摘要：随着城市经济的不断发展，城市的空间逐渐减少,为了满足居民的居住要求，建筑物的数量在持续不断的增加，而且楼层也越来越高。因此，为了解决人们上下楼的问题，电梯应运而生，解决了人们上下楼不方便的问题。但是，电梯也存在一些安全风险。如果设计存在缺陷，将对人们的生命和财产构成威胁。本文重点叙述了电梯机械设计方面的问题，希望为人们的生活带来便利。
关键词：电梯；机械设计；合理化
1、电梯机械技术的发展史
我国电梯机械技术主要经历了三个阶段的发展
1.1第一阶段
主要涉及建国初期。在中华人民共和国成立后，应党中央的要求，拟定在天安门广场安装我国自己设计制造的电梯，这部电梯是由天津一家工厂来制造生产的。它不仅是我国电梯发展史上的一个重要的标志，也是我国电梯产业的开始，从而也促进了电梯设计的发展。
1.2第二阶段
主要指1950年至1979年。在这个阶段，我国的电梯设计工作是由自己研发和生产。
1.3第三阶段
它是从1979年到今天。随着改革开放，我国电梯技术有了很大的突破，它慢慢与国际技术并轨。在设计中，不断参考其他国家的先进经验，来促进我国电梯机械设计的持续发展。从那时起，我国电梯机械设计的质量得到大大提升，而且我国电梯的类型也慢慢多样化起来。
2、电梯机械系统工作原理
电梯是由电气和机械部件组成，而且有些电梯还配备了安全保护系统。按电梯机械结构可划分为机房、电梯井、轿厢和层站等。另外，电梯的机械部分主要包括导向系统、曳引系统、重量平衡系统以及门系统等。我们通过1：1绕绳电梯来对工作原理进行阐述，电梯的升降功能主要通过滑轮来牵引钢丝绳和电机，它的位置在钢丝绳的两端。在此过程中，减速器会在同一时间牵引滑轮，并通过钢丝绳与牵引滑轮之间产生的摩擦，确保能够产生足够的牵引力，来完成电梯的升降工作。
3、电梯机械结构安全性
今天，在高层建筑物中居住的居民，其出行主要靠电梯来完成，它在为人们生活提供舒适时候，也必须做好电梯的安全工作。因此，在施工中，必须首先考虑其安全性，因此合理的设计方法是直接关系着电梯后期运行的安全。在电梯的安全事故中，经常会发生电梯坠落、冲顶等其他事故。例如，电梯突然不受任何控制并出现迅速下降。如果在这种情况下无法对电梯进行减速控制，电梯将会持续坠落在建筑物的最底层。另外，冲顶事故是指电梯在失去控制后，持续上升到最顶层，还依然动力十足，然后直接冲击到电梯井的最顶端。
由于制动器是控制电梯启动和停止公作的重要机械系统。因此，许多案例表明，电梯出现故障，主要是因为制动器故障，并且制动器故障涉及电气故障和机械故障。电气故障是指在电梯运行中，制动器的电流被两个或多个电气设备中断。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当电梯停止时，接触器的触点打开，直到下一个运行方向改变。但是，如果电气设备发生故障，如果电源切断不及时，则会引起电梯安全事故；机械故障是指如果电梯的机械结构长时间工作，出现磨损，则会导致制动扭矩严重受损，从而造成电梯安全事故。
电梯的机械结构由许多部件组成，电梯结构的所有功能只有在各种部件组装完成后才能实现。但是，目前大部分电梯在安装完成后，就投入到使用中，内部组件随着时间的推移有些部件会出现老化、磨损等情况，导致电梯事故逐年增加。因此，为了确保电梯安全运行，必须按照相关规定，做好电梯内部部件的安装以及维护工作。
4、电梯机械结构的合理化设计分析
4.1门系统设计
门系统在电梯机械结构中是核心的设计内容。由于其结构的合理性直接关系着电梯运行过程中的安全性和稳定性。因此，必须对门系统进行科学设计。通常，电梯门系统由厅门、开闭门和厢轿门构成。当电梯尚未启动运行时，轿厢门和厅门必须保持关闭状态，另外还必须设计厅门锁。门锁可防止有人过早进入电梯井。以这种方式，可以减少安全事故的发生。即使是已经发生了安全事故，此设计也可以减少事故带来的损失。
4.2重量平衡系统设计
电梯机械结构中的重量平衡装置，它的功能是保持轿厢的重量和电梯一致，通常，电梯的重量平衡系统由三部分组成，即配重、补偿装置以及补偿链。牵引轮和曳引轮在电梯的行驶状态下可以发挥牵引作用，因此，只有确保轿厢和钢丝绳之间的有效连接，才能使电梯保持平衡。补偿链是指在电梯的拉动高度超过规定范围时，来补偿钢丝绳重量的差异。因此，必须科学设定负载，才能确保电梯的安全运行。
4.3导向系统设计
电梯的导向系统由三个部分组成，即导轨、导轨架和导靴。因此，对导向系统进行科学设计，可保障轿厢在运行过程中的安全稳定性。同时，还可以使轿厢在指定的线路上循环运行，预防运行中产生的过多振动。通常，轿厢的稳定性、安全性和机械结构中导轨的重量密切相关，导轨越轻，轿厢的稳定性越好。另外，在突发情况下，导轨系统中的安全装置，可以减少电梯坠梯的发生率。同时，导轨还可以有效对升降方向进行管控，所以在特定建筑电梯井道中，必须设计4条导轨，完成对轿厢的导向控制。因此，只有导轨被安全的固定在井道里，才能保证电梯运行中的安全。
4.4曳引系统设计
曳引系统在电梯机械结构中的主要目的是让轿厢上升和下降，把乘梯人安全的送到指定楼层。曳引系统涵盖曳引钢丝拉绳、导向轮、限速轮以及曳引机。它是电梯动力的主要来源，整个牵引系统的核心就是曳引机，使用曳引机和牵引滑轮可以完成轿厢的运输。由于曳引机的类型比较多，一般可分为交流电源和直流电源两种，所以在选择曳引机时，要结合设计方案以及电梯的运行速度，选择适合的设备；另外在选择曳引机时，还可以结合电梯的机械结构，选择垂直或卧式曳引机；除此以外，我们还可以根据减速模式之间的差异，选择无齿轮或着有齿轮曳引机。
4.5轿厢系统设计
轿厢是电梯中运送乘客的主体，它由两部分组成：即轿厢架和厢体。轿厢架的是用来承载重量。因此，需要将支架附接到轿厢架结构上，以改善轿厢架的韧性，并有效防止轿厢朝一侧倾斜。轿厢体主要包括轿门、轿顶部、轿底部和轿壁，由于其内部构造比较复杂，在设计中，一定要对照明设备和维护设施进行合理布局，一些设计师会在轿顶的位置设计逃生通道，有效确保在电梯发生事故后，救援人员能够在第一时间通过逃生通道，把困在电梯内的人员解救出来。轿厢的底部的主要是用来承载乘客和货物。轿厢壁主要用来连接轿顶和轿底的，在设计中，为了确保其安全性，都会在轿壁的位置加装墙筋，使轿壁更加结实稳固。
4.6称重装置设计
一般，电梯称重装置通常都被安装在轿厢最顶部的钢绳连接处，装置主要由杠杆和弹簧组件组成，其主要是通过杠杆的摆动幅度来反映电梯轿厢里面的负载量。如果超出核定负载，则杠杆的振幅就会超过规定范围，从而开启保护装置。此外，当使用2：1缠绕方法时，由于过载称重装置在结构上受到限制，不能将其安装在轿厢顶部的钢绳连接处，可以选择将其安装在机房内。但是，大多数情况下，由于该装置与用于称重轿厢顶部的装置相同，必须将其安装在电梯顶部钢绳连接末端，其杠杆根据钢绳头上下摆动，来判断电梯内部的承载重量，当电梯内部重量超过核定负载时，它就会自动开启保护装置，对电梯进行保护。
结束语
电梯的机械装置结构看似非常简单，实际上对技术提出了非常高的要求。假如结构设计存在缺陷，就会存在潜在的安全风险。因此，在电梯的内部构造中，如果遇到的问题，一定要采取对应的措施，从根本上改善电梯的安全性，最小化电梯事故，使电梯真正服务于人类。
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[3]程兆华，朱军，电梯机械合理化研究[J]，技术，00178-00178.
论文作者:曾文辉
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/1
标签：电梯论文; 机械论文; 系统论文; 结构论文; 曳引机论文; 导轨论文; 装置论文; 《防护工程》2019年12期论文;