電梯的主要結(jié)構(gòu)及組成

該電梯采用四層教學(xué)電梯，根據(jù)最常見(jiàn)的升降式客梯結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)由以下部分組成：

電梯機(jī)房部分：曳引減速機(jī)、曳引電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、曳引輪、限速器、旋轉(zhuǎn)編碼器

電梯井道部分：導(dǎo)軌、對(duì)重機(jī)構(gòu)、轎廂（門機(jī)機(jī)構(gòu)、安全鉗、導(dǎo)靴、照明燈、風(fēng)扇）、層門、樓層召喚指示控制器、曳引繩、導(dǎo)向輪、一層平層感應(yīng)器(計(jì)數(shù)復(fù)位)、上限位開(kāi)關(guān)、隨行電纜。

電梯底座部分：轎廂控制器、緩沖器、下限位開(kāi)關(guān)。

電梯電氣控制部分：電源空氣開(kāi)關(guān)（漏電脫扣器）、DC12V驅(qū)動(dòng)電源、PLC可編程控制器、接線端口電路板、到站鐘。

電梯機(jī)房部份結(jié)構(gòu)

電梯機(jī)房部分設(shè)備主要有：曳引減速機(jī)、曳引電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、曳引輪、限速器、旋轉(zhuǎn)編碼器。
 

一、曳引減速機(jī)、曳引電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器與曳引輪

曳引機(jī)分為有齒輪曳引機(jī)和無(wú)齒輪曳引機(jī)兩種。有齒輪曳引機(jī)廣泛應(yīng)用在運(yùn)行速度V<2.0m/s的各種電梯上。本教學(xué)電梯即為有齒輪曳引機(jī)，它采用蝸輪減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。主要由曳引電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、制動(dòng)電磁鐵、曳引繩輪、慣性輪等構(gòu)成，其外形如圖所示。

曳引機(jī)是電梯的驅(qū)動(dòng)裝置，它包括：

1）曳引電動(dòng)機(jī)：一般分為交流曳引電動(dòng)機(jī)、直流曳引電動(dòng)機(jī)。

2）曳引減速機(jī)：大多數(shù)電梯廠選用蝸輪蝸桿減速箱，也有行星齒輪、斜齒輪減速箱。本教學(xué)電梯采用的是蝸輪蝸桿減速箱。曳引電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與蝸桿聯(lián)接，蝸輪與曳引繩輪共同裝在一根軸上。通過(guò)曳引減速機(jī)驅(qū)動(dòng)繩輪正反旋轉(zhuǎn)，使轎廂和對(duì)重上下運(yùn)行。

3）制動(dòng)器：在電梯上通常采用雙瓦塊常閉式電磁制動(dòng)器。在電梯停止或電源斷電的情況下制動(dòng)抱閘，以確保電梯不致移動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通電時(shí)制動(dòng)器松閘。

制動(dòng)器是電梯非常重要的安全裝置。一般都是裝在電動(dòng)機(jī)和減速器之間，即裝在高轉(zhuǎn)速軸上。因?yàn)楦咿D(zhuǎn)速軸上所需的制動(dòng)力矩小，這樣可減小制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸。制動(dòng)器的制動(dòng)輪就是電動(dòng)機(jī)和減速器之間的聯(lián)軸器圓盤(pán)。制動(dòng)輪一般裝在蝸桿一側(cè)，以保證聯(lián)軸器損斷時(shí)，電梯仍能制動(dòng)被掣停住。

4）曳引繩輪：曳引機(jī)上的繩輪稱為曳引輪。兩端借助曳引鋼絲繩分別懸掛轎廂和對(duì)重，并依靠曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽間的靜摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)電梯轎廂的升降。

二、限速器

常見(jiàn)的限速器有凸輪式、剛性?shī)A持式和彈性?shī)A持式三種，電梯額定速度不同，使用的限速器也不同。

本教學(xué)電梯采用的是凸輪式限速器。凸輪式限速器也稱慣性式限速器，適用于電梯額定速度在0.5～1m/s以下的低速梯。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。當(dāng)轎廂下行時(shí)，限速繩帶動(dòng)限速輪作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，限速輪內(nèi)有一五邊形盤(pán)狀凸輪，限速輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，五邊形盤(pán)狀凸輪的輪廊線處，與裝在擺動(dòng)挺桿上的限速滾輪，凸輪輪廊線上徑向的變化，使挺桿猛烈的擺動(dòng)，由于限速滾輪軸的另一端被限速器拉簧拉住，在額定速度范圍內(nèi)，使挺桿右邊的棘爪與棘輪上的棘齒脫離接觸。當(dāng)轎廂超速達(dá)到規(guī)定的超速值時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)速加快，圓周上離心力增加，使挺桿擺動(dòng)的角度增大到使棘爪與棘輪上的棘齒相嚙合，限速器輪被迫停止轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著轎廂繼續(xù)下行，限速器輪槽與限速繩之間產(chǎn)生摩擦力使限速繩軋住，帶動(dòng)安全鉗聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，將安全鉗拉桿提起，安全鉗楔塊動(dòng)作，轎廂被制動(dòng)在導(dǎo)軌上。

調(diào)節(jié)拉簧的拉力，可調(diào)節(jié)限速器的動(dòng)作速度，當(dāng)限速器動(dòng)作后需要復(fù)位時(shí)，可以將轎廂慢速上行，限速輪反向旋轉(zhuǎn)，棘爪與棘齒脫開(kāi)，安全鉗即可復(fù)位。

凸輪式限速器的缺點(diǎn)是沒(méi)有可靠的軋繩裝置，只靠限速繩與限速輪槽的接觸產(chǎn)生的摩擦力而動(dòng)作安全鉗。

額定速度不大于0.63m/s的電梯，常采用剛性?shī)A繩限速器，配用瞬時(shí)式安全鉗。大于0.63m/s的電梯，常采用彈性可滑移夾繩限速器，配用漸進(jìn)式安全鉗。

三、旋轉(zhuǎn)編碼器 

本電梯的定位裝置為增量型旋轉(zhuǎn)編碼器。其特點(diǎn)是：只有在旋轉(zhuǎn)期間會(huì)輸出對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度脈沖，它是利用計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)的方式，通過(guò)PLC采集旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)將電梯定位。

上圖，即為本電梯所使用的旋轉(zhuǎn)編碼器及安裝結(jié)構(gòu)方式。旋轉(zhuǎn)編碼器的中心軸通過(guò)彈性聯(lián)軸器與曳引輪的中心軸相連，當(dāng)曳引輪正反旋轉(zhuǎn)時(shí)也帶動(dòng)了與之相連的旋轉(zhuǎn)編碼器作相應(yīng)的正反轉(zhuǎn)動(dòng)。電梯每上升或下降一段距離，旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖信號(hào)數(shù)就相應(yīng)的增加或減少來(lái)控制轎廂的平層位置。

電梯井道部份結(jié)構(gòu)

一、導(dǎo)軌及其部件結(jié)構(gòu)

本教學(xué)電梯的導(dǎo)軌，采用鋁合金材料按照實(shí)物比例通過(guò)拉模工藝制造，表面經(jīng)過(guò)黑色鋁化處理。如圖所示。

電梯工作時(shí)轎廂和對(duì)重借助于導(dǎo)靴沿著導(dǎo)軌上下運(yùn)行。在電梯井道中，導(dǎo)軌起始段一般都支承在底坑中的支承板上，每個(gè)導(dǎo)軌壓板每隔一定的距離就有一個(gè)固定點(diǎn)，借助于螺絲、與導(dǎo)軌壓板，將導(dǎo)軌固定在井道支架上。

電梯中的導(dǎo)軌，是轎廂和對(duì)重在垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)的導(dǎo)向，限制轎廂和對(duì)重在水平方向的移動(dòng)，防止由于轎廂的偏載而產(chǎn)生的傾斜。同時(shí)當(dāng)安全鉗動(dòng)作時(shí)，導(dǎo)軌作為被夾持的支承件支承轎廂和對(duì)重。

二、轎廂及其部件結(jié)構(gòu)

與轎廂連接的相關(guān)部件有：轎廂箱體、轎廂支架、門機(jī)系統(tǒng)、轎門、安全觸板、超重報(bào)警裝置、安全鉗及安全連桿機(jī)構(gòu)、上下導(dǎo)靴、照明、風(fēng)扇、操縱箱等裝置。

1、 轎廂箱體、轎廂架

電梯轎廂是用于運(yùn)送乘客或貨物的廂體。轎廂因用途不同，規(guī)格尺寸與外形設(shè)計(jì)也不同。轎廂架是牽引轎廂在軌道上運(yùn)動(dòng)的支架。在轎廂頂部及轎廂架上安裝許多電梯部件實(shí)現(xiàn)各種功能。

2、門機(jī)系統(tǒng)、轎門

本教學(xué)電梯采用了單扇中分門結(jié)構(gòu)的門機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。門機(jī)以直流減速電機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)門機(jī)鏈條傳動(dòng)。傳動(dòng)鏈輪上安裝有曲柄桿，曲柄桿的兩端分別與門扇驅(qū)動(dòng)連桿相連。帶動(dòng)門扇的開(kāi)與關(guān)。如圖所示電梯門按開(kāi)門方式可分中分門、旁開(kāi)門。中分門有單扇中分、雙折中分；旁開(kāi)門有單扇旁開(kāi)、雙扇旁開(kāi)、三扇旁開(kāi)。電梯的門按安裝位置可分為轎門和層門（或廳門）。層門裝在建筑物每層電梯停站的門口，掛在層門上坎上面。轎門則掛在轎廂上坎上面，與電梯一起上升、下降。層門通過(guò)轎門上的門刀插入進(jìn)行開(kāi)門或閉門。

門機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是指安裝在轎廂頂?shù)那安浚�自�?dòng)開(kāi)、關(guān)轎門和廳門的裝置。

3、安全觸板

安全觸板是一種防止在電梯門閉合過(guò)程中夾住人及物品的接觸式保護(hù)裝置。它由觸板、控制桿和微動(dòng)開(kāi)關(guān)組成。平時(shí)，觸板在自重的作用下，凸出門扇一些距離，當(dāng)門在關(guān)閉中碰到人或物品時(shí)，觸板被推入，控制桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并壓住微動(dòng)開(kāi)關(guān)觸頭，通過(guò)電氣控制使門電機(jī)迅速反轉(zhuǎn)，門被重新打開(kāi)。

4、隨行電纜

電梯隨行電纜是跟隨轎廂一起運(yùn)動(dòng)的，連接機(jī)房電氣控制柜到轎廂電氣線路的電纜。包括有動(dòng)力、信號(hào)控制、通訊、轎廂照明、通風(fēng)、空調(diào)等方面。根據(jù)GB/5023.6-1997標(biāo)準(zhǔn)：隨行電纜導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許工作溫度不超過(guò)70℃，敷設(shè)環(huán)境溫度應(yīng)不低于0℃。安裝自由懸掛長(zhǎng)度不超過(guò)80m，移動(dòng)速度不超過(guò)4m/s。電纜敷設(shè)安裝允許彎曲半徑應(yīng)不小于電纜小邊的6倍

5、超重報(bào)警裝置

在實(shí)際電梯中，為了能使電梯在額定載重量范圍內(nèi)正常安全的運(yùn)行。必須配置超重報(bào)警裝置。本仿真教學(xué)電梯在轎廂頂部設(shè)計(jì)了一種超載裝置。它包括超重壓力彈簧和超重報(bào)警開(kāi)關(guān)。當(dāng)電梯超

重后，彈簧被壓下，超重報(bào)警開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。通過(guò)電氣系統(tǒng)控制電機(jī)停止運(yùn)行、轎門打開(kāi)不能關(guān)閉、并輸出報(bào)警信號(hào)。只有減少轎廂內(nèi)重到規(guī)定范圍內(nèi)電梯才能關(guān)門、啟動(dòng)。見(jiàn)圖所示

6、轎廂導(dǎo)靴、對(duì)重導(dǎo)靴

轎廂導(dǎo)靴安裝在轎廂上梁和轎廂下梁安全鉗座下面，對(duì)重導(dǎo)靴安裝在對(duì)重架上部和底部。導(dǎo)靴按其在導(dǎo)軌工作面上的運(yùn)動(dòng)方式，分為固定滑動(dòng)導(dǎo)靴、彈性滑動(dòng)導(dǎo)靴和滾動(dòng)導(dǎo)靴。

本仿真教學(xué)電梯轎廂導(dǎo)靴采用的是彈簧式滑動(dòng)導(dǎo)靴。彈簧式滑動(dòng)導(dǎo)靴主要由靴座、靴襯、靴頭、靴軸、壓縮彈簧及調(diào)節(jié)絲桿等組成。彈性滑動(dòng)導(dǎo)靴的靴頭是浮動(dòng)的，在彈簧力的作用下，靴襯的底部始終壓貼在導(dǎo)軌端面上，因此能使轎廂保持較為穩(wěn)定的水平位置，同時(shí)在運(yùn)行中具有緩沖振動(dòng)和沖擊的作用。如圖所示。

三、安全鉗及安全連桿機(jī)構(gòu)

電梯的安全裝置有電氣安全裝置和機(jī)械安全裝置之分。機(jī)械安全裝置主要由限速器、安全鉗和緩沖器等部件組成。

安全鉗裝置在轎廂架的底梁上，處于下導(dǎo)靴之上，隨著轎廂沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。安全鉗楔塊由連桿、拉桿、彈簧等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與轎廂上的限速器鋼絲繩相連接。

安全鉗的種類很多，如本教學(xué)電梯采用的是雙楔式安全鉗。限速鋼絲繩是一根兩端封閉的鋼絲繩。上面套繞在限速器輪上，下面繞過(guò)掛有重物的張緊輪，在限速鋼絲繩的某處與轎廂上的安全鉗的連桿機(jī)構(gòu)固定，而連桿機(jī)構(gòu)則裝在轎廂上梁預(yù)留孔中。

電梯因機(jī)械或電氣的某種原因出現(xiàn)故障使轎廂超速下行。如：鋼絲繩斷裂、轎頂滑輪脫離或電機(jī)升降速度過(guò)高……等使電梯失控而發(fā)生超速下降時(shí)(下行速度達(dá)到限速器動(dòng)作速度)，限速器發(fā)生動(dòng)作，通過(guò)制動(dòng)機(jī)構(gòu)將限速繩軋住，這時(shí)連接杠桿被上提，通過(guò)轎廂上的安全連桿機(jī)構(gòu)和安全鉗楔塊拉條，將安全鉗楔塊上提，使楔塊楔進(jìn)安全鉗鉗體與導(dǎo)軌之間，將轎廂卡在導(dǎo)軌上而不致繼續(xù)墜落。楔塊與導(dǎo)軌接觸的一面壓有花紋，以增加與導(dǎo)軌接觸時(shí)的摩擦力，增大制動(dòng)力。

同時(shí)，安全鉗電氣聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)相應(yīng)動(dòng)作切斷控制電路電源，迫使曳引機(jī)停止工作。

不論是限速器，還是安全鉗都不能單獨(dú)完成上述任務(wù)，必須靠它們的配合動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。限速器、安全鉗和轎廂三者之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖所示。

四、層門及其部件結(jié)構(gòu)

層門門鎖：由鎖臂、鎖鉤、鎖扣組成，設(shè)置在層門內(nèi)側(cè)，門關(guān)閉后，將層門鎖住。電梯層門：是安裝在每個(gè)樓層的電梯層站入口的封閉門。開(kāi)門與關(guān)門是通過(guò)安裝在轎門上的門刀來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)轎廂離開(kāi)層門開(kāi)鎖區(qū)域時(shí)，層門無(wú)論何種原因開(kāi)啟，都有一種裝置能確保層門自動(dòng)關(guān)閉�？梢允菑椈苫蛘咧貕K滑輪機(jī)構(gòu)，強(qiáng)迫層門閉合。

本教學(xué)電梯采用的是彈簧結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖所示。此外，每個(gè)層門上都裝有一把層門鎖。層門關(guān)閉后，門鎖的機(jī)械鎖鉤嚙合，鎖住層門不被隨意打開(kāi)。只有當(dāng)電梯停站時(shí)，層門才在開(kāi)門刀的帶動(dòng)下開(kāi)啟，或用專門配制的鑰匙開(kāi)啟層門。

五、層樓指示召喚盒：

安裝在每個(gè)層站層門側(cè)邊，有上行下行召喚按鈕、上行下行指示燈、轎廂當(dāng)前樓層數(shù)碼顯示。

六、對(duì)重及其結(jié)構(gòu)

對(duì)重裝置由對(duì)重輪、對(duì)重支架、對(duì)重重塊、曳引繩、防護(hù)遮欄等組成。對(duì)重與轎廂起到重力平衡作用，以節(jié)約電能消耗，增加電梯安全性。

對(duì)重又稱為平衡重塊，其作用在于減少曳引電動(dòng)機(jī)的功率和曳引輪、蝸輪上的力矩。對(duì)重的結(jié)構(gòu)沒(méi)有固定的形式，但不論何種形式，在對(duì)重支架的四個(gè)角上都應(yīng)設(shè)置四只導(dǎo)靴以保證對(duì)重在電梯運(yùn)行時(shí)沿著對(duì)重導(dǎo)軌垂直運(yùn)行。

對(duì)重鐵塊放入對(duì)重支架內(nèi)，對(duì)重鐵塊應(yīng)便于搬運(yùn)。對(duì)重鐵塊配置的數(shù)量應(yīng)使對(duì)重鐵塊和對(duì)重架的總重量等于轎廂總重量加（0.4～0.5）額定載重重量。

2-4電梯底座部份結(jié)構(gòu)

一、底座

電梯底座部分主要包含：底座、緩沖器、限速器張緊裝置、電梯轎廂控制器。電梯底座下面安裝了四個(gè)萬(wàn)向輪，方便整個(gè)電梯的移動(dòng)觀察與維修。

外形尺寸：1450（長(zhǎng)）×1160（寬）×220（高）mm

二、緩沖器

限速器張緊裝置包括限速繩、張緊輪、重砣塊等，它安裝在坑底內(nèi)，限速繩由轎廂帶動(dòng)運(yùn)行，限速繩將轎廂運(yùn)行速度傳遞給限速輪，張緊輪反映出電梯實(shí)際運(yùn)行速度。當(dāng)限速器動(dòng)作時(shí)，通過(guò)限速繩使安全鉗動(dòng)作。

四、電梯轎廂控制器

電梯轎廂控制器，又稱操縱箱。在本仿真教學(xué)電梯中，為了便于轎廂操作控制，安裝在電梯底座前面。實(shí)際電梯一般安裝在轎廂內(nèi)靠近轎廂門的位置。

轎廂控制器主要包含：上行指示燈、下行指示燈、樓層數(shù)碼顯示器、樓層選擇按鈕、開(kāi)門按鈕、關(guān)門按鈕、警鈴按鈕、檢修控制器。

檢修控制器主要由電梯檢修或管理人員操作使用。實(shí)際電梯常用蓋子鎖住，防止乘客誤操作。其中包含：風(fēng)扇、照明、手動(dòng)/自動(dòng)、直駛、急停、慢上、慢下等按鈕。本電梯直接安裝在面板上面，用框線表示。