探討電梯機械系統(tǒng)的組成與設(shè)計之研究

閔超

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

關(guān)鍵詞：電梯;機械系統(tǒng);電梯門;無機房繩頭座;設(shè)計

引言

隨著社會的不斷發(fā)展，高層建筑在人們生活與生產(chǎn)活動中的應(yīng)用也越來越廣泛。電梯在高層建筑中的應(yīng)用為人們的生活與生產(chǎn)活動帶來了眾多的便利，已經(jīng)成為人們生活與生產(chǎn)活動中不可缺少的一種重要設(shè)備。在電梯的正常運行過程中，通過曳引電動機的驅(qū)動來實現(xiàn)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(yīng)用中，對電梯功能與結(jié)構(gòu)的要求也有所差異，另外，隨著時代的不斷前進，對電梯質(zhì)量的要求與標(biāo)準也越來越嚴格。因此，在電梯的設(shè)計過程中必須結(jié)合實際的應(yīng)用要求與環(huán)境來開展。近些年，計算機輔助設(shè)計技術(shù)的飛速發(fā)展，為電梯的設(shè)計帶來了眾多的便利，不僅能夠有效地縮短設(shè)計周期，而且能夠有效的提升電梯產(chǎn)品設(shè)計的質(zhì)量，為確保所設(shè)計的電梯產(chǎn)品在激烈的市場競爭中占據(jù)足夠的優(yōu)勢創(chuàng)造良好的環(huán)境。為了更好地滿足電梯機械系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與可靠性，本文開展對電梯機械系統(tǒng)的組成與設(shè)計研究，具有一定的實際應(yīng)用價值。

1電梯機械系統(tǒng)的組成要素

電梯根據(jù)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(tǒng)結(jié)構(gòu)上看，電梯主要有機械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)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(tǒng)主要包括操縱裝置、控制柜等，實現(xiàn)對電梯運行的操縱與控制。從機械結(jié)構(gòu)的角度來講，電梯主要分為導(dǎo)向系統(tǒng)、曳引系統(tǒng)、對重系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)以及門系統(tǒng)等幾個主要部分組成，是電梯的核心組成部分。導(dǎo)向系統(tǒng)的主要作用是通過導(dǎo)軌與導(dǎo)靴來實現(xiàn)對轎廂與對重的限制，從而使得轎廂與重只能夠按著導(dǎo)軌軌道的方向來進行運動，對于電梯運行的穩(wěn)定性至關(guān)重要。曳引系統(tǒng)的主要作用是通過曳引鋼絲繩與導(dǎo)向輪來傳遞曳引電動機輸出的動力，從而實現(xiàn)電梯的運動。對重系統(tǒng)也稱為重量平衡系統(tǒng)，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(guī)定的安全差距之內(nèi)，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(tǒng)主要作用是為電梯的運行提供動力，主要包括電動機調(diào)速裝置、曳引電動機等。門系統(tǒng)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(tǒng)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(wěn)定性也提供更加可靠的保障?？偠灾?，在電梯的機械系統(tǒng)中，每一部分都具有著各自的功能，共同維護電梯系統(tǒng)的正常運行。

2電梯門系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計

近些年，電梯在實際的應(yīng)用過程中，機械系統(tǒng)故障所導(dǎo)致事故也時有發(fā)生，給人們的生命與財產(chǎn)安全帶來嚴重的威脅。與此同時，電梯機械系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量也越來越受到人們的重視。 其中，電梯門系統(tǒng)故障是導(dǎo)致電梯事故發(fā)生的重要因素之一。電梯門的結(jié)構(gòu)較為復(fù)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(fā)生不可缺少的一部分裝置。

在電梯門機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要包括以下五個環(huán)節(jié)。第一，方案設(shè)計。首先根據(jù)實際電梯應(yīng)用的需求與國家相關(guān)電梯設(shè)計的標(biāo)準來確定電梯門機構(gòu)的設(shè)計方案。第二，實例庫。實例庫中保存了各種結(jié)構(gòu)的電梯門設(shè)計的二維圖紙與三維模型，可以為本文電梯門的設(shè)計提供重要的參考。第三，三維建模。在現(xiàn)階段，可進行三維數(shù)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(yōu)勢與特點。本文采用UG來對電梯門這些機構(gòu)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(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS中，對其結(jié)構(gòu)強度、模態(tài)與隨機振動進行分析，以確保其各項指標(biāo)都能夠滿足實際應(yīng)用的需求。同時，將所建立的三維模型導(dǎo)入動力學(xué)分析軟件Adams中，對電梯門機構(gòu)的運動進行仿真，并對其運行參數(shù)進行分析，避免電梯門在運動過程中產(chǎn)生干涉，保障電梯門設(shè)計的可靠性。第五，結(jié)構(gòu)優(yōu)化。根據(jù)電梯門的結(jié)構(gòu)分析、運動仿真結(jié)果對其結(jié)構(gòu)進行一定的優(yōu)化，在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化之后再次進行分析與評價，以提升電梯門設(shè)計的質(zhì)量。第五，二維圖紙的繪制。在UG中生成電梯門結(jié)構(gòu)的二維圖紙，并在Auto CAD中對相關(guān)尺寸與技術(shù)要求進行標(biāo)注，為電梯門的工藝設(shè)計與實際生產(chǎn)提供指導(dǎo)。

3電梯無機房繩頭座機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計

一般有機房繩頭，通過兩根槽鋼作支撐，直接架設(shè)在一塊鐵板上。無機房繩頭由于沒有機房，不存在架設(shè)的槽鋼，所以必須在頂層架設(shè)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(shè)輔助槽鋼，這就要求在建筑的建設(shè)過程中，需要在頂層挖孔預(yù)埋。本文主要對電梯無機房繩頭座機械結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。而在實際的建筑施工中，沒有在頂層進行挖孔預(yù)埋的現(xiàn)象也時有發(fā)生，如果再次對建筑頂層進行改造，很有可能對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞，不僅會使得輔助槽鋼假設(shè)的穩(wěn)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(jié)構(gòu)可靠性。因此，本文開展電梯無機房繩頭座機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在設(shè)計的過程中，無機房繩頭座的固定采用導(dǎo)軌直接固定法，而非采用傳統(tǒng)的輔助槽鋼架設(shè)方法，能夠有效地避免此類問題發(fā)生，為保障電梯運行的安全奠定重要的基礎(chǔ)。

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

4結(jié)束語

綜上所述，電梯門機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計是電梯設(shè)計中至關(guān)重要的一項環(huán)節(jié)。在設(shè)計的過程中，必須充分的結(jié)合實際的應(yīng)用需求，充分利用各種計算機輔助設(shè)計軟件，對其各項指標(biāo)進行嚴格的分析，確保能夠滿足實際應(yīng)用的需求與相關(guān)國標(biāo)的規(guī)定。這對于電梯行業(yè)的健康發(fā)展有著深遠的影響。

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