【正文】 垂直電梯機(jī)械安全裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)論文第1章 引言 電梯安全裝置設(shè)計(jì)概述 電梯的基本原理電梯是多層建筑的垂直運(yùn)輸設(shè)備，它有一個(gè)轎廂和一個(gè)對(duì)重，由升降機(jī)械的電動(dòng)機(jī)通過減速器變速后帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)?？恳芬K與曳引輪摩擦產(chǎn)生的牽引力，驅(qū)動(dòng)曳引鋼繩與懸吊裝置，拖動(dòng)轎廂和對(duì)重在井道內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轎廂上升對(duì)重下降，轎廂下降則對(duì)重上升，由此實(shí)現(xiàn)轎廂在井道中沿導(dǎo)軌上下運(yùn)行，達(dá)到運(yùn)輸目的[1]。 電梯安全保護(hù)系統(tǒng)概述由于電梯是高層建筑物必不可缺的一種垂直運(yùn)輸設(shè)備,并且長(zhǎng)期地經(jīng)常性的在空間上下的運(yùn)行，因此必須要有足夠的安全性。為了保證人以及貨物在運(yùn)行過程中的安全，因此電梯在被設(shè)計(jì)的過程中設(shè)置了大量的機(jī)械安全系統(tǒng)裝置和電氣安全系統(tǒng)裝置，那么這些裝置共同構(gòu)成了電梯安全系統(tǒng)?，F(xiàn)在的電梯都應(yīng)有安全保護(hù)系統(tǒng)，就是為了保證不必要的危險(xiǎn)出現(xiàn)。 電梯可能發(fā)生的事故隱患和故障1) 轎廂失控、超速運(yùn)行：減速器中的蝸輪、 蝸桿的齒輪、軸、銷、鍵等斷裂以及曳引繩在曳引輪上發(fā)生了嚴(yán)重的打滑等情況，是因?yàn)殡娞葜苿?dòng)器出現(xiàn)了故障，這就導(dǎo)致了常規(guī)的手段已經(jīng)不能使電梯停止運(yùn)行，也就導(dǎo)致了轎廂失去掌控，這就造成了運(yùn)行速度超過了極限運(yùn)行速度，也就是額定速度的115%。2) 終端越位：由于平層控制電路出現(xiàn)的故障，轎廂運(yùn)行到頂層或底層站，這時(shí)還不停而繼續(xù)運(yùn)行或超出了正常的平層位置。3) 沖頂或蹲低：當(dāng)上終端極限位裝置失靈等，造成電梯沖向井道頂部，成為沖頂；當(dāng)下終端的限位裝置失靈或電梯失控，造成電梯轎廂跌落到井道底坑，則成為蹲低。4) 不安全運(yùn)行：由于限速器失效，選層器失靈、層門、轎門不能關(guān)閉或關(guān)閉不嚴(yán)或超載、電動(dòng)機(jī)斷相、錯(cuò)相等狀態(tài)下運(yùn)行。5) 非正常停止：由于控制電路出現(xiàn)故障，安全鉗誤動(dòng)作或電梯停電等原因，都會(huì)造成在運(yùn)行中的帶難題突然停止。6) 關(guān)門障礙：在電梯關(guān)門時(shí)，受到人或物體的阻礙時(shí)門無法關(guān)閉[3]。 電梯安全保護(hù)系統(tǒng)的組成1) 超速（失控）保護(hù)裝置——限速器、安全鉗；2) 超出上下極限工作位置的保護(hù)裝置——有強(qiáng)迫減速開關(guān)、終端極限開關(guān)和終端限位開關(guān)來達(dá)到強(qiáng)行換速、切斷控制電路和切斷動(dòng)力電源三級(jí)保護(hù)；3) 撞底(與沖頂)保護(hù)裝置——緩沖器；4) 層門門鎖與轎門電氣聯(lián)鎖裝置。確保門不關(guān)閉、電梯不能運(yùn)行；5) 門的安全保護(hù)裝置——層門、轎門設(shè)置門光電裝置、門電子檢測(cè)裝置、門安全觸板等；6) 電梯不安全運(yùn)行防止系統(tǒng)——如轎廂超載裝置、限速器斷繩開關(guān)、選層器斷帶開關(guān)等；7) 供電系統(tǒng)斷相，錯(cuò)相保護(hù)裝置——相序保護(hù)繼電器等；8) 停電或電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，轎廂慢速移動(dòng)裝置；9) 報(bào)警裝置——轎廂內(nèi)與外聯(lián)系的警鈴、電話等；綜上所述，電梯安全保護(hù)系統(tǒng)中設(shè)置的安全保護(hù)裝置，一般由機(jī)械安全裝置和電氣安全裝置倆大部分組成。但是有一部分機(jī)械安全裝置通常也需要電氣方面的裝置配合和連鎖裝置才能完成共同動(dòng)作和可靠的效果。 電梯安全保護(hù)裝置的動(dòng)作關(guān)聯(lián)原則下圖表示了一套普通交流雙速乘客電梯安全保護(hù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖，如圖11所示。 圖11 電梯的安全保護(hù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖下圖12表示了電梯安全保護(hù)裝置系統(tǒng)的主要?jiǎng)幼鞒绦蚴疽鈭D 圖12 電梯的安全保護(hù)裝置系統(tǒng)的主要?jiǎng)幼鞒绦?限速器和安全鉗及其相互關(guān)系限速器的功能：能反映并控制轎廂（對(duì)重）的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度，當(dāng)速度達(dá)到極限或超過允許值能發(fā)出的信號(hào)及生產(chǎn)機(jī)械 動(dòng)作將轎廂強(qiáng)行制停在導(dǎo)軌上。1) 造成轎廂（或?qū)χ兀嬄涞脑蚍治稣＿\(yùn)行的轎廂，一般發(fā)生墜落事故的可能性很少，但也不能完全排除這種可能性。一般常見的有以下五種可能的原因：(1) 曳引鋼絲繩因各種原因折斷；(2) 渦輪蝸桿的齒輪、軸、鍵、銷折斷；(3) 曳引輪繩槽 嚴(yán)重磨損，造成當(dāng)量摩擦系數(shù)快速下降，平衡失調(diào)，轎廂又超載，那么鋼絲繩和曳引繩打滑；(4) 轎廂超載嚴(yán)重，平衡失調(diào)，制動(dòng)器失靈；(5) 因某些特別原因，例如平衡對(duì) 重偏輕、轎廂自重偏 輕，對(duì)此造成鋼絲繩對(duì)曳引繩的壓力嚴(yán)重減少，使轎廂側(cè)或?qū)χ仄胶馐д{(diào)，才使鋼絲繩在曳引繩上打滑。只要發(fā)生以上五種一種，就可能發(fā)生轎廂急速墜落的嚴(yán)重事故。因此按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定，不論是乘客電梯、載貨電梯還是以用電梯等，都需要裝置限速器和安全鉗。2) 限速器和安全鉗是防墜落(失控)的安全保護(hù)在電梯運(yùn)行中，提供最后保障的是安全系統(tǒng)中的限速器、安全鉗和緩沖器。在運(yùn)行過程中，不管因?yàn)槭裁崔I廂超速下滑，或是墜落只能靠限速器、安全鉗和緩沖器的作用且其他裝置均未起作用，來達(dá)到使轎廂停下來且不致于使乘客和貨物受到傷害。所以限速器和安全鉗是防 止電梯超速和失控的保護(hù)裝置。限速器的作用從而引發(fā)了安全鉗的動(dòng)作，強(qiáng)行切斷電梯控制回路中電源安全裝置，同時(shí)使轎廂或?qū)χ匮b置停在導(dǎo)軌上。所以安全鉗是在限速器的操縱下強(qiáng)制使轎廂停住的執(zhí)行裝置[4]。3) 限速器的功能分析及其傳動(dòng)系統(tǒng)(1) 限速器和安全鉗要連在一起用：限速器是檢測(cè)轎廂超速的裝置。在電梯正常運(yùn)行是，他不起作用。當(dāng)電梯運(yùn)行速度超過其額定速度并到達(dá)危險(xiǎn)值時(shí)，它就操縱電氣開關(guān)打開急停回路，使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，并使制動(dòng)器止動(dòng)；在此同時(shí)或稍后，它將操縱安全鉗，使轎廂系統(tǒng)夾持在導(dǎo)軌上，迫使它停下來。(2) 限速器裝置包括限速器、限速器繩和繩頭以及限速器繩張緊輪。限速器裝置一般安裝在電梯機(jī)房或隔音層的底面，她得平面位置一般在轎廂的左右角或右前角處。如圖13所示。圖13 限速器裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)；；；；所以限速器能直接檢測(cè)轎廂運(yùn)動(dòng)的速度4) 安全鉗的功能分析及其構(gòu)成(1) 安全鉗必須由限速器來操縱：安全鉗是在限速器的操縱下，使電梯轎廂緊急制停夾持在導(dǎo)軌上的一種安全裝置。它對(duì)電梯的運(yùn)行提供最后的綜合的安全保護(hù)。電梯由八大系統(tǒng)組成：轎廂系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、曳引系統(tǒng)、門系統(tǒng)、電力拖動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)。電梯總體結(jié)構(gòu)示意圖(如圖14所示)。圖14 電梯示意圖 電梯主要設(shè) 1 減速箱裝置 2 曳引機(jī)裝置 3 曳引機(jī)底座組件 4 導(dǎo)向輪 5 限速器裝置 6 機(jī)座 7導(dǎo)軌支架 8 曳引鋼絲繩 9 開關(guān)碰鐵 10 終端開關(guān) 11 導(dǎo)靴 12 轎架 13 轎門 14 安全鉗 15 導(dǎo)軌 16 繩頭組合 17 對(duì)重 18 補(bǔ)償鏈 19 補(bǔ)償鏈 20 張緊裝置 21 緩沖器裝置 22 底座 23 層門 24 呼梯盒 25 層樓指示 26 隨行電纜 27 轎壁 28 操縱箱 29 開門機(jī) 30 井道傳感器 31 電源開關(guān) 32 控制柜 33 曳引電機(jī) 34 制動(dòng)器裝置 電梯主要參數(shù)的選定額定載重量；它是電梯各項(xiàng)數(shù)據(jù)的主要參數(shù)之一。是指在設(shè)計(jì)規(guī)定中所有參數(shù)決定的電梯載重量，是制造廠廠家確保電梯可以長(zhǎng)期正常使用的最大載重量，是用戶選用電梯的主要依據(jù)設(shè)計(jì)。額定載重量me=1000kg，轎廂自重mc =1300kg。額定速度：是指設(shè)計(jì)規(guī)定中所有參數(shù)來決定的的電梯運(yùn)行速度，也是制造廠廠家保證電梯長(zhǎng)期正常運(yùn)行的速度，單位符號(hào)是 ｍ/ｓ，它和額定載重量同樣樣是用戶選取的主要依據(jù)，也是主要參數(shù)之一。設(shè)計(jì)電梯的額定速度V=。 電梯制造業(yè)機(jī)械安全裝置的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀在我國(guó)電梯制造行業(yè)中，各種各樣的機(jī)械安全裝置和電氣安全裝置被設(shè)計(jì)到電梯中。電梯安全保護(hù)系統(tǒng)就是有這些裝置構(gòu)成的。在機(jī)械安全裝置中，一般限速器發(fā)出信號(hào)并產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械動(dòng)作，是因?yàn)槠湔{(diào)控電梯轎廂的實(shí)際運(yùn)行速度超過允許值。這時(shí)候就要切斷控制電路或迫使安全鉗動(dòng)作，轎廂就會(huì)被強(qiáng)行停在導(dǎo)軌上～1m/s時(shí)。我國(guó)電梯制造業(yè)通常采用擺錘式限速器配合瞬時(shí)式安全鉗。在電梯井道底部用的是彈簧緩沖器。當(dāng)電梯梯速大于1m/s時(shí)，采用離心式限速器配合漸進(jìn)式安全鉗。在電梯井道底部設(shè)置耗能型油壓緩沖器[2]。目前一種新的聚氨酯緩沖器也投入使用。 國(guó)外現(xiàn)狀目前歐洲在電梯的安全防護(hù)上，提高了電梯的安全可靠性，減少了修理的費(fèi)用，降低了過程中產(chǎn)生的噪音。是因?yàn)槭褂昧丝删幊屉娮酉到y(tǒng)，由此可見它代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械安全設(shè)施是發(fā)展的必然趨勢(shì)。綠色電梯在國(guó)外已經(jīng)開始列入了研究行列。主要包括了節(jié)能，環(huán)保，安全等方面。對(duì)于安全方面根據(jù)EN81—?dú)W洲電梯安全標(biāo)準(zhǔn)有如下要求：1) 轎廂內(nèi)應(yīng)裝有一套能在上、下行時(shí)動(dòng)作的安全鉗。2) 對(duì)重應(yīng)設(shè)有一套僅在下行時(shí)動(dòng)作的安全鉗。3) 轎廂內(nèi)裝有數(shù)套安全鉗時(shí)，他們應(yīng)全部是漸進(jìn)式的。4) 轎廂和對(duì)重安全鉗的動(dòng)作由各自的限速器來控制。5) 禁止使用電氣、液壓或氣壓操縱的系統(tǒng)裝置來操縱安全鉗。6) 安全鉗應(yīng)與限速器配合使用。通過上面幾點(diǎn)簡(jiǎn)述要求，可以看出對(duì)于安全鉗、緩沖器的設(shè)計(jì)要求的嚴(yán)格。目前，國(guó)外除了以交流電梯取代直流電梯外，在低層樓房越來越多地