，從而影響曳引輪、曳引繩的使用壽命和電梯的使用性能。各鋼絲繩的張力可通過繩頭組合的螺母進(jìn)行調(diào)整。使彈簧受壓， 鋼絲繩繃緊。曳引鋼絲繩的張力隨之增大。反之，放松螺母時(shí)，鋼絲繩變松弛， 曳引鋼絲繩張力減小。用此辦法可以調(diào)整使各鋼絲繩張力均衡。在電梯曳引比為1：1 時(shí)，為保證轎廂相對重之間的中心距，而必須裝設(shè)導(dǎo)向輪。它與曳引輪互

45、相配合，承受轎廂自重、載重和對重的全部重量；一般安裝于對重側(cè)承重梁的下面。 圖 2-6 曳引繩錐套 2.3 導(dǎo)向系統(tǒng) 2.3.1 導(dǎo)向輪 因?yàn)殡娞蒉I廂尺寸一般都比較大，轎廂懸掛中心和對重懸掛中心間的距離往往大于設(shè)計(jì)上所允許的曳引輪直徑。因此對一般電梯而言，通常要設(shè)置導(dǎo)向輪， 以保證兩股向下的曳引鋼絲繩之間的距離等于或接近轎廂懸掛中心和對重懸掛中心間的距離。 導(dǎo)向輪既能保證曳引輪的曳引功能，又能使曳引繩的位置與井道內(nèi)轎廂和對重的位置相適應(yīng)。保證曳引鋼絲繩在曳引輪上形成不小于 135的包角，使曳引鋼絲繩與曳引輪槽在一條直線上，以保證曳引鋼絲繩上、下運(yùn)行

46、時(shí)只受到拉力。 圖 2-7 導(dǎo)向輪定位圖 a = 90 + q + g q = arctan? H ? （2-4） （2-5） l ? ? ? ? g = arcsin? R1 -R 2 ?  （2-6） ? ? ? a ? a 2 = H 2 +l 2  （2-7） a = 90 + arctan? H ? + arcsin? R1 - R2 ? ?  （2-8） l ? ? ? ? ? ? ? a ? 90 + arctan H

47、+ R1 -R 2 60 l a 對 影響大的主要因素是 H 和l 。通常l 和 H 大小由結(jié)構(gòu)決定。導(dǎo)向輪的半徑不能超過曳引輪，即 R1 > R2 。根據(jù)表 2-1 曳引輪直徑為 620mm，那么導(dǎo)向輪 直徑取為 400mm。  H=1000mm l =600mm a=1530mm a = 155 半圓形槽的尺寸可參照圖 2-8，d 為曳引鋼絲繩的直徑。 圖 2-8 半圓形槽尺寸 已知d=13mm，其他尺寸計(jì)算公式如下[12]： H = d + 2 = 8.5mm （2-9） 2 R = d 1.04 =6.8

48、mm （2-10） 2 A=2mm A 電機(jī)功率為 11KW，轉(zhuǎn)速為 980r/min,減速比為 49：1，通過軸的材料選為 40Cr查取 值[13]。 0 n = 980 = 20r / min 49 （2-11） 圖 2-9 導(dǎo)向輪 d A0  P 3 n = 973 11 =80mm （2-12） 20 D4 = 80mm D0 =d a-20 A = 364 mm （2-13） D1 = (D 0 +D3 ) / 2 = 254 mm （2-14） D 2 = 0.35(D

49、 0 -D3 ) = 77 mm （2-15） D3 = 1.8D 4 = 144mm （2-16） r=5mm b=100mm c=40mm 采用球墨鑄鐵鑄造。鋼質(zhì)的曳引輪會(huì)使曳引鋼絲繩加速磨損，故電梯中不被采用。 為了使鋼絲繩及曳引輪達(dá)到均勻且最小的磨損，必須使曳引輪繩槽壁的材料 金相組織及硬度在足夠的深度上保持相同，并且沿著曳引輪的全部圓周上有相同的分布。否則，當(dāng)鋼絲繩與繩槽問產(chǎn)生微小的滑動(dòng)也會(huì)使繩槽造成不均勻的磨損， 使減速器、鋼絲繩及轎廂產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。導(dǎo)向輪軸的直徑為 80mm,根據(jù)軸的直徑選取的鍵 2214。鍵的作用是使導(dǎo)向輪固定在軸上，

50、和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，軸放在支架上。曳引輪繩槽壁的工作表面粗糙度應(yīng)不低于 Ra5，硬度為 HB200 左右，同一輪上的硬度差不大于 HB15。 曳引輪繩槽半徑應(yīng)精確地與鋼絲繩直徑相適應(yīng)。 2.2.3 導(dǎo)軌 電梯中的導(dǎo)軌，是為了保證轎廂和對重之間及它們與安裝在井道中的各結(jié)構(gòu)物之間，在電梯運(yùn)行時(shí)具有固定的相同位置。同時(shí)當(dāng)安全鉗動(dòng)作時(shí)，也起吸收超速下降著的轎廂及其轎廂內(nèi)載荷的動(dòng)能的作用，使轎廂支持在導(dǎo)軌上，而不至于一落到底。 電梯工作時(shí)轎廂和對重借助于導(dǎo)靴沿著導(dǎo)軌上、下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌是由多根 3m 或 5m 長的短導(dǎo)軌，借助于接道板連接而成，每根導(dǎo)軌都應(yīng)經(jīng)過細(xì)加工。 在電梯井道中，導(dǎo)軌起始段一般都支持

51、在地坑中的支承板上。導(dǎo)軌每隔一定的距離就有一個(gè)固定點(diǎn)，將導(dǎo)軌固定于設(shè)置在井道壁的金屬支架上，導(dǎo)軌是借助于螺栓、螺母與壓道板固定于金屬支架上的，如圖 2-10 所示。在電梯安裝時(shí)能夠矯正一定范圍內(nèi)的導(dǎo)執(zhí)變形，但不能適應(yīng)建筑物的正常下沉或混凝土收縮等情況，一旦這種情況發(fā)生導(dǎo)軌就要發(fā)生變形，影響電梯的正常運(yùn)行。此種壓道板一般用于建筑物高度較低，電梯速度不高的電梯上。 圖 2-10 壓導(dǎo)示意圖 電梯中多采用的為T型導(dǎo)軌，選擇的導(dǎo)軌規(guī)格為T90/B(B-機(jī)加工),材料為 45 號(hào)鋼。T導(dǎo)軌與壓道板的連接用M12 的螺栓連接，導(dǎo)軌長度為 3 米[14]。 表 2-4 T 型

52、導(dǎo)軌的主要規(guī)格參數(shù) 規(guī)格標(biāo)志 b h k e T90/B 90 75 16 15 圖 2-11 T 型導(dǎo)軌 2.2.4 導(dǎo)靴 為了防止轎廂在曳引鋼絲繩上的扭轉(zhuǎn)和在不對稱負(fù)荷下的偏斜，為了使電梯的轎門地坎、層門地坎、井道壁之間及操縱系統(tǒng)的各部分之間保持恒定的位置關(guān)系，在轎廂轎架的四個(gè)角上．設(shè)置四只可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)或滾動(dòng)的導(dǎo)靴。兩只上導(dǎo)靴固定在轎廂上梁上，兩只下導(dǎo)靴固定在電梯下梁上。 固定滑動(dòng)導(dǎo)靴一般用在低速客梯和中速客梯的轎廂上。電梯的速度為 1m/s, 則選取導(dǎo)靴的型號(hào)為DXK1[15]。 表 2-3 導(dǎo)靴技術(shù)參數(shù) 曳引式電梯

53、的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 技術(shù)參數(shù) 額定速度 <1.75m/s 導(dǎo)軌寬度 10 或 16mm 2.3 井道及機(jī)房尺寸[16] 根據(jù) GB/T7025.1-1997 得到表 2-4 尺寸 表 2-4 井道及機(jī)房尺寸 井道寬 井道深 底坑深 頂層高 機(jī)房寬 機(jī)房深 機(jī)房高 2400 2300 1700 4200 3200 4900 2400 第三章 控制裝置

54、部分設(shè)計(jì) 曳引式電梯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 單梯電梯控制系統(tǒng) 3.1.1 概述[17] 在電梯的電氣系統(tǒng)中，邏輯判斷起著主要的作用，其控制系統(tǒng)必須起動(dòng)各種控制信號(hào)和執(zhí)行元件（如接觸器、繼電器、發(fā)光指示器、電動(dòng)機(jī)以及電子元件、電力電子器件等），要達(dá)到這些控制目的，其方法有： 1、繼電器—接觸器控制系統(tǒng) 這種控制系統(tǒng)是早期電梯多采用的一種控制系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)：與其它控制系統(tǒng)比較，其簡單、易于理解和掌握、價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：動(dòng)合觸點(diǎn)易磨損，且電接觸不良；體積大；控制系統(tǒng)耗能大、動(dòng)作噪聲大；維修保養(yǎng)工作量大、費(fèi)用高。因此這種控制系統(tǒng)僅用于速度不高、性能要求也不高的電梯中。 2、微機(jī)控制

55、系統(tǒng) 電梯的微機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是使控制算法不再由硬件邏輯完成，而是通過程序存貯器中的程序來完成的控制系統(tǒng)。因此對于有不同功能要求的電梯控制系統(tǒng)，只要改變程序存貯器中的程序指令即可，而無需變更或增減硬件系統(tǒng)的元件或布線。因此，十分方便于使用和管理，并提高系統(tǒng)的可靠性，減小控制系統(tǒng)體積，降低了能耗及其維修保養(yǎng)費(fèi)用。雖然微機(jī)控制的電梯，與繼電器控制的電梯比較，它具有較大的優(yōu)越性。但是，對一般的電梯而言，應(yīng)用微機(jī)控制也有其局限性和不足之處。其缺點(diǎn)是：微型計(jì)算機(jī)是按數(shù)字運(yùn)算的需要而設(shè)計(jì)的，功能比較齊全，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；而一般的電梯控制只需要進(jìn)行簡單的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算方式多為“與”、“或”、“非”幾種，運(yùn)算

56、位數(shù)只需 1 位，即“1”與“0”。因此，使用微機(jī)就有“大材小用”之嫌。此外，微機(jī)的接口電路沒有標(biāo)準(zhǔn)件，而且一般不控制強(qiáng)電。但在電梯控制中，往往要求能直接控制 110V 或 220V 的用電設(shè)備， 如用戶專門配備接口電路既不方便又不可靠。綜上所述，造成用微機(jī)控制的成本、運(yùn)行和維修費(fèi)用均較高，因此，如在一般的電梯上使用微機(jī)控制在經(jīng)濟(jì)上不合算。 3、PLC 控制系統(tǒng) PLC 充分利用了微型計(jì)算機(jī)的原理和技術(shù)，保留計(jì)算機(jī)控制的優(yōu)點(diǎn)，而克服了它的缺點(diǎn)。它具有強(qiáng)大的生命力，各工業(yè)部分紛紛用它來改造舊有的電梯控制電路，取得了明顯的效果。 總之，PLC 是采用微機(jī)技術(shù)制造的通用自動(dòng)控制設(shè)備，它能控制開

57、關(guān)量、模擬量、具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、并具有完成邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)、運(yùn)算等功能，可以取代繼電器為主的各種控制設(shè)備。它不僅能用于控制機(jī)械設(shè)備、流水線和各種設(shè)備的運(yùn)行過程，將 PLC 用于控制電梯各種操作和處理 相關(guān)信息也是可行的。 電梯控制系統(tǒng)主要有三種控制方式：繼電器控制、PLC 控制、微機(jī)控制，其中繼電器控制系統(tǒng)故障率高，微機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾能力弱，而 PLC 作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進(jìn)性，成為目前電梯系統(tǒng)中使用最多的控制方式，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方式發(fā)展為計(jì)算機(jī)控制的一個(gè)重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點(diǎn)之一。 3.1.2 P

58、LC 單臺(tái)電梯控制系統(tǒng) 1、PLC電梯控制系統(tǒng)三種工作方式[18] 電梯主要有三種工作方式—有司機(jī)方式、無司機(jī)方式、消防方式。 1) 有司機(jī)方式是指由專職司機(jī)操縱電梯運(yùn)行。具有以下特點(diǎn)： ① 電梯上行／下行啟動(dòng)由司機(jī)決定 ② 電梯開門、關(guān)門時(shí)間由司機(jī)控制 ③ 電梯是否直駛（不再響應(yīng)外召喚）由司機(jī)決定 2) 無司機(jī)方式是指由乘客自己操縱電梯，這種電梯具有集選控制功能。具有以下特點(diǎn)： ① 電梯開門／關(guān)門／上、下客時(shí)間均由定時(shí)器定時(shí) ② 只要電梯門關(guān)閉后自動(dòng)定向 3) 消防方式是指大樓發(fā)生火災(zāi)時(shí)，電梯運(yùn)行控制的一種特殊工作方式。具有以下特點(diǎn)： ① 正在運(yùn)行的電梯控制系統(tǒng)一旦

59、收到消防信號(hào)： a) 處于上行時(shí)立即返回底樓停站開門 b) 處于下行時(shí)立即直駛底樓停站開門 c) 處于底樓以外停站開門的電梯立即關(guān)門返回底樓停站開門 ② 電梯返回底樓并在底樓開門后，電梯處于消防工作狀態(tài)。此時(shí)，電梯不再響應(yīng)外召喚信號(hào)，電梯的關(guān)門起動(dòng)運(yùn)行和準(zhǔn)備前往層站由消防員控制操作。當(dāng)電梯就近到達(dá)某層站后，立即清除其它所有指令信號(hào)登記，是否繼續(xù)上行依火勢大小決定。 2、PLC 單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)工作流程 圖 3-1 為 PLC 單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)工作流程圖，從圖中可知控制一臺(tái)電梯正常工作，主要需要如下信號(hào)：控制信號(hào)、層樓信號(hào)、指令信號(hào)、召喚信號(hào)和消防信號(hào)。這些信號(hào)分別來自轎廂控制面板、

60、井道行程開關(guān)、層面控制銨鈕和層面火警開關(guān)。來自井道行程開關(guān)的層樓信號(hào)進(jìn)行層樓定位并參與自動(dòng)定向，同時(shí)顯示所 自動(dòng)定向 召喚登記 指令登記 顯 示 顯 示 清除 清除 置位 置位 運(yùn)行控制（開/關(guān)門、上/下行、停站） 消防控制 顯 示 層樓定位 召喚信號(hào) 指令信號(hào) 層樓信號(hào) 控制信號(hào) 在層樓位置。來自轎廂控制面板的指令信號(hào)和來自層面控制按鈕的召喚信號(hào)分別進(jìn)行指令登記和召喚登記，同時(shí)進(jìn)行信號(hào)登記顯示。這兩種信號(hào)也參與自動(dòng)定向， 和層樓信號(hào)一同對電梯進(jìn)行運(yùn)行控制，包括開／關(guān)門、上／下行和停站。當(dāng)來自層面的火警開關(guān)發(fā)出消防控制信號(hào)時(shí)，立即消除指令登記和

61、召喚登記，直接控制電梯下行至底樓并開門。此外，當(dāng)有來自轎廂控制面板發(fā)出控制信號(hào)，如：有司機(jī)直駛狀態(tài)，則略過召喚信號(hào)，直接響應(yīng)指令信號(hào)。運(yùn)行控制電梯的同時(shí)進(jìn)行運(yùn)行顯示和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，即電梯上行或下行。 來自轎廂控制面板 來自井道行程開關(guān) 來自轎廂控制面板 來自層面控制按鈕 來自層面火警開關(guān) 運(yùn)行顯示 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制 圖 3-1 PLC 單臺(tái)電梯控制系統(tǒng)工作流程圖 3.2 召喚按鈕與樓層指示 轎廂內(nèi)控制屏示意圖如圖 3-2 所示。其中包括上行、下行顯示及 LED 層樓位置的

62、顯示。另外還有 1 樓－5 樓的指令按鈕及登記顯示和有司機(jī)／無司機(jī)的選擇按鈕。在有司機(jī)工作狀態(tài)下還有指令專用開關(guān)，即只響應(yīng)指令信號(hào)，不響應(yīng)召喚信號(hào)。此外，還有消防按鈕，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，立即清除所有指令信號(hào)和召喚信號(hào)， 電梯直達(dá)底樓后開門。需要說明的是，在無司機(jī)狀態(tài)下，利用定時(shí)器控制開門、關(guān)門和上下客時(shí)間；有司機(jī)狀態(tài)下，則直接由司機(jī)控制開門、關(guān)門和上下客時(shí)間。 AJ YSJ 4 1 5 3 2 圖 3-2 轎廂內(nèi)屏示意圖 ZXF 圖 3-3 電梯轎廂外屏 電梯層門是為了確保安全，而在各層樓的?？空?，通向井道的入口處，設(shè)置供司機(jī)、乘用人員

63、和貨物等出入的門。圖 3-3 為電梯轎廂外屏示意圖。電梯層門旁裝有消防按鈕、上召喚按鈕和下召喚按鈕（最底層只有上召喚按鈕、最高層只 有下召喚按鈕）,并有召喚登記指示燈。層門上方裝有 LED 數(shù)碼管，以顯示轎廂所在層樓位置，另外還有轎廂上行和下行指示燈。 3.3 變頻器 電梯是一種垂直運(yùn)輸工具，它在運(yùn)行中既有動(dòng)能又有勢能，并經(jīng)常處于正反轉(zhuǎn)、反復(fù)起制動(dòng)過程中。為滿足乘客的舒適感和平層精度，要求電動(dòng)機(jī)在各種負(fù)載下都有良好的調(diào)速性能和準(zhǔn)確平層性能。過去，電梯系統(tǒng)的調(diào)速多采用直流電動(dòng)機(jī)晶閘管調(diào)壓調(diào)速、交流電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速、晶閘管調(diào)壓調(diào)速等方案，系統(tǒng)雖結(jié)構(gòu)簡單，但運(yùn)行效率低，設(shè)備容量大，體

64、積大。近年來，這些方案已逐步被采用變頻器的交流拖動(dòng)系統(tǒng)所代替，變頻器不但可以提供良好的調(diào)速性能和準(zhǔn)確平層性能，還可節(jié)約大量電能。 電梯系統(tǒng)的控制早期采用繼電器控制系統(tǒng)，易產(chǎn)生故障，可靠性差，后來普遍采用可編程控制器 PLC (ProgrammableLogic Controller)。PLC 可靠性高， 程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠，所以電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。 本電梯選用日本富士G7 型適用于位能負(fù)載的HT系列 30kVA變頻器作主傳動(dòng)， 該系列變頻器結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，性能優(yōu)良，同時(shí)具有靈敏的故障檢測、診斷、顯示功能，尤其是其良好的低速運(yùn)行特性更適合于電

65、梯上的應(yīng)用。三相電源R, S, T經(jīng)接線端子進(jìn)入變頻器為其主回路和控制回路供電，輸出端U, V, W經(jīng)兩接觸器KM1, KM2 分別接電動(dòng)機(jī)M1 和M2, M1 為電梯拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，M2 為開關(guān)門電動(dòng)機(jī)， N, P端接制動(dòng)單元、制動(dòng)電阻。這里一臺(tái)變頻器同時(shí)控制主機(jī)調(diào)速和電梯門的開關(guān)調(diào)速，其調(diào)速通過對變頻器的不同設(shè)置即可進(jìn)行調(diào)速及加減速[19]。 選用日本三菱FX2N型PLC，它接受來自操縱盤和每層呼梯盒的召喚信號(hào)、轎廂和門系統(tǒng)的功能信號(hào)以及井道和變頻器的狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)程序判斷與運(yùn)算實(shí)現(xiàn)電梯控制。PLC在輸出顯示和監(jiān)控信號(hào)的同時(shí)，向變頻器發(fā)出運(yùn)行方向、起動(dòng)、加減速運(yùn)行和制動(dòng)電梯等信號(hào)，再由變頻器根

66、據(jù)一定的控制規(guī)律和控制算法來控制電動(dòng)機(jī)。同時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，PLC向變頻器發(fā)出信號(hào)[20]。 為方便乘客，對電梯的運(yùn)行方向以及電梯所在的樓層進(jìn)行顯示，采用 LED 和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號(hào)，以帶開關(guān)的指示燈顯示。系統(tǒng)框圖如圖 3-4 所示。 圖 3-4 系統(tǒng)框圖 由于電梯的運(yùn)行是根據(jù)樓層和轎廂的呼叫信號(hào)、行程信號(hào)進(jìn)行控制，而樓層和轎廂的呼叫是隨機(jī)的，因此，系統(tǒng)控制采用隨機(jī)邏輯控制，即在以順序邏輯控制實(shí)現(xiàn)電梯的基本控制要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)隨機(jī)的輸入信號(hào)，以及電梯的相應(yīng)狀態(tài)適時(shí)地控制電梯的運(yùn)行。另外，轎廂的位置是由脈沖編碼器的脈沖數(shù)確定，并送 PLC 的計(jì)數(shù)器來進(jìn)行控制的。同時(shí)，每層樓設(shè)置 1 個(gè)接近開關(guān)以利于平層。為便于對電梯的運(yùn)行方向以及電梯所在的樓層進(jìn)行顯示，我們采用LED 和發(fā)光管顯示，而對樓層和轎廂的呼叫信號(hào)以指示燈顯示(開關(guān)上帶有指示燈)。為了提高電梯的運(yùn)行效率和平層的精度，系統(tǒng)要求 PLC 能對轎廂的加減速以及制動(dòng)進(jìn)行有效的控制。PLC 向變頻器發(fā)出運(yùn)行方向、起動(dòng)、加減速運(yùn)行和制動(dòng)等信號(hào)，