電梯基本原理與結構作者:一諾

文檔編碼:ineqp95M-ChinaHSXxDC9u-ChinaqAwlu27q-China電梯基本原理概述電梯配備多重安全系統：限速器通過離心飛球監測超速，觸發安全鉗夾緊導軌制動；緩沖器設于井道底部，采用彈簧或液壓形式吸收沖擊能量，防止轎廂墜落損傷。門聯鎖裝置確保層門未關閉時無法啟動，而急停開關和相序保護器則在電路異常時立即切斷電源，形成多層級防護網絡。電梯通過曳引機驅動鋼絲繩，利用轎廂與對重裝置的重量平衡實現升降。曳引輪表面的特殊紋路增強鋼絲繩摩擦力，確保動力有效傳輸。當電機旋轉時，鋼絲繩帶動轎廂沿導軌移動，而對重裝置同步反向運動，減少能耗并維持系統穩定。導向輪調整鋼絲繩方向，保障運行軌跡精準。電梯的對重裝置質量通常接近轎廂額定載荷的%-%，通過鋼絲繩連接形成動態平衡。當轎廂負載較輕時，對重減輕電機負擔；滿載時則避免過度下墜。補償鏈或補償纜在井道中隨升降伸縮，抵消鋼絲繩重量變化帶來的曳引力偏差，確保不同樓層運行的平層精度與安全性。工作原理與核心概念0504030201齒輪齒條驅動系統：采用電動機經減速齒輪與轎廂側面的齒條直接嚙合傳動，通過機械咬合力實現精準定位。結構簡單和故障率低，尤其適合斜樓道或小型電梯應用。其優勢在于無需對重裝置和井道空間限制較小，但承載能力有限，多用于低速和短距離場景如觀光梯或家庭電梯。曳引驅動系統：通過電動機帶動曳引輪與鋼絲繩傳動，利用轎廂與對重裝置的平衡實現升降。曳引輪槽型設計增強摩擦力，鋼絲繩一端連接轎廂和另一端連接對重，形成動力傳遞核心。該方式結構緊湊和運行平穩，適用于高層建筑，能有效分擔載荷并提升效率，是當前電梯主流驅動方案。曳引驅動系統：通過電動機帶動曳引輪與鋼絲繩傳動，利用轎廂與對重裝置的平衡實現升降。曳引輪槽型設計增強摩擦力，鋼絲繩一端連接轎廂和另一端連接對重，形成動力傳遞核心。該方式結構緊湊和運行平穩，適用于高層建筑，能有效分擔載荷并提升效率，是當前電梯主流驅動方案。主要驅動方式控制系統通過內外呼梯信號采集與處理實現精準調度：當乘客按下樓層按鈕或轎廂內選擇目標層站時，控制系統會實時記錄并生成運行指令。系統根據電梯當前狀態和待處理請求進行優先級排序，采用最短路徑算法規劃運行路線，并通過變頻驅動調整速度與停靠精度，最終完成乘客輸送任務。群控系統的智能分配邏輯是提升效率的核心：多臺電梯組成的群組會共享實時客流數據，控制系統根據各轎廂載重和位置及待處理請求動態分配任務。例如高峰期采用分區運行或集中調度策略，平峰期則通過空梯就近響應分散需求。算法還會預測乘客流量變化，在主要人流方向增加運力，實現資源最優配置。安全保護邏輯貫穿控制系統的每個環節：門區防夾裝置通過光幕或觸板實時監測，當檢測到障礙物時立即執行開門指令。超速保護模塊持續比對實際速度與設定值，超出閾值會觸發制動系統。故障自檢機制在運行中監控門鎖回路和平層精度等關鍵參數，發現異常時自動停止并顯示故障代碼，同時啟動備用電源維持照明和通訊功能。控制系統的基本邏輯電梯分類與應用場景乘客電梯主要服務于住宅和辦公樓等場所，以安全性和舒適性為核心設計，通常配備寬敞轎廂和人性化控制面板。載貨電梯則側重承重能力，常用于倉庫和工廠，具備低速穩定運行特點，部分型號支持叉車直接駛入。雜物電梯體積更小，多用于運送小型貨物或清潔工具，常見于醫院和實驗室等場景。乘客電梯主要服務于住宅和辦公樓等場所，以安全性和舒適性為核心設計，通常配備寬敞轎廂和人性化控制面板。載貨電梯則側重承重能力，常用于倉庫和工廠，具備低速穩定運行特點，部分型號支持叉車直接駛入。雜物電梯體積更小，多用于運送小型貨物或清潔工具，常見于醫院和實驗室等場景。乘客電梯主要服務于住宅和辦公樓等場所，以安全性和舒適性為核心設計，通常配備寬敞轎廂和人性化控制面板。載貨電梯則側重承重能力，常用于倉庫和工廠，具備低速穩定運行特點，部分型號支持叉車直接駛入。雜物電梯體積更小，多用于運送小型貨物或清潔工具，常見于醫院和實驗室等場景。電梯機械結構組成轎廂作為電梯載客核心組件，其功能設計需兼顧安全與舒適性。采用高強度鋼結構框架確保承重能力，并通過頂部導靴與導軌精準導向。內部設置平衡鐵調節重量分布，配合安全鉗裝置在超速時緊急制動。轎廂底部的配重塊可優化曳引系統受力，減少電機能耗，同時層門聯動機構保障開關門同步性。對重系統通過懸掛鋼絲繩與轎廂形成動態平衡，其核心功能是抵消轎廂自重及部分載荷。對重架采用輕量化合金材質，配裝可調節的鑄鐵塊實現精準配比。當轎廂上升時對重下降，反之亦然，這種反向運動有效降低曳引機功率需求。補償鏈或補償纜裝置隨行程伸縮，消除鋼絲繩重量變化帶來的偏差，確保電梯運行平穩高效。轎廂與對重的協同設計遵循能量守恒原理，通過質量匹配將驅動能耗降至最低。兩者在井道內垂直運動時形成勢能轉換系統：當轎廂承載乘客向上移動時，對重下降釋放勢能；空載下行時則吸收動能轉化為勢能儲存。這種動態平衡機制配合限速器-安全鉗聯動保護，在突發故障時可限制轎廂墜落距離，同時導向輪與防跳裝置確保鋼絲繩始終處于有效牽引狀態。轎廂與對重系統的功能設計導軌安裝需確保垂直度與水平度誤差≤mm/m，相鄰導軌接頭處間隙應小于mm且過渡平滑。安裝前須清理井道墻面并校準基準線，采用膨脹螺栓固定時必須預埋抗拉強度≥kN的錨固件，每根導軌至少設置個固定支架，變坡位置需增設防偏移支撐結構。導向輪組件安裝應嚴格控制對中性，輪槽中心與導軌工作面偏差不超過±mm。采用張緊輪調節時，拉力值須符合設計要求，輪緣與導軌側面間隙保持在-mm范圍內。安裝后需進行空載試運行，檢查導向輪轉動是否順暢無異響，軸承潤滑脂填充量應占空間的/-/。安裝完成后必須進行動態校驗：轎廂以額定速度上下運行時，導軌與安全鉗摩擦面接觸長度偏差≤mm；導向輪節圓直徑磨損量超過%原直徑時需更換。定期維護應檢查固定螺栓防松標記是否偏移，導軌接頭處焊接點有無開裂，環境溫度高于℃地區需選用耐熱型導向輪并增加潤滑頻次。導軌與導向輪的安裝要求曳引機是電梯動力系統的核心裝置，主要由電動機和減速箱和制動器組成。電動機通過減速箱將高速旋轉轉換為曳引輪的低速大扭矩轉動，利用鋼絲繩與曳引輪槽之間的摩擦力實現轎廂升降。制動器在斷電時依靠彈簧壓力抱死曳引輪，確保緊急情況下轎廂穩定停止，其動作響應時間需小于秒以保障安全。鋼絲繩采用多層股狀結構編織而成，通常由-組高碳鋼絲捻制形成內核，外覆鍍鋅或鍍銅防腐層。每根鋼絲繩的安全系數不低于，抗拉強度超過MPa，通過兩端分別固定在轎廂和對重裝置上，在曳引輪槽中保持至少°的包角，利用摩擦力差實現動力傳遞，其直徑與曳引輪匹配度直接影響電梯運行平穩性。曳引系統工作時，電動機驅動力矩經減速箱放大后作用于曳引輪，鋼絲繩在輪槽中產生靜摩擦力。當轎廂重量與對重平衡時，僅需微小驅動力即可驅動；若載荷變化導致兩側張力差超過摩擦系數臨界值，則觸發安全鉗制動。鋼絲繩通過定期涂抹專用潤滑脂減少磨損，其最小破斷負荷必須是電梯額定載荷的倍以上，確保長期運行可靠性。曳引機與鋼絲繩的工作原理

緩沖器與安全鉗的作用機制緩沖器工作原理：電梯緩沖器分為液壓式和彈簧式兩種，安裝于井道底部或頂部。當轎廂因故障沖頂或蹲底時，緩沖器通過壓縮彈簧或液體阻尼吸收沖擊能量，將動能轉化為彈性勢能或熱能，減緩撞擊力度并保護乘客與設備。其效能需符合電梯額定載荷下的行程距離和速度要求。安全鉗制動機制：安全鉗安裝在轎架下方，與限速器聯動構成雙重保護系統。當電梯超速下滑時，限速器機械裝置觸發拉桿，迫使安全鉗卡爪夾緊導軌。通過摩擦力產生巨大阻力使轎廂強制停止，此過程需在秒內完成制動，并確保最大減速度不超過gn。夾緊力度由楔塊角度和彈簧壓力決定。協同安全保障功能：緩沖器與安全鉗構成電梯的最后一道防線。安全鉗優先在墜落初期通過機械卡阻終止運動，而緩沖器作為終端保護，在極端情況下吸收剩余動能防止結構損壞。兩者需定期測試驗證可靠性，如安全鉗動作后必須拆解復位，緩沖器則需檢查行程距離和復位彈性，確保突發故障時乘客安全。電氣控制系統詳解主電路與控制柜的核心組件電梯主電路的核心控制依賴接觸器和繼電器實現電源通斷及邏輯切換。交流接觸器通過線圈得電吸合觸點，直接控制電機主回路的接通與分斷，確保運行方向切換安全可靠；直流繼電器則用于信號傳遞與保護回路，如門鎖回路驗證和急停開關觸發等場景。二者配合PLC指令，可快速響應故障信號并切斷電源，保障系統緊急制動功能。作為調速核心的變頻器通過整流單元將交流電轉換為直流電，再經逆變器輸出可調節頻率的三相交流電驅動電機，實現電梯平層時的精準低速控制。驅動模塊通常采用大功率IGBT組成逆變橋，具備快速響應和高效率特性，同時集成過流和過壓保護功能，確保在負載突變或電網波動時穩定輸出動力。控制柜的'大腦'是可編程邏輯控制器，其CPU模塊通過輸入端接收樓層召喚信號和轎內指令及傳感器數據，經用戶程序運算后輸出控制命令至執行元件。內部存儲器固化了平層算法和超載保護和防搗亂邏輯等核心程序，并支持擴展通信模塊接入樓宇管理系統。此外，隔離式輸入/輸出接口確保強弱電分離，避免電磁干擾導致誤動作。門系統的聯動控制為保障乘客安全，電梯門系統配置多重防護機制。在關門過程中，若紅外光幕或壓力敏感邊檢測到障礙物，控制系統會立即發出信號中斷關閉動作，并觸發門機反向開啟。此外，門聯鎖開關是關鍵安全裝置，只有當層門與轎門完全閉合并形成電氣接點后，電梯才能啟動運行。故障自檢功能實時監測門機電機電流和位置偏差等參數，異常時自動停梯并顯示故障代碼，確保及時維護。門系統的聯動控制依賴于PLC或微處理器的精準時序安排。例如，在開門流程中，轎廂到站平層后需延遲-秒再啟動開門動作，避免因慣性導致位置偏差；關門時則需等待所有乘客通過后再逐步閉合。控制系統通過編碼器實時監測門頁位移速度，并與曳引機形成閉環控制——只有當門鎖觸點完全接通后，電梯才能響應選層指令并啟動升降。緊急情況下，系統會觸發警報并進入待機模式，防止危險發生。電梯門系統的聯動控制核心是門機驅動裝置與轎廂位置的精準配合。當轎廂到達指定樓層時，控制系統通過編碼器或傳感器確認平層精度后，向門機發送開啟指令。門機由獨立電機驅動，采用變頻技術實現先快后慢的開門曲線，避免沖擊。層門與轎門通過聯動機構同步開閉，并依賴機械限位和光電開關雙重校準位置，確保兩扇門完全對齊，防止夾縫安全隱患。層站召喚盒是乘客在樓層呼叫電梯的核心裝置，包含上下行方向按鈕及開門鍵。當乘客按下按鈕時，內部微動開關接通電路，通過信號線將電信號傳遞至電梯控制柜。系統接收后解析指令，驅動轎廂向目標層移動，并點亮指示燈反饋響應狀態，形成完整的閉環交互流程。按鈕信號傳輸采用雙絞線或總線制布線方案，各層召喚盒串聯成環形網絡結構。每個按鈕觸點閉合會產生特定頻率的脈沖信號，經編碼器轉換為數字指令后通過CAN總線傳輸。控制柜內的主控板解析信號優先級，并聯動門機系統執行開門動作，確保信號傳遞準確可靠。現代電梯采用冗余設計保障信號穩定性，召喚盒與轎廂按鈕均配備雙回路供電。當某條線路故障時，備用電路自動切換維持通訊。信號傳輸過程中通過CRC校驗防止數據錯誤，并設置防誤觸機制，配合LED狀態燈實時顯示請求處理進度，實現人機交互的高效性和安全性。層站召喚盒與按鈕信號傳輸安全回路與緊急停止功能設計安全回路通過串聯轎門鎖和廳門鎖和限速器開關等安全觸點形成閉合電路，當任一觸點斷開，控制柜立即切斷驅動電源使電梯停止運行。該設計采用硬線連接確保信號可靠性，并與PLC系統聯動觸發制動，形成機械電氣雙重保護機制。緊急停止按鈕通常設置在轎廂操縱箱和廳外檢修盒及機房控制柜三處關鍵位置，按下后通過獨立回路直接切斷主接觸器電源。其觸點采用雙斷點設計防止粘連，并與安全回路形成串聯，觸發時同步點亮紅色警示燈并保持自鎖狀態直至人工復位。安全保護裝置與標準規范超速保護裝置電氣超速監測系統通過編碼器實時采集電機轉速與轎廂實際速度數據，當檢測到速度偏差超過預設閾值時，PLC控制器會立即切斷主電源并激活制動回路。同時該裝置具備多重冗余設計，采用雙通道獨立監測模塊，在單點故障情況下仍能保持保護功能有效。緊急制動后系統還會自動鎖死電梯門機，并向監控中心發送故障警報。緩沖器作為最后一道超速防護措施，安裝在井道底部用于吸收失控下墜時的沖擊能量。聚氨酯緩沖塊通過分子結構形變耗散動能，液壓緩沖裝置則利用油液阻尼實現漸進式減速。當電梯以超過額定速度倍的速度下降時，導靴觸發展開機構，緩沖器在-mm行程內將轎廂平穩停止。該裝置需定期進行壓縮變形測試和復位性能驗證，確保能量吸收能力符合EN-標準要求。超速保護裝置的核心是限速器與安全鉗聯動系統，當電梯運行速度超過額定值的%時，限速器內的飛球離心錘通過重力和慣性觸發機械動作。鋼絲繩制動器會瞬間卡死驅動輪，同時帶動轎廂頂部的安全鉗楔塊夾緊導軌，形成強制摩擦阻力使電梯停止。該裝置無需電力支持，依靠純機械結構實現緊急制動，確保在曳引失效時保護乘客安全。電梯門鎖系統包含機械門鎖和電氣安全觸點兩部分。機械門鎖通過轎門與層門的嚙合確保關閉狀態，而電氣觸點則將門鎖信號傳遞至控制系統。當所有門完全閉合并鎖緊時，觸點閉合形成電路通路，允許電梯啟動運行；若任一門未鎖緊，電路斷開，驅動主機立即停止，實現'門不開，梯不走'的安全邏輯。A電氣聯鎖系統通過門鎖開關和限位開關等元件構建多重保護。當層門或轎門開啟時，聯鎖觸點斷開切斷電梯控制電源，阻止轎廂移動；關門后觸點閉合恢復供電前需經過自檢確認狀態正常。此外，系統配備故障鎖定功能：若檢測到門鎖異常，會觸發緊急制動并保持停機直至人工復位，確保乘客無法在危險狀態下使用電梯。B電梯運行時，開門動作需滿足'停止狀態+平層信號'雙重條件。關門過程中，紅外或觸板感應到障礙物時自動重新開啟；門完全閉合后，機械鎖鉤與電氣觸點同步嚙合并接通安全回路。控制系統持續監測聯鎖狀態：若運行中檢測到門突然開啟，立即執行急停并切斷主電源，同時點亮轎廂照明和啟動警鈴提示異常，直至故障排除恢復閉合狀態方可復位。C電梯門鎖與電氣聯鎖系統應急電源配置標準：電梯必須配備獨立應急電源，供電時間應滿足至少分鐘的照明和通風及報警需求。電源切換裝置需實現無縫銜接，電壓波動范圍控制在±%以內。建議采用雙回路供電設計，并設置過載保護和自動充電功能，每月進行放電測試以確保容量達標。緊急報警裝置與通訊系統：電梯轎廂內需配備雙向報警裝置，可直接連接車控室或應急中心，確保困人時快速響應。設備應具備斷電保護功能，并在停電時自動切換至備用電源。建議安裝攝像頭和語音提示系統，實時監控乘客狀態并提供安撫指引，同時需定期測試通訊線路可靠性。手動救援設備與操作規范：機房應配置盤車手輪和松閘扳手等專用工具，張貼清晰的操作流程圖。救援時需先切斷主電源，使用手動松閘裝置平層后開啟轎門。建議配備應急照明燈和三角鑰匙管理箱，并對維保人員進行定期實操培訓。操作全程須確保制動器鎖緊有效，避免重力滑移風險，完成后需復位所有安全開關。緊急救援設備與應急電源配置我國GB-《電梯制造與安裝安全規范》是強制性標準，涵蓋機械和電氣安全裝置和轎廂超載保護和緊急停止功能等關鍵條款。規定電梯需配備限速器-安全鉗聯動制動系統和門鎖電氣聯鎖裝置，并明確層門強度和井道防護及應急救援通道要求，確保設備在故障或突發情況下的乘客人身安全。針對醫院和地鐵等高人流場所，GB/T-《電梯可靠性和可用性和可維護性和安全性》提出冗余設計和故障自診斷功能；防爆電梯需符合GB系列標準，采用隔爆型電氣元件；消防員電梯則依據GB要求，在火災時自動返回首層并維持運行。這些行業細分標準強化了特定場景下的風險防控能力。TSGT《電梯監督檢驗和定期檢驗規則》作為特種設備安全技術規范，細化了電梯安裝和改造和修理的驗收流程。要求每臺電梯需通過政府授權機構的型式試驗和現場檢驗，并建立維保記錄檔案。重點檢查制動器可靠性和控制系統防故障設計及應急照明與報警裝置有效性，確保符合動態監管要求。國家及行業安全標準概述維護保養與發展趨勢曳引系統檢查：需重點檢查曳引輪槽磨損情況及鋼絲繩張力是否均勻，觀察繩頭組合有無松動或裂紋。定期測量鋼絲繩直徑變化率，確保其在安全范圍內。同時測試制動器閘瓦與曳引輪摩擦片間隙，保證制動時無打滑現象，避免因制動力不足引發溜車風險。門系統聯鎖裝置驗證：每日需檢查廳轎門機械聯鎖和電氣安全觸點功能，確保在門未完全閉合時電梯無法啟動。測試紅外光幕或安全觸板防夾性能，模擬障礙物阻擋時應立即停止關門并反向開啟。重點查看門滑道潤滑狀態及門機減速箱油位，防止因摩擦阻力過大導致門系統異常報警。控制系統信號完整性排查：需檢查控制柜內各電路板指示燈工作狀態，確認樓層呼叫和到站平層等信號傳輸無延遲或丟失。測試極限開關和限位開關機械觸點靈敏度，確保轎廂越程時能強制切斷主電源。同時驗證編碼器反饋信號與實際位置的一致性，防止因數據偏差導致沖頂或蹲底事故。日常維護的關鍵檢查項目A定期檢修需重點檢查曳引輪磨損和鋼絲繩張力及斷絲情況，制動器間隙須符合≤mm的國標要求。電氣系統需測試絕緣電阻≥MΩ，接觸器觸點無燒蝕，控制柜接線緊固。同時驗證門鎖回路和安全鉗開關等安全部件的可靠性，并記錄數據對比歷史參數變化趨勢，確保設備運行狀態穩定。BC檢修前需斷電掛牌并設置圍欄，使用防墜器進入井道檢測導軌垂直度偏差≤/mm。轎頂作業時激活急停開關，底坑檢查液壓緩沖器壓縮量是否達標。測試轎廂平層精度誤差應控制在±mm內。全程需拍攝關鍵部位留存影像資料，并填寫包含項檢測點的標準化表格，最后由工程師與物業雙方簽字確認。檢修人員須穿戴防滑鞋和安全帽及反光背心，井道作業時至少兩人配合并保持通訊暢通。測試超載保護裝置需模擬%額定載荷觸發報警。發現曳引輪槽深度不足mm或平衡系數偏差超過±%等隱患時，應立即停梯并出具書面整改通知書。緊急救援演練需驗證盤車手輪操作和松閘扳手定位及對講系統聯動響