探討電梯機械系統的組成與設計之研究

閔超

摘 要：作為電梯的重要組成部分，機械系統的設計質量直接關系著其能否安全可靠的運行。本文首先對電梯機械系統的組成要素進行了詳細的介紹。其次，從電梯門系統與無機房繩頭座機械結構展開了設計，對于實際電梯機械結構的設計具有一定的借鑒與參考價值。

關鍵詞：電梯;機械系統;電梯門;無機房繩頭座;設計

引言

隨著社會的不斷發展，高層建筑在人們生活與生產活動中的應用也越來越廣泛。電梯在高層建筑中的應用為人們的生活與生產活動帶來了眾多的便利，已經成為人們生活與生產活動中不可缺少的一種重要設備。在電梯的正常運行過程中，通過曳引電動機的驅動來實現對轎廂的垂直升降運動，從而滿足人們的生活一生才活動需求。由于不同的高層建筑在電梯的應用中，對電梯功能與結構的要求也有所差異，另外，隨著時代的不斷前進，對電梯質量的要求與標準也越來越嚴格。因此，在電梯的設計過程中必須結合實際的應用要求與環境來開展。近些年，計算機輔助設計技術的飛速發展，為電梯的設計帶來了眾多的便利，不僅能夠有效地縮短設計周期，而且能夠有效的提升電梯產品設計的質量，為確保所設計的電梯產品在激烈的市場競爭中占據足夠的優勢創造良好的環境。為了更好地滿足電梯機械系統運行的穩定性與可靠性，本文開展對電梯機械系統的組成與設計研究，具有一定的實際應用價值。

1電梯機械系統的組成要素

電梯根據用途的不同，可分為乘客電梯、載貨電梯、觀光電梯等多種。從系統結構上看，電梯主要有機械系統、電氣系統兩部分等組成，無論是哪種用途的電梯，這兩部分都是不可缺少的。電梯的電氣系統主要包括操縱裝置、控制柜等，實現對電梯運行的操縱與控制。從機械結構的角度來講，電梯主要分為導向系統、曳引系統、對重系統、電力拖動系統以及門系統等幾個主要部分組成，是電梯的核心組成部分。導向系統的主要作用是通過導軌與導靴來實現對轎廂與對重的限制，從而使得轎廂與重只能夠按著導軌軌道的方向來進行運動，對于電梯運行的穩定性至關重要。曳引系統的主要作用是通過曳引鋼絲繩與導向輪來傳遞曳引電動機輸出的動力，從而實現電梯的運動。對重系統也稱為重量平衡系統，其通過對重與重量補償裝置來確保轎廂與對重的重量差能夠在規定的安全差距之內，其對于電梯運行的平衡性與安全性有些有著十分重要的作用。電力拖動系統主要作用是為電梯的運行提供動力，主要包括電動機調速裝置、曳引電動機等。門系統主要有轎廂門、層門、門鎖等裝置組成。除此之外，電梯的機械系統還包括安全鉗、緩沖器等安全保護裝置，為電梯運行的安全性與穩定性也提供更加可靠的保障?？偠灾?，在電梯的機械系統中，每一部分都具有著各自的功能，共同維護電梯系統的正常運行。

2電梯門系統的機械結構的設計

近些年，電梯在實際的應用過程中，機械系統故障所導致事故也時有發生，給人們的生命與財產安全帶來嚴重的威脅。與此同時，電梯機械系統設計的質量也越來越受到人們的重視。 其中，電梯門系統故障是導致電梯事故發生的重要因素之一。電梯門的結構較為復雜，其中轎廂門與層門分別位于轎廂與樓層的出入口，轎廂門會隨著轎廂的升降而運動。門鎖的主要作用是在電梯運行過程中對轎廂門與層門進行封鎖，以避免乘客從轎廂門與層門之間墜落，是保障電梯運行安全的重要組成部分，也是避免安全事故發生不可缺少的一部分裝置。

在電梯門機械結構的設計主要包括以下五個環節。第一，方案設計。首先根據實際電梯應用的需求與國家相關電梯設計的標準來確定電梯門機構的設計方案。第二，實例庫。實例庫中保存了各種結構的電梯門設計的二維圖紙與三維模型，可以為本文電梯門的設計提供重要的參考。第三，三維建模。在現階段，可進行三維數字化建模的軟件有多種，例如：美國PTC公司的Pro/E、美國達索公司的SolidWorks、德國西門子公司的UG等，每一種三維建模軟件都有各自的優勢與特點。本文采用UG來對電梯門這些機構的各個零部件進行建模，并在UG中對各個零部件進行裝配。第四，分析評價。將所建立的三維模型導入有限元分析軟件ANSYS中，對其結構強度、模態與隨機振動進行分析，以確保其各項指標都能夠滿足實際應用的需求。同時，將所建立的三維模型導入動力學分析軟件Adams中，對電梯門機構的運動進行仿真，并對其運行參數進行分析，避免電梯門在運動過程中產生干涉，保障電梯門設計的可靠性。第五，結構優化。根據電梯門的結構分析、運動仿真結果對其結構進行一定的優化，在進行結構優化之后再次進行分析與評價，以提升電梯門設計的質量。第五，二維圖紙的繪制。在UG中生成電梯門結構的二維圖紙，并在Auto CAD中對相關尺寸與技術要求進行標注，為電梯門的工藝設計與實際生產提供指導。

3電梯無機房繩頭座機械結構的設計

一般有機房繩頭，通過兩根槽鋼作支撐，直接架設在一塊鐵板上。無機房繩頭由于沒有機房，不存在架設的槽鋼，所以必須在頂層架設輔助槽鋼作為支撐，再在輔助槽鋼上放繩頭板。

通常情況下，對電梯無機房繩頭座的安裝中，需要在頂層架設輔助槽鋼，這就要求在建筑的建設過程中，需要在頂層挖孔預埋。本文主要對電梯無機房繩頭座機械結構進行設計。而在實際的建筑施工中，沒有在頂層進行挖孔預埋的現象也時有發生，如果再次對建筑頂層進行改造，很有可能對建筑結構造成破壞，不僅會使得輔助槽鋼假設的穩定性與可靠性得不到有效的保障，而影響到電梯運行的安全性，而且還會影響到建筑的結構可靠性。因此，本文開展電梯無機房繩頭座機械結構的設計，在設計的過程中，無機房繩頭座的固定采用導軌直接固定法，而非采用傳統的輔助槽鋼架設方法，能夠有效地避免此類問題發生，為保障電梯運行的安全奠定重要的基礎。

電梯無機房繩頭做機械機構的主要工作原理與過程：繩頭板直接用螺栓穿孔固定于導軌上，再用壓導板強力壓緊。免除架設承重輔助槽鋼之麻煩。電梯無機房繩頭做機械機構各部件組成及連接關系：繩頭板直接焊接與繩頭座上，繩頭座上打壓導板固定長腰孔和固定圓孔。導軌也打孔，與繩頭座穿心固定。

4結束語

綜上所述，電梯門機械結構的設計是電梯設計中至關重要的一項環節。在設計的過程中，必須充分的結合實際的應用需求，充分利用各種計算機輔助設計軟件，對其各項指標進行嚴格的分析，確保能夠滿足實際應用的需求與相關國標的規定。這對于電梯行業的健康發展有著深遠的影響。

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