浙江 杭州 311100
摘要：随着社会的发展，科学技术的发展也突飞猛进。在土地资源紧张的城市中，高层建筑的诞生一定程度上提高了城市土地资源利用效率，拓宽了人们的生存空间。而在高层建筑中，电梯则成为了人们日常出行的重要工具，大大缩减了人们上下高楼的时间。然而电梯安全事故时有发生，其中包括电梯机械系统部分设计不合理而导致出现的故障，所以对于电梯机械部分的优化设计则显得极为关键，以下对电梯机械设计的合理化展开分析。
关键词：电梯机械；设计；合理化分析
引言
随着建筑物楼层的增高，可用面积的日益减少，电梯的重要性越来越凸显。但是，在实际的生活中，由于电梯在机械设计方面的不合理性，电梯安全事故频频发生，这引起了社会关注。对电梯系统而言，电梯结构的合理化设计十分重要，直接对人们电梯的使用效果产生影响，在整个电梯能源安全运行方面占据着基础性作用。基于此，为了从根本上改造电梯，使电梯更好的服务于广大用户，加强对电梯机械设计合理化分析与研究具有重要意义。
1电梯机械系统工作原理
电梯主要由电气与机械部分组成，其中会有部分电梯增设安全保护系统。倘若根据电梯机械结构划分，则可将电梯划分为机房、层站、轿厢、井道等部分。其中，电梯的机械部分主要涵盖轿厢系统、导向系统、重量平衡系统、曳引系统以及门系统等，电梯使用中通常会出现正常升降情况与停止维护情况。我们以1:1绕绳电梯举例对其工作原理进行说明，电梯的升降功能实现主要由曳引轮通过牵引钢丝绳和电动机传动，位于钢丝绳两端部位悬挂轿厢与对重，在电动机变速转动的过程中，减速器则会同时联动曳引轮转动，基于钢丝绳与曳引轮产生摩擦，便能保证两者之间能够产生足量牵引动力去带动电梯升与降。电梯作为当前建筑重要的组成部分，使人们的出行更加方便，但也存在很多安全隐患，如何解决这些问题，成为设计者应该考虑的问题。日常生活经常使用的电梯，按样式分类可以分为垂直电梯和台阶式电梯，主要通过电机拖动以及钢丝绳曳引来运行。本文将以垂直电梯为例，介绍了电梯机械工作原理，并对电梯机械结构安全性进行分析，阐述国内外电梯机械设计开发现状，最后针对电梯机械设计提出合理建议。
2电梯结构的安全性分析
作为建筑物的乘运工具，电梯给人们带来了极大方便，但与此同时，也很有可能伴随着使用者的人身性安全，以此为依据，电梯的安全性是设计者、建设者、使用者最应当重视的问题。一般而言，常见的电梯的事故分为两种类型，一是蹲底下，二是冲顶。在最近几年，溜梯事件与门系统失灵事故也时有发生。冲顶事故表现为电梯缓慢上升到井道顶部，但不下降。溜梯事件则相反，电梯会突然不受控制的下滑，此时，下滑的速度很有可能越来越快，进而发生下坠撞击，到底底部后就容易发生蹲底的情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆很显然，电梯的控制系统十分重要，而对该系统进行有效控制的关键部件则为制动器，制动器能够对电梯的启动与停止等状态进行控制，与电梯的良好运行及性能具有密切联系。当制动器发生故障时，其原因主要是由机械故障与电气故障引起。对制动器而言，若长时间缺乏检修和维护，就会导致制动器出现粘连与接触不良的情况，进而降低接触效果，制动器时好时坏[3]。此时，制动轮与制动器件之间还会发生摩擦作用，进而产生器件磨损与消耗，对制动器的作用效果产生更为严重的影响，导致电梯出现故障或停止运行。
3电梯机械结构合理化设计建议
3.1电梯导向系统的设计
电梯导向系统功能是限制轿厢和对重活动自由度，使轿厢和对重只沿着各自导轨作升降运动，使两者在运行的过程中更加平稳，不会偏斜，保证电梯机械稳定性，是电梯机械发展的一大里程碑。电梯导向系统由导轨、导靴、导轨架三部分构成，在电梯升降的过程中，导向系统中的导轨和导靴都是常用部件，通常导靴固定在电梯上，在电梯升降的过程中导靴在导轨上滑动，其运行过程中摩擦系数较大，长期使用会导致导靴与导轨之间间隙增大，从而降低电梯运行稳定性，并产生较大的噪声，给电梯乘客带来不适感，而且还会降低导靴与导轨的使用寿命。为了解决上述问题，设计者进行了一系列研究，旨在延长导靴与导轨的使用寿命，对导靴的靴头、靴体和靴座进行合理化设计，主要包含三项措施，优化导轨结构形式、严格筛选材料以及不断校核导轨强度。
3.2重量平衡系统的设计
重量平衡系统主要作用是在电梯运行中平衡轿厢及电梯负载重量，同时并减少电动机功率损耗，在电梯机械设计中，要保证轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，这样既可以减轻牵引绳与导轨之间的曳引力，还能够延长牵引绳使用寿命。此外，选择合适的材料也可以有效地加强电梯机械的强度，减少电梯出现故障概率。总之，合理设计重量平衡系统可以加强电梯机械的平衡性，保证电梯质量，让用户更加放心。
3.3曳引系统
曳引系统的功能就是，对轿厢及时提供来回与上下功能，为用户提供便捷与可靠的运输服务。在该系统中，其主要部分包含了曳引钢丝、限速轮、导向轮、曳引机等。其中，曳引机在电梯机械中起到引擎的作用，可起到提供动力的作用，属于曳引系统的核心性与关键性部件。在曳引轮机的牵引下，轿厢被提供了运行动力，以此按照指令完成相应的运输服务。另外，基于电机类型的不同，曳引机也被划分为不同型号，使用较多的为直流与交流。根据电梯运送速度的不同，曳引机也在速度上分为低速、快速、高速与超高速四个档位。另外，基于电梯结构形式以及减速方法的不尽相同，曳引机也被分为两种类型，两种类型的区别就在于有齿轮与无齿。
结语
为了设计出合理科学的电梯，尽量减少电梯故障的发生，本文将电梯机械设计合理化分析作为主要研究内容，在对电梯机械系统组成及原理进行分析的基础上，从导向系统、重量平衡系统、曳引系统、轿厢系统、门系统等系统合理化设计方面做出系统探究。研究结果表明，电梯机械的设计、制造与安装是一项复杂的过程，由动力系统与开关控制系统构成。为了从根本上提供电梯的安全性，就必须发现并采取措施应对电梯结构设计中存在的问题。在未来，还需进一步加强对电梯机械设计合理化分析与研究，使电梯真正为人民提供便利。
参考文献
[1]郑祥盘，郭源帆，陈淑梅.基于磁流变技术的电梯辅助安全传动装置设计[J].机械设计与制造，2014，02（08）：170-172.
[2]包元，李洪亮.基于有限元法的高速电梯轿厢架的动力学分析[J].中国工程机械学报，2014，12（02）：127-131.
[3]王宏伟，史策，孙利娟.一种针对电梯安全距离的超声波测距系统设计[J].机械设计与制造工程，2017，15（09）：57-59.
论文作者:李广川 王庆博
论文发表刊物:《科技新时代》2019年5期
论文发表时间:2019/7/25
标签：电梯论文; 系统论文; 导轨论文; 机械论文; 机械设计论文; 曳引机论文; 制动器论文; 《科技新时代》2019年5期论文;