电梯机械构造及机械安全装置分析

金笛 孙虹

摘要：随着社会经济的不断发展，高层建筑越来越多，电梯作为高层建筑中的重要交通工具，已经与人们的生活与工作关系密不可分。与此同时，电梯所带来的安全隐患与过往已经发生的安全事故，给设计者提出了更高的要求。电梯作为交通工具为人们提供便捷的同时，其安全性更是重中之重。本文先分析了電梯系统的结构组成，在此基础上重点分析电梯的部分机械安全装置。

关键词：电梯；机械构造；机械安全装置

一、电梯的结构组成：

电梯的结构主要包括四大空间及八大系统。四大空间，分别是机房部分、井道及底坑部分、轿厢部分、层站部分；八大系统包括曳引系统、导向系统、轿厢系统、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统。电梯的各大组成部分之间相互联系相互配合，在电气控制系统的统一协调控制下，实现其运载功能，并保证其运行过程中的安全性与可靠性。

二、电梯的主要机械构造：

1、曳引系统部分

电梯曳引机是电梯的动力设备，通过电力牵引为电梯提供动力，使电梯能够正确的运行。电梯的曳引力是依靠曳引绳与曳引轮绳槽之间的摩擦力产生的。按驱动电动机划分，曳引机分为交流曳引机和直流曳引机两种；按有无减速箱划分，曳引机分为有齿曳引机和无齿曳引机两种。而无齿曳引机因其结构简单、效率高、无污染等优点，逐渐成为主流配置。

2、轿厢系统部分

轿厢是运载乘客或其他载荷的主体部件，是电梯承载和运送人员或物资的箱形空间，由轿厢架、轿厢体、称重装置等组成。轿厢在空间上要与电梯的承载重量相互吻合，《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003）对额定载重量和轿厢最大有效面积做了相应的规定，此外对于乘客电梯，为了保证不会过分拥挤，标准还规定了轿厢的最小有效面积。轿厢体由轿顶、轿底、轿壁、轿门组成，它们共同组成一个封闭的空间，为运载的乘客或货物提供一个与外界井道等相对隔离的安全空间。轿架是轿厢的承载结构，负荷通过轿架传递到曳引钢丝绳，当有意外状况发生时，轿架还要承受额外的作用力，因此轿厢架必须有足够的强度。

3、门系统部分

电梯门分为层门和轿门，层门设在层站入口处，轿门与轿厢随动。轿门的开启与闭合由常安装于轿顶上的自动门机提供动力，是主动门，而层门是被动门。为了防止乘客在等候电梯时发生坠入电梯井道的事故发生，层门必须要有足够的强度、必要的锁紧及连接安全可靠性保证。在乘客进出轿厢时，为防止夹伤事故发生，轿门的入口也要设置安全保护装置，如安全触板或光幕装置。

4、导向系统部分

电梯在井道内上下运行，需要安全、平稳、舒适。导轨是通过导轨支架被安装在井道壁上，在电梯运行过程中，为轿厢及对重提供导向作用的部件。电梯导轨主要分为实心导轨和空心导轨两大类。在电梯出现超速事故时，导轨要承受紧急制停电梯的冲击力，所以导轨要具备足够的强度、刚度和稳定性。导轨是垂直电梯的重要基准部件，也是关系到电梯安全及运行质量的重要部件。

5、重量平衡系统部分

对重装置一般由对重框和对重块组成，是用来平衡轿厢重量的结构部件。轿厢和对重之间通过曳引绳进行连接，通过曳引机上曳引轮的摩擦力带动轿厢和对重上下运动。对重的作用是平衡轿厢的重量，使曳引轮只需要提供轿厢与对重重量之差即可带动他们上下运动。

三、电梯的机械安全装置

设计制造电梯时，在保证其基本运载功能及美观舒适等要求外，必须将电梯的安全运行放在首位。电梯的安全，首先是对人员的保护，同时也要保护电梯设备本身、所运载的货物以及相关的建筑结构也要进行必要的保护。随着电梯事业的发展及科学技术的进步，现代电梯都有较完善的安全保护系统，包括一系列的机械安全装置和电气安全装置。

1、限速器安全钳和轿厢上行超速保护装置

牵引系统提供拉力，电梯向上运行，这一过程中是匀速的，在到站停止之前，控制系统会自动调节速度直到电梯可靠平层。相比于上升过程，下降过程的速度控制难度更大，下降过程也需要牵引，以免速度过快或者电梯失去控制。因此保障电梯机械安全的装置中，首先要分析的便是限速装置。

限速器是采用物理原理来实现对电梯速度进行控制的安全装置。当电梯的运行速度超过额定速度一定值时，限速器动作能切断安全回路或进一步触发安全钳或者上行超速保护装置起作用，使电梯减速制停。

安全钳分为瞬时式安全钳和渐进式安全钳。轿厢上必须配用安全钳，而对重则可以根据需求必要时配安全钳。安全钳是受限速器的控制，当电梯运行超速，限速器动作并通过限速器与安全钳之间的连接机构触发安全钳，使安全钳夹持住导轨，通过安全钳与导轨之间的摩擦力制停轿厢。

2、缓冲装置

缓冲器是电梯极限位置的安全装置，被称为电梯的最后一道安全保护装置。当电梯运行超越底层或者顶层时，轿厢或者对重会撞击到缓冲器，而缓冲器会吸收或者消耗电梯的能量，从而使轿厢或对重安全减速直至停止。

电梯用缓冲器分为蓄能型缓冲器和耗能型缓冲器两种。蓄能型缓冲器只能用于低速电梯，而耗能型缓冲器可用于任何额定速度的电梯。

结语：综上所述，随着电梯的广泛应用，如今电梯的安全事故也屡屡发生，因此电梯的安全越来越受到人们的关注。本文首先介绍了电梯的主要机械构造，包括曳引系统、轿厢系统、门系统以及导向系统几个较为重要的结构组成部分。而电梯的机械安全装置主要以限速器安全钳装置及缓冲器两方面展开，对其进行简要分析。在电梯的设计制造过程中，只有对电梯的各机械结构部分及安全装置部分进行充分的了解与分析，才能保证电梯的安全、穩定运行，为人们的生命和财产安全保驾护航。

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（作者单位：沈阳三洋电梯有限公司）