摘要：随着社会经济的不断发展及科学技术的不断进步，高层建筑越来越多，在一定程度上推动了电梯事业的发展。电梯机械设备作为高层建筑中的重要组成部分，虽然能带给人们生活、工作中的许多便利，但也存在一定的安全隐患。近年来，电梯安全事故时有发生，已引起社会各界极大的关注。因此，必须对电梯的机械安全构造进行一定的分析与了解，以在电梯系统中合理增设一些安全装置，以减少电梯在运行时的安全隐患，从而保证电梯的安全、可靠运行。本文主要对电梯的机械构造与机械安全装置进行了探讨分析，以供参考。
关键词：电梯；机械构造；机械安全装置；分析
引言
随着我国建筑行业的不断发展，作为高层建筑必备的电梯机械设备成为了必备。电梯的设置给人们生产生活带来了便利，钢铁混凝土建筑材料结构的不断兴起，对电梯这种机械和电气详解个的大型设备进行研究就有现实意义，它具有种类繁多的部件和复杂的内部结构，因此也相应的出现多种情况的安全隐患。电梯事故逐渐引起社会广泛关注。本文就电梯机械结构构造和应对安全隐患的装置进行探讨，保障电梯机械设备安装和选用的科学合理。
1、电梯机械系统的组成及其工作原理
电梯的基本组成部分：机械部分和电气部分，通常还会增加一个安全保护系统。从空间上划分：机房部分（电源开关、控制柜、曳引机、导向轮、限速器），井道部分（导轨、导轨支架、对重、缓冲器、限速器张紧装置、补偿链、随行电缆、底坑、井道照明），层站部分（层门、呼梯装置、门锁装置、层站开关门装置、层楼显示装置），轿厢部分（轿厢、轿厢门、安全钳装置、平层装置、安全窗、导靴、轿内操纵箱、指层灯、通讯报警装置），其中机械部分包括：轿厢系统、重量平衡系统、导向系统、曳引系统、门系统、安全保护系统等；而电气部分则由电力拖动系统、电气控制系统组成，电梯的八大系统如图 1 所示。电梯在平常的生活使用过程中，一般有两种工作情况：升降和维护。用 1：1 绕绳电梯为例，电梯的升降工作原理是曳引轮由电动机带动运转，牵引钢丝绳进行工作。而钢丝绳的两端分别是电梯厢和对重，当电梯的电动机进行变速转动时，减速器联动进行曳引，带动曳引轮运转，由于曳引轮和钢丝绳相互摩擦，在两者中间产生足够的牵引力，从而实现了电梯的升降动作。当电梯在工作中发生故障时进行抢修或是对电梯系统进行定期维护，称为电梯的维护系统，从而保证电梯安全良好运行。
2、电梯机械构造
2.1 曳引系统
曳引系统是为整个电梯提供动力传输的装置，使电梯完成向上或向下的运动。曳引系统通常由曳引机、钢丝绳和导向轮等组成。曳引机是提高电梯能源和曳引的主要机械，由它来驱动电梯的厢体和对重装置上下运动。曳引机通常由曳引用的电动机、制动器、减速箱、曳引轮和底座组成。
通过按照是否配备减速箱，将曳引机分为无齿轮曳引机和有齿轮曳引机两种，两种类型的曳引机用途不一，各有各自的优势。无齿轮曳引机不配备减速箱，由电动机作为传动的动力装置，直接将拖动装置的动力传递到曳引轮上。传动效率较高、噪声较小、传动过程较为平稳，但同时耗电量较大。有齿轮曳引机通过中间减速器将拖动装置的动力传递到曳引轮上。其中的减速箱通常采用蜗轮和蜗杆传动（也有用斜齿轮传动），其目的是减小曳引机运行时的噪声和提高平稳性。
2.2 导向系统
导向系统包括导轨、导轨架和导靴三部分组成，目的是为了让对重和轿厢在井道中保持正确的行驶路线，避免偏离轨道运行，同时提高运行的稳定性，当发生超速或坠落等意外情况时能够让轿厢在导轨中卡死，避免事故的发生。导轨，为轿厢提供导向作用，避免其在水平方向的运动，保持其在井道中的位置正中，防止其发生倾斜或偏离。在电梯的导向系统中通常拥有四根导轨，两根为对重框设置的导轨，另外两根为轿厢设置的导轨。导轨的连接是通过端部的凹凸形的榫头和榫槽楔合定位，底部用连接板将两根导轨固定。此外，导轨不能直接紧固在井道内壁上，它需要固定在导轨架上，固定方法一般不采用焊接或用螺栓连接，而是用压板固定法。
导靴，导靴的凹形槽与导轨的凸形工作面配合，使轿厢和对重装置沿着导轨上下运动，防止轿厢和对重装置运行过程中偏斜或摆动。导靴分别安装在轿厢和对重装置上。轿厢导靴安装在轿厢上梁和底部安全钳的下面，共四个。对重导靴安装在对重框的上部和下部，一共四个。实际上导靴是在水平方向固定轿厢与对重位置。
2.3 门系统
电梯轿厢的门系统由轿门、厅门、开关门系统和门保护装置等组成，整个门系统是电梯安全结构中的重要组成部分，能够有效避免乘坐电梯的人员发生坠落，保护轿厢内乘客不与井道发生接触。目前常用的开关门方式为中分式开关门，能够最快速的进行乘客的上下电梯。只有在电梯的轿门和厅门均关闭后，电梯才会启动，这样设置也是为了保证乘客的乘梯安全和电梯的稳定运行。同时为了防止电梯在关门时将人夹住，在轿门上常设有关门安全装置（即安全触板或光幕）。
2.4 轿厢系统
轿厢系统包括轿厢架和轿厢体两部分，电梯中的轿厢是直接与乘客接触的电梯装置，起到运送乘客上下的作用。轿厢架又分为上梁、下梁和立梁三个部分，其主要功能是固定和悬挂轿厢，承担轿厢的全部重量。在进行轿厢的设计时，为提高轿厢的强度，避免因轿厢内乘客重量分布不一造成的轿厢倾斜，在电梯的桥架上配备有拉筋，其中一段固定在立梁上，另一端固定在下梁上并呈对称分布。
电梯的轿厢体包括轿底、轿顶、轿壁和轿门。在国家的相关标准中规定，轿厢的内部高度需要大于等于两米，并根据单位面积的电梯进行了额定载重量的规定和乘坐人数的限制。轿底是支撑轿厢负荷的组成部分，前方设有轿门地坎，地坎处安装了向下延伸的护脚板，另外对于轿厢的垂直部分高度应大于 0.75 米。
2.5 重量平衡系统
电梯中的重量平衡系统由对重装置和补偿装置两部分组成。对重通过钢丝绳与曳引轮、导向轮及轿厢连接，并能够起到减少曳引电动机的功率消耗和平衡轿厢的作用。对重通常由对重架、对重块、导靴、缓冲器、压块共同组成。对重的重量需要按照电梯的额定载重量进行配置。当电梯的曳引高度低于 30 米时，电梯能够在标准配置下进行运动。
当高度超过 30 米时，需要增加补偿装置以抵消曳引钢丝绳和电缆的差重。补偿装置主要有补偿链、补偿绳和补偿缆。现在用的比较多的是在实用性和安全性上都有了很大提升的补偿缆，其内部是低碳钢制作的环链，中间填塞物为金属颗粒以及聚乙烯与氯化物混合物，形成圆形保护层，外面包裹有防火、防氧化的聚乙烯护套。该种补偿缆在使用时噪声小、安全性高、平稳性强，能够适用于高速电梯的使用。
3、电梯机械安全装置的设计
3.1 电梯安全装置的基本构造
3.1.1 安全钳以及限速器。电梯的运行速度如果超过了设置好的极限数值的情况下，那么限速器就会停止运作，同时通过绳轮摩擦力或者是夹绳来将轿厢连杆机构进行提拉，同时借助机械的动作来发出对应的信号，及时切断电路，令安全钳运作，强制停止轿厢，在安全隐患排除，并且复位安全开关之后，轿厢开始向上提拉，此时安全钳释放，在此之前电梯无法使用。
3.1.2 缓冲设备。电梯在运转到极限的位置情况下，缓冲器能够为其起到一定的安全保护，在所有的保护设施都失效的情况下，加速度运作的轿厢向底层或者顶层飞速运动，这种速度所带来的冲力是毁灭性的。设置缓冲器能够在这一过程当中可以迅速吸收并消耗这种高速运动所带来的巨大能量。
3.1.3 超越终端保护。这种设备存在的价值是防止电梯当中的电气系统出现运作障碍，其越过上端以及下端的站后继续保持运作，发生严重的冲顶或者撞底的安全事故，在轿厢的导轨上终端以及下终端的支架当中所安装的设置。通常包括强制减速、限位开关以及极限开关等。一旦电梯失控，它的减速开关以及限位开关会依次开启来起到迅速地控制电梯停止的作用，如果此时前两种开关依然无法令电梯停止进行，那么最后一道极限开关就会开启，及时切断电源，令电梯迅速停止。
3.2 影响安全装置设计的因素对电梯安全装置起到影响的因素也有很多。第一，设计产品的过程中，设计师绝对不能凭空设计，需要吸取不同方面的不同意见，必要的时候设计师还需要直接地参与到产品研究的整个过程当中，不但需要令产品充分地满足其性能要求，同时还需要令其满足国家所设定的安全检测规范，满足用户需求。用户往往也会成为电梯装置的安全性的影响因素，对电梯的需求不同的用户也会有一定的差异，有一部分用户需要拥有安全性相对比较高的电梯装置，另一些用户则可能会需要一套良好、易操作的操作系统的电梯装置，还有一些用户可能由于运载的需求对电梯的承载需求有比较高的要求。针对不同的用户进行设计的电梯装置都可能会因为用户不同的需求在安全结构的设计工作上存在一定的差异或者调整。如今电梯有了不断扩大的使用领域，一些比较特殊的区域当中进行电梯设计也可能会适当地改进电梯装置，比方说，我们在日常生活当中去医院就医的时候为移动手术担架提供的专门电梯、商场设置的直升电梯或者观光电梯、体育馆、影院乃至于部分学校当中的电梯，都会在舒适度、适合搭载重量、安全规格、平稳度等不同的方面存在一定的差异，按照不同要求来进行设计的电梯装置也可能会间接地对其机械装置的安全结构产生一定的影响。
4、结语
总结来说，借助对电梯结构装置进行深入的了解，我们能够清楚地发现，电梯作为一种安全性能非常理想的交通设施，只要能够保证相关部门对其制造安装以及后期维护保养等工作进行严格的检查和监督管理，保证执法的严谨性，同时在使用的过程当中每个乘客都能够文明乘梯就能够保证其安全性。
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论文作者:温裕坚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/6
标签：电梯论文; 装置论文; 导轨论文; 系统论文; 曳引机论文; 机械论文; 曳引论文; 《基层建设》2018年第17期论文;