电梯的运行原理

    

    电梯的驱动有曳引驱动、卷筒驱动（强制驱动）、液压驱动等，但现在使用最广泛的是曳引驱动。本节主要介绍曳引驱动的工作原理。

    一、电梯的定义

    广义电梯的定义：是指动力驱动，利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级（踏步），进行升降或者平行运送人、货物的机电设备，包括载人（货）电梯、自动扶梯、自动人行道等。

    狭义电梯的定义：电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备。它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构型式便于乘客出入或装卸货物。

    二、电梯运行的基本要求

    （一）安全舒适，工作灵敏可靠，便于维修，控制线路简单。

    （二） 运行时噪声低，振动小，元件选择及结构合理，能频繁地启动、减速、停止，换向平稳。

    （三）操作使用方便，自动化程度高，平层准确。

    三、电梯的运行原理

    曳引驱动是电梯中常见的驱动方式，电梯是靠曳引力实现相对运动的。有机房电梯和无机房电梯的运行原理是一样的，只是无机房电梯的曳引机等装置是安装在井道内。现以有机房电梯为例，其原理如图2—1所示。安装在机房的电动机与减速器、制动器等组成曳引机，是曳引驱动的动力。曳引绳通过曳引轮一端连接轿厢，一端连接对重。为使井道中的轿厢与对重各自沿井道中导轨运行而不相蹭，曳引机上放置一导向轮使二者分开。轿厢与对重的重力使曳引绳压紧在曳引轮槽内产生摩擦力。这样，电动机转动带动曳引轮转动，驱动曳引绳，拖动轿厢和对重作相对运动，即轿厢上升，对重下降；对重上升，轿厢下降。于是，轿厢在井道中沿导轨上、下往复运行，电梯执行垂直运送任务。

    （一）曳引力与曳引能力

    轿厢与对重能作相对运动是靠曳引绳和曳引轮绳槽间的摩擦力来实现的，这种力就叫曳引力或驱动力。

    电梯的曳引能力，指电梯在保证曳引钢丝绳在曳引轮绳槽上不打滑的条件下，能够可靠地提升额定的负荷。

    （二）包角

    钢丝绳与曳引轮的包角，指曳引钢丝绳与驱动绳轮（曳引轮）接触弧长所对圆心所形成的夹角。是决定电梯曳引能力的一个重要参数。如图2—2所示。

    （三）平衡系数

    曳引驱动的曳引力是由轿厢和对重的重力共同通过钢丝绳作用于曳引轮绳槽而产生的。对重是曳引绳与曳引轮绳槽产生摩擦力的必要条件，也是构成曳引驱动的不可缺少条件。

    

1．电动机　2．制动器　3．减速器　4．曳引绳5．导向轮　6．绳头组合　7．轿厢　8．对重
图2—1　电梯曳引驱动原理图

    

图2—2 复绕传动张力图

    

图2—3各种绕式和绕法

    对重侧的总重量应等于轿厢自重加上0.4～0.5倍的额定载重量。此0.4～0.5即为平衡系数，若以K表示平衡系数，则K=0.4～0.5。

    （四） 曳引钢丝绳在曳引轮上的绕式与绕法

    电梯曳引钢丝绳的绕绳方式主要取决于曳引条件、额定载重量和额定速度等因素。在选择绕绳方式时应考虑有较高的传动效率、合理的能耗和钢丝绳的使用寿命。特别要注意应尽量减少绳轮数量，避免钢丝绳的反向弯曲。

    1．绕式：表示每根钢丝绳在曳引轮上缠绕的次数。可分为单绕式（又称半绕式）和复绕式（又称全绕式）。

    （1）单绕式：钢丝绳在曳引轮上只绕过一次，其包角小于或等于180°，一般不宜小于150°；

    （2）复绕式：钢丝绳在曳引轮上绕过二次，其包角大于180°。

    2．绕法：表示钢丝绳在曳引轮上的绕绳方法。曳引钢丝绳的绕法有多种，这些绕法也可看成不同的传动方式，因此不同的绕法就有不同的传动速比，也叫曳引比或倍率，它是电梯运行时曳引轮节圆的线速度与轿厢运行速度之比。常见的绕法有：

    （1）1∶1绕法：当不存在倍率滑轮时的绕法。图2—3中a为单绕式、b为复绕式，其曳引比（或传动比）均为1∶1（倍率i=1），即1∶1绕法。

    （2）2∶1绕法：当存在一组倍率滑轮时（如有轿顶轮和对重轮时）的绕法。2∶1绕法的电梯必须配置轿顶轮和对重轮，悬挂钢丝绳的绳套两端都固定在机房内的承重梁上。曳引钢丝绳的线速度（即曳引轮节圆的线速度）与轿厢运行速度之比为2∶1。曳引钢丝绳上所受拉力为其所悬挂总重的一半，曳引轮轴承上的压力也减少一半。图2—3中c为单绕式、d为复绕式、e为下置机房单绕式，此时曳引比（或传动比）均为2∶1（倍率i=2），即2∶1绕法。

    （3）3∶1绕法：图2—3中f为单绕式，其曳引比（或传动比）为3∶1（倍率i=3），即3∶1绕法。

    （4）4∶1绕法：图2—3中g为单绕式，其曳引比（或传动比）为4∶1（倍率i=4），即4∶1绕法。

    

（g）半绕式4∶1绕法
图2—3各种绕式和绕法