電梯的主要結(jié)構(gòu)及組成

該電梯采用四層教學(xué)電梯，根據(jù)最常見的升降式客梯結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)由以下部分組成：

電梯機(jī)房部分：曳引減速機(jī)、曳引電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、曳引輪、限速器、旋轉(zhuǎn)編碼器

電梯井道部分：導(dǎo)軌、對(duì)重機(jī)構(gòu)、轎廂（門機(jī)機(jī)構(gòu)、安全鉗、導(dǎo)靴、照明燈、風(fēng)扇）、層門、樓層召喚指示控制器、曳引繩、導(dǎo)向輪、一層平層感應(yīng)器(計(jì)數(shù)復(fù)位)、上限位開關(guān)、隨行電纜。

電梯底座部分：轎廂控制器、緩沖器、下限位開關(guān)。

電梯電氣控制部分：電源空氣開關(guān)（漏電脫扣器）、DC12V驅(qū)動(dòng)電源、PLC可編程控制器、接線端口電路板、到站鐘。

電梯機(jī)房部份結(jié)構(gòu)

電梯機(jī)房部分設(shè)備主要有：曳引減速機(jī)、曳引電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、曳引輪、限速器、旋轉(zhuǎn)編碼器。
 

一、曳引減速機(jī)、曳引電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器與曳引輪

曳引機(jī)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)廣泛應(yīng)用在運(yùn)行速度V<2.0m/s的各種電梯上。本教學(xué)電梯即為有齒輪曳引機(jī)，它采用蝸輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。主要由曳引電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、制動(dòng)電磁鐵、曳引繩輪、慣性輪等構(gòu)成，其外形如圖所示。

曳引機(jī)是電梯的驅(qū)動(dòng)裝置，它包括：

1）曳引電動(dòng)機(jī)：一般分為交流曳引電動(dòng)機(jī)、直流曳引電動(dòng)機(jī)。

2）曳引減速機(jī)：大多數(shù)電梯廠選用蝸輪蝸桿減速箱，也有行星齒輪、斜齒輪減速箱。本教學(xué)電梯采用的是蝸輪蝸桿減速箱。曳引電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器與蝸桿聯(lián)接，蝸輪與曳引繩輪共同裝在一根軸上。通過曳引減速機(jī)驅(qū)動(dòng)繩輪正反旋轉(zhuǎn)，使轎廂和對(duì)重上下運(yùn)行。

3）制動(dòng)器：在電梯上通常采用雙瓦塊常閉式電磁制動(dòng)器。在電梯停止或電源斷電的情況下制動(dòng)抱閘，以確保電梯不致移動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通電時(shí)制動(dòng)器松閘。

制動(dòng)器是電梯非常重要的安全裝置。一般都是裝在電動(dòng)機(jī)和減速器之間，即裝在高轉(zhuǎn)速軸上。因?yàn)楦咿D(zhuǎn)速軸上所需的制動(dòng)力矩小，這樣可減小制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸。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)輪一般裝在蝸桿一側(cè)，以保證聯(lián)軸器損斷時(shí)，電梯仍能制動(dòng)被掣停住。

4）曳引繩輪：曳引機(jī)上的繩輪稱為曳引輪。兩端借助曳引鋼絲繩分別懸掛轎廂和對(duì)重，并依靠曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽間的靜摩擦力來實(shí)現(xiàn)電梯轎廂的升降。

二、限速器

常見的限速器有凸輪式、剛性夾持式和彈性夾持式三種，電梯額定速度不同，使用的限速器也不同。

本教學(xué)電梯采用的是凸輪式限速器。凸輪式限速器也稱慣性式限速器，適用于電梯額定速度在0.5～1m/s以下的低速梯。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。當(dāng)轎廂下行時(shí)，限速繩帶動(dòng)限速輪作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，限速輪內(nèi)有一五邊形盤狀凸輪，限速輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，五邊形盤狀凸輪的輪廊線處，與裝在擺動(dòng)挺桿上的限速滾輪，凸輪輪廊線上徑向的變化，使挺桿猛烈的擺動(dòng)，由于限速滾輪軸的另一端被限速器拉簧拉住，在額定速度范圍內(nèi)，使挺桿右邊的棘爪與棘輪上的棘齒脫離接觸。當(dāng)轎廂超速達(dá)到規(guī)定的超速值時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)速加快，圓周上離心力增加，使挺桿擺動(dòng)的角度增大到使棘爪與棘輪上的棘齒相嚙合，限速器輪被迫停止轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著轎廂繼續(xù)下行，限速器輪槽與限速繩之間產(chǎn)生摩擦力使限速繩軋住，帶動(dòng)安全鉗聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，將安全鉗拉桿提起，安全鉗楔塊動(dòng)作，轎廂被制動(dòng)在導(dǎo)軌上。

調(diào)節(jié)拉簧的拉力，可調(diào)節(jié)限速器的動(dòng)作速度，當(dāng)限速器動(dòng)作后需要復(fù)位時(shí)，可以將轎廂慢速上行，限速輪反向旋轉(zhuǎn)，棘爪與棘齒脫開，安全鉗即可復(fù)位。

凸輪式限速器的缺點(diǎn)是沒有可靠的軋繩裝置，只靠限速繩與限速輪槽的接觸產(chǎn)生的摩擦力而動(dòng)作安全鉗。

額定速度不大于0.63m/s的電梯，常采用剛性夾繩限速器，配用瞬時(shí)式安全鉗。大于0.63m/s的電梯，常采用彈性可滑移夾繩限速器，配用漸進(jìn)式安全鉗。

三、旋轉(zhuǎn)編碼器 

本電梯的定位裝置為增量型旋轉(zhuǎn)編碼器。其特點(diǎn)是：只有在旋轉(zhuǎn)期間會(huì)輸出對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度脈沖，它是利用計(jì)數(shù)來測(cè)量旋轉(zhuǎn)的方式，通過PLC采集旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)將電梯定位。

上圖，即為本電梯所使用的旋轉(zhuǎn)編碼器及安裝結(jié)構(gòu)方式。旋轉(zhuǎn)編碼器的中心軸通過彈性聯(lián)軸器與曳引輪的中心軸相連，當(dāng)曳引輪正反旋轉(zhuǎn)時(shí)也帶動(dòng)了與之相連的旋轉(zhuǎn)編碼器作相應(yīng)的正反轉(zhuǎn)動(dòng)。電梯每上升或下降一段距離，旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)數(shù)就相應(yīng)的增加或減少來控制轎廂的平層位置。

電梯井道部份結(jié)構(gòu)

一、導(dǎo)軌及其部件結(jié)構(gòu)

本教學(xué)電梯的導(dǎo)軌，采用鋁合金材料按照實(shí)物比例通過拉模工藝制造，表面經(jīng)過黑色鋁化處理。如圖所示。

電梯工作時(shí)轎廂和對(duì)重借助于導(dǎo)靴沿著導(dǎo)軌上下運(yùn)行。在電梯井道中，導(dǎo)軌起始段一般都支承在底坑中的支承板上，每個(gè)導(dǎo)軌壓板每隔一定的距離就有一個(gè)固定點(diǎn)，借助于螺絲、與導(dǎo)軌壓板，將導(dǎo)軌固定在井道支架上。

電梯中的導(dǎo)軌，是轎廂和對(duì)重在垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)的導(dǎo)向，限制轎廂和對(duì)重在水平方向的移動(dòng)，防止由于轎廂的偏載而產(chǎn)生的傾斜。同時(shí)當(dāng)安全鉗動(dòng)作時(shí)，導(dǎo)軌作為被夾持的支承件支承轎廂和對(duì)重。

二、轎廂及其部件結(jié)構(gòu)

與轎廂連接的相關(guān)部件有：轎廂箱體、轎廂支架、門機(jī)系統(tǒng)、轎門、安全觸板、超重報(bào)警裝置、安全鉗及安全連桿機(jī)構(gòu)、上下導(dǎo)靴、照明、風(fēng)扇、操縱箱等裝置。

1、 轎廂箱體、轎廂架

電梯轎廂是用于運(yùn)送乘客或貨物的廂體。轎廂因用途不同，規(guī)格尺寸與外形設(shè)計(jì)也不同。轎廂架是牽引轎廂在軌道上運(yùn)動(dòng)的支架。在轎廂頂部及轎廂架上安裝許多電梯部件實(shí)現(xiàn)各種功能。

2、門機(jī)系統(tǒng)、轎門

本教學(xué)電梯采用了單扇中分門結(jié)構(gòu)的門機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。門機(jī)以直流減速電機(jī)為動(dòng)力，通過門機(jī)鏈條傳動(dòng)。傳動(dòng)鏈輪上安裝有曲柄桿，曲柄桿的兩端分別與門扇驅(qū)動(dòng)連桿相連。帶動(dòng)門扇的開與關(guān)。如圖所示電梯門按開門方式可分中分門、旁開門。中分門有單扇中分、雙折中分；旁開門有單扇旁開、雙扇旁開、三扇旁開。電梯的門按安裝位置可分為轎門和層門（或廳門）。層門裝在建筑物每層電梯停站的門口，掛在層門上坎上面。轎門則掛在轎廂上坎上面，與電梯一起上升、下降。層門通過轎門上的門刀插入進(jìn)行開門或閉門。

門機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是指安裝在轎廂頂?shù)那安�，自�?dòng)開、關(guān)轎門和廳門的裝置。

3、安全觸板

安全觸板是一種防止在電梯門閉合過程中夾住人及物品的接觸式保護(hù)裝置。它由觸板、控制桿和微動(dòng)開關(guān)組成。平時(shí)，觸板在自重的作用下，凸出門扇一些距離，當(dāng)門在關(guān)閉中碰到人或物品時(shí)，觸板被推入，控制桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并壓住微動(dòng)開關(guān)觸頭，通過電氣控制使門電機(jī)迅速反轉(zhuǎn)，門被重新打開。

4、隨行電纜

電梯隨行電纜是跟隨轎廂一起運(yùn)動(dòng)的，連接機(jī)房電氣控制柜到轎廂電氣線路的電纜。包括有動(dòng)力、信號(hào)控制、通訊、轎廂照明、通風(fēng)、空調(diào)等方面。根據(jù)GB/5023.6-1997標(biāo)準(zhǔn)：隨行電纜導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許工作溫度不超過70℃，敷設(shè)環(huán)境溫度應(yīng)不低于0℃。安裝自由懸掛長(zhǎng)度不超過80m，移動(dòng)速度不超過4m/s。電纜敷設(shè)安裝允許彎曲半徑應(yīng)不小于電纜小邊的6倍

5、超重報(bào)警裝置

在實(shí)際電梯中，為了能使電梯在額定載重量范圍內(nèi)正常安全的運(yùn)行。必須配置超重報(bào)警裝置。本仿真教學(xué)電梯在轎廂頂部設(shè)計(jì)了一種超載裝置。它包括超重壓力彈簧和超重報(bào)警開關(guān)。當(dāng)電梯超

重后，彈簧被壓下，超重報(bào)警開關(guān)斷開。通過電氣系統(tǒng)控制電機(jī)停止運(yùn)行、轎門打開不能關(guān)閉、并輸出報(bào)警信號(hào)。只有減少轎廂內(nèi)重到規(guī)定范圍內(nèi)電梯才能關(guān)門、啟動(dòng)。見圖所示

6、轎廂導(dǎo)靴、對(duì)重導(dǎo)靴

轎廂導(dǎo)靴安裝在轎廂上梁和轎廂下梁安全鉗座下面，對(duì)重導(dǎo)靴安裝在對(duì)重架上部和底部。導(dǎo)靴按其在導(dǎo)軌工作面上的運(yùn)動(dòng)方式，分為固定滑動(dòng)導(dǎo)靴、彈性滑動(dòng)導(dǎo)靴和滾動(dòng)導(dǎo)靴。

本仿真教學(xué)電梯轎廂導(dǎo)靴采用的是彈簧式滑動(dòng)導(dǎo)靴。彈簧式滑動(dòng)導(dǎo)靴主要由靴座、靴襯、靴頭、靴軸、壓縮彈簧及調(diào)節(jié)絲桿等組成。彈性滑動(dòng)導(dǎo)靴的靴頭是浮動(dòng)的，在彈簧力的作用下，靴襯的底部始終壓貼在導(dǎo)軌端面上，因此能使轎廂保持較為穩(wěn)定的水平位置，同時(shí)在運(yùn)行中具有緩沖振動(dòng)和沖擊的作用。如圖所示。

三、安全鉗及安全連桿機(jī)構(gòu)

電梯的安全裝置有電氣安全裝置和機(jī)械安全裝置之分。機(jī)械安全裝置主要由限速器、安全鉗和緩沖器等部件組成。

安全鉗裝置在轎廂架的底梁上，處于下導(dǎo)靴之上，隨著轎廂沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。安全鉗楔塊由連桿、拉桿、彈簧等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與轎廂上的限速器鋼絲繩相連接。

安全鉗的種類很多，如本教學(xué)電梯采用的是雙楔式安全鉗。限速鋼絲繩是一根兩端封閉的鋼絲繩。上面套繞在限速器輪上，下面繞過掛有重物的張緊輪，在限速鋼絲繩的某處與轎廂上的安全鉗的連桿機(jī)構(gòu)固定，而連桿機(jī)構(gòu)則裝在轎廂上梁預(yù)留孔中。

電梯因機(jī)械或電氣的某種原因出現(xiàn)故障使轎廂超速下行。如：鋼絲繩斷裂、轎頂滑輪脫離或電機(jī)升降速度過高……等使電梯失控而發(fā)生超速下降時(shí)(下行速度達(dá)到限速器動(dòng)作速度)，限速器發(fā)生動(dòng)作，通過制動(dòng)機(jī)構(gòu)將限速繩軋住，這時(shí)連接杠桿被上提，通過轎廂上的安全連桿機(jī)構(gòu)和安全鉗楔塊拉條，將安全鉗楔塊上提，使楔塊楔進(jìn)安全鉗鉗體與導(dǎo)軌之間，將轎廂卡在導(dǎo)軌上而不致繼續(xù)墜落。楔塊與導(dǎo)軌接觸的一面壓有花紋，以增加與導(dǎo)軌接觸時(shí)的摩擦力，增大制動(dòng)力。

同時(shí)，安全鉗電氣聯(lián)鎖開關(guān)相應(yīng)動(dòng)作切斷控制電路電源，迫使曳引機(jī)停止工作。

不論是限速器，還是安全鉗都不能單獨(dú)完成上述任務(wù)，必須靠它們的配合動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。限速器、安全鉗和轎廂三者之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖所示。

四、層門及其部件結(jié)構(gòu)

層門門鎖：由鎖臂、鎖鉤、鎖扣組成，設(shè)置在層門內(nèi)側(cè)，門關(guān)閉后，將層門鎖住。電梯層門：是安裝在每個(gè)樓層的電梯層站入口的封閉門。開門與關(guān)門是通過安裝在轎門上的門刀來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)轎廂離開層門開鎖區(qū)域時(shí)，層門無論何種原因開啟，都有一種裝置能確保層門自動(dòng)關(guān)閉�？梢允菑椈苫蛘咧貕K滑輪機(jī)構(gòu)，強(qiáng)迫層門閉合。

本教學(xué)電梯采用的是彈簧結(jié)構(gòu)，見圖所示。此外，每個(gè)層門上都裝有一把層門鎖。層門關(guān)閉后，門鎖的機(jī)械鎖鉤嚙合，鎖住層門不被隨意打開。只有當(dāng)電梯停站時(shí)，層門才在開門刀的帶動(dòng)下開啟，或用專門配制的鑰匙開啟層門。

五、層樓指示召喚盒：

安裝在每個(gè)層站層門側(cè)邊，有上行下行召喚按鈕、上行下行指示燈、轎廂當(dāng)前樓層數(shù)碼顯示。

六、對(duì)重及其結(jié)構(gòu)

對(duì)重裝置由對(duì)重輪、對(duì)重支架、對(duì)重重塊、曳引繩、防護(hù)遮欄等組成。對(duì)重與轎廂起到重力平衡作用，以節(jié)約電能消耗，增加電梯安全性。

對(duì)重又稱為平衡重塊，其作用在于減少曳引電動(dòng)機(jī)的功率和曳引輪、蝸輪上的力矩。對(duì)重的結(jié)構(gòu)沒有固定的形式，但不論何種形式，在對(duì)重支架的四個(gè)角上都應(yīng)設(shè)置四只導(dǎo)靴以保證對(duì)重在電梯運(yùn)行時(shí)沿著對(duì)重導(dǎo)軌垂直運(yùn)行。

對(duì)重鐵塊放入對(duì)重支架內(nèi)，對(duì)重鐵塊應(yīng)便于搬運(yùn)。對(duì)重鐵塊配置的數(shù)量應(yīng)使對(duì)重鐵塊和對(duì)重架的總重量等于轎廂總重量加（0.4～0.5）額定載重重量。

2-4電梯底座部份結(jié)構(gòu)

一、底座

電梯底座部分主要包含：底座、緩沖器、限速器張緊裝置、電梯轎廂控制器。電梯底座下面安裝了四個(gè)萬向輪，方便整個(gè)電梯的移動(dòng)觀察與維修。

外形尺寸：1450（長(zhǎng)）×1160（寬）×220（高）mm

二、緩沖器

限速器張緊裝置包括限速繩、張緊輪、重砣塊等，它安裝在坑底內(nèi)，限速繩由轎廂帶動(dòng)運(yùn)行，限速繩將轎廂運(yùn)行速度傳遞給限速輪，張緊輪反映出電梯實(shí)際運(yùn)行速度。當(dāng)限速器動(dòng)作時(shí)，通過限速繩使安全鉗動(dòng)作。

四、電梯轎廂控制器

電梯轎廂控制器，又稱操縱箱。在本仿真教學(xué)電梯中，為了便于轎廂操作控制，安裝在電梯底座前面。實(shí)際電梯一般安裝在轎廂內(nèi)靠近轎廂門的位置。

轎廂控制器主要包含：上行指示燈、下行指示燈、樓層數(shù)碼顯示器、樓層選擇按鈕、開門按鈕、關(guān)門按鈕、警鈴按鈕、檢修控制器。

檢修控制器主要由電梯檢修或管理人員操作使用。實(shí)際電梯常用蓋子鎖住，防止乘客誤操作。其中包含：風(fēng)扇、照明、手動(dòng)/自動(dòng)、直駛、急停、慢上、慢下等按鈕。本電梯直接安裝在面板上面，用框線表示。