電梯機械設計合理化分析

黃建秋 刁玉峰

（沈陽遠大智能工業集團股份有限公司，遼寧 沈陽 110027）

1 電梯機械系統

無論是工業建筑還是民用建筑，電梯的使用越來越多。電梯按用途分類有乘客電梯、載貨電梯、醫用電梯、觀光電梯、車輛電梯、船舶電梯、建筑施工電梯等。無論哪種電梯，電梯最核心的部件就是機械系統、電氣系統及其他單元系統。現在的電梯設計與制造上，功能更加多樣，趨向智能化。但是歸根結底，都具備電梯的核心部分——機械系統。其組成部分有轎廂部分與對重裝置部分、導向系統部分、驅動系統部分、層轎門系統部分、開關門系統部分、機械安全保護系統部分等。

2 電梯機械結構的合理化設計

2.1 門系統設計

門系統作為電梯機械結構中的關鍵，其內部構造復雜，鑒于其設計合理化與否會對電梯運行的安全性以及整體結構的穩定性產生很大影響，所以要重視做好門系統的合理化設計。一般來講，電梯門系統主要由保護裝置轎門、廳門和開、關門組成，在電梯運行但尚未啟動狀態下，此時轎門與廳門不但需要維持關閉狀態，還需為廳門設計門鎖，避免有人能夠提前踏入井道。如此一來便能夠降低安全事故的發生概率，即便是安全事故已發生，這套合理化設計的裝置也能最大限度降低事故損失。

2.2 重量平衡系統設計

電梯機械結構中的重量平衡系統屬于不可獲取部分，其作用主要在于維持轎廂負重與保持電梯平衡，這在保證電梯穩定運行方面發揮著重要作用。一般來講，電梯的重量平衡系統主要包含對重、補償鏈與補償裝置三部分，在電梯運行狀態下發揮牽引作用的為導向輪與曳引輪，唯有保證轎廂與重鋼絲繩的有效連接，才能確保電梯平衡狀態。補償鏈的主要功能在于電梯的曳引高度超過額定范圍時，能夠對鋼絲繩的差重進行補償。因此，要想保證電梯穩定運行，則需要對其荷載進行合理設置，并且需嚴格遵循荷載要求。

2.3 電梯導向系統的設計

電梯導向系統功能是限制轎廂和對重活動自由度，使轎廂和對重只沿著各自導軌作升降運動，使兩者在運行的過程中更加平穩，不會偏斜，保證電梯機械穩定性，是電梯機械發展的一大里程碑。電梯導向系統由導軌、導靴、導軌架三部分構成，在電梯升降的過程中，導向系統中的導軌和導靴都是常用部件，通常導靴固定在電梯上，在電梯升降的過程中導靴在導軌上滑動，其運行過程中摩擦系數較大，長期使用會導致導靴與導軌之間間隙增大，從而降低電梯運行穩定性，并產生較大的噪聲，給電梯乘客帶來不適感，而且還會降低導靴與導軌的使用壽命。

為了解決上述問題，設計者進行了一系列研究，旨在延長導靴與導軌的使用壽命，對導靴的靴頭、靴體和靴座進行合理化設計，主要包含三項措施，優化導軌結構形式、嚴格篩選材料以及不斷校核導軌強度。

2.4 轎廂系統及PLC 控制系統的設計

由于老式電梯可靠性較差，使用者對其安全性提出質疑，要求進行改造。因此，電梯機械設計者可通過編程控制器 (PLC) 對電梯自動控制系統進行設計，從而提高國產電梯技術水平和質量。加強電梯轎廂及PLC 控制系統理論研究，能夠有效減少電梯事故發生概率，實現為人民服務的宗旨。

2.5 稱量裝置設計

一般來講，電梯的稱量裝置大多數會被安裝在轎廂頂部繩頭組合聯結處，該裝置的主要部件為杠桿與彈簧組，工作原理便是借由杠桿的擺動幅度去體現出電梯轎廂內部的承載重量，倘若超過荷載，杠桿的擺動幅度便會超出額定范圍，進而觸發保護機制。此外，超載稱量裝置如何受設計所限而無法安裝在轎頂或者轎頂部位，并且電梯設計采取2：1 繞法時，便可將超載稱量裝置安裝在機房當中。值得注意的是，這一裝置同轎頂稱量裝置相同的是都需要安裝在電梯頂部繩頭聯結處，但其杠桿會跟隨繩頭呈縱向上下移動，一旦電梯內部重量超出荷載，便會自動觸發保護機制。

2.6 電梯無機房繩頭座的機械設計

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（稱之為繩頭板）。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。架設輔助槽鋼由于是無機房的，在頂層需在墻上挖孔預埋。而井道結構由于是用戶自理的，現場情況不好控制（就像修路必須根據山形路況變通一樣），造成預留孔沒有或頂部磚墻結構不允許預埋、頂部是房屋大梁不允許被破壞，導致需架設的輔助槽鋼無處著力無處固定。基于此，本文介紹一種實用新型無機房繩頭座方案，采用導軌直接固定法，解決因現場情況復雜產生的不能安裝、安裝不牢固等技術問題。主要思路是：1） 工作原理及過程：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。2） 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。

3 結語

電梯設計是否合理性與用戶日常生活息息相關，為保證用戶更加放心使用電梯，一定要提高電梯的穩定性與安全性。本文以電梯機械設計為研究對象，對國內外電梯設計歷史進行了簡要分析，同時對電梯設計內容提出了幾點建議。希望通過本文研究，能夠幫助相關設計人員設計出更加合理化的作品，規避電梯風險，更好為人民群眾服務。