第二章 電梯的機(jī)械系統(tǒng)

  第二節(jié) 曳引驅(qū)動系統(tǒng)

三、曳引驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)成部件及其結(jié)構(gòu)原理

1、曳引機(jī)

曳引機(jī)是曳引驅(qū)動系統(tǒng)的動力源，是曳引驅(qū)動系統(tǒng)的核心部件。曳引機(jī)的類別、參數(shù)尺寸決定著電梯額定載重量和額定運(yùn)行速度，決定著電梯的安全、可靠、舒適性和節(jié)能效果。因此各電梯制造廠對曳引機(jī)的選用都比較重視。由于我國生產(chǎn)的電梯類別、規(guī)格品種齊全，與其配套使用的曳引機(jī)類別、規(guī)格品種繁多，分類也比較復(fù)雜，一般從下列角度分類。

（1）曳引機(jī)的分類

1）按曳引電動機(jī)的類別分類

① 采用交流電動機(jī)驅(qū)動的曳引機(jī)。

② 采用直流電動機(jī)驅(qū)動的曳引機(jī)（20世紀(jì)80 年代末后不再生產(chǎn)）。

③ 采用永磁同步電動機(jī)驅(qū)動的曳引機(jī)。

2）按有無減速器分類

① 有減速器（以下簡稱有齒）的曳引機(jī)。

② 無減速器（以下簡稱無齒）的曳引機(jī)。

（2）有減速器曳引機(jī)在電梯產(chǎn)品中的應(yīng)用及其結(jié)構(gòu)原理

1）有齒曳引機(jī)在電梯產(chǎn)品中的應(yīng)用

有齒曳引機(jī)20世紀(jì)末前用在額定運(yùn)行速度V＜2..5 m/s的客、貨、住宅、病床電梯上。

2）有齒曳引機(jī)的結(jié)構(gòu)原理

有齒曳引機(jī)由曳引電動機(jī)、減速器、制動器、曳引繩輪構(gòu)成。為了減小曳引機(jī)運(yùn)行過程中的噪聲和提高平穩(wěn)性，多采用蝸輪副作為有齒曳引機(jī)的減速傳動裝置。20世紀(jì)80年代末前國內(nèi)生產(chǎn)的曳引機(jī)均采用阿基米德齒型蝸輪副作為減速傳動裝置，采用這種蝸輪付的曳引機(jī)運(yùn)行效率約為70％左右。20世紀(jì)80年代末后開始采用K型齒型、慚開線齒型蝸輪副作為減速傳動裝置后，曳引機(jī)運(yùn)行效率提高到80％以上。與此同時(shí)國外也出現(xiàn)采用星型齒輪減速器、斜齒輪減速器的曳引機(jī)等情況。

20世紀(jì)80年代中期前國內(nèi)生產(chǎn)的有齒曳引機(jī)多采用下置式曳引機(jī)（蝸桿在蝸輪下方），這種曳引機(jī)的漏油問題一直是困繞廣大電梯從業(yè)人員的問題。這種傳統(tǒng)老式曳引機(jī)的外形結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-3ａ）所示。20世紀(jì)80年代中期后國內(nèi)成功設(shè)計(jì)并批量生產(chǎn)出上置式曳引機(jī)（蝸桿在蝸輪上方），上置式曳引機(jī)的誕生徹底解決了傳統(tǒng)老式曳引機(jī)的漏油問題，這種上置式曳引機(jī)的外形結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-3ｂ）所示。

圖2-3   有齒曳引機(jī)外形結(jié)構(gòu)示意圖

3）有齒曳引機(jī)的電梯額定運(yùn)行速度

電梯的額定運(yùn)行速度V 等主要參數(shù)取決于曳引電動機(jī)的功率P、轉(zhuǎn)速n 、蝸桿與蝸輪的減速比i _j 、曳引輪的直徑Ｄ以及曳引比（曳引方式）i _y的關(guān)系可用公式（2-1）表示：

V = π·Ｄ·n /60 ·i_ｙ·i _j                        （2-1）

式中： V--- 電梯額定運(yùn)行速度（m/s）；

               Ｄ -- 曳引輪直徑（m）；

i _y-- 曳引比（曳引方式）；

i _j — 減速比；

n -- 曳引電動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）。

例：若有一臺有齒曳引機(jī)的曳引輪直徑D為0.62 m，電動機(jī)的實(shí)際平均轉(zhuǎn)速n為960 r/min，減速比i _j為61:2，曳引比（曳引方式）i _y為2:1，求電梯的運(yùn)行速度？

解：已知D = 0.62 m，減速比 i _j = 61:2，曳引比（曳引方式）i _y =2:1，電動機(jī)的實(shí)際平均轉(zhuǎn)速n = 960 r/min，代入公式（2-1）得：

V = πＤn /60 i _y i _i  = 3.14×0.62×960/60×61/2×2/1≈0.5 m/s

答：該電梯的運(yùn)行速度約為0.5 m/s。

4）有齒曳引機(jī)的曳引電動機(jī)功率

曳引電動機(jī)是曳引驅(qū)動電梯的動力源。由于曳引電動機(jī)的運(yùn)行工況比較復(fù)雜。需要頻繁起動、制動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，而且負(fù)載變化大，經(jīng)常工作在重復(fù)短時(shí)狀態(tài)、電動狀態(tài)、再生制動狀態(tài)下。 因此要求曳引電動機(jī)不但要適應(yīng)頻繁起動、制動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、負(fù)載變化大的要求，而且要求起動電流小、起動力矩大、機(jī)械特性硬、噪聲小，當(dāng)供電電源電壓在±7％的范圍內(nèi)變化時(shí)，還能正常起動和運(yùn)行。因此曳引電動機(jī)是電機(jī)制造廠專門為電梯產(chǎn)品配套設(shè)計(jì)制造的專用電動機(jī)。電梯用交流感應(yīng)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)形式和基本參數(shù)尺寸，應(yīng)符合GB/T12974-1991《交流電梯電動機(jī)通用技術(shù)條件》的規(guī)定。對于采用有齒曳引機(jī)的交流感應(yīng)曳引電動機(jī)的額定功率，一般按公式（2-2）計(jì)算：

P = （1-K_P）Q V/ 102η                  （2-2）           

             式中：P ---曳引電動機(jī)額定功率（kw）；

K_{P -----} 電梯平衡系數(shù)（一般取0.4～0.5）；

            Q--- 電梯額定載重量（kw）；

V--- 電梯額定運(yùn)行速度 （m/s）；

η--- 電梯機(jī)械總效率。對于采用蝸輪副作為減速裝置的有齒曳引機(jī)

（由于齒型不同電梯的機(jī)械總效率也有區(qū)別，一般取0.5～0.55）。

    例：若有一臺額定載重量Q為2000 kg、額定運(yùn)行速度V為0.5 m、平衡系數(shù)K_P為0.45，曳引機(jī)的減速器采用阿基米德齒型蝸輪副的交流雙速梯，求曳引電動機(jī)的功率為多少kw？

解：已知Q = 2000 kg ，V = 0.5 m/S， K_P =0.45（取），η= 0.5（�。�。代入公式（2-2）得：

P = （1-K_P）Q V/ 102η=（1-0.45）×2000×0.5/102×0.5≈10.7kw

答：曳引電動機(jī)的功率為10.7kw，取11 kw。

5）有齒曳引機(jī)的制動器

有齒和無齒曳引機(jī)都必須設(shè)置制動器。一般有齒曳引機(jī)制動器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-6所示。這種制動器由直流電磁線圈、電磁鐵芯（左右各一只）、閘瓦架和閘瓦及閘皮、制動輪（它屬于曳引機(jī)的一個(gè)部件）、抱閘彈簧等構(gòu)成。當(dāng)直流電磁線圈接通直流電源時(shí)，在直流電磁線圈周圍空間產(chǎn)生一個(gè)電磁場，在該電磁場力作用下，兩只電磁鐵芯吸合，與電磁鐵芯有機(jī)械連接關(guān)系的閘瓦架擠壓抱閘彈簧，鉚接在閘瓦上的閘皮離開制動輪，制動器松閘，曳引機(jī)可以正反向運(yùn)行。斷開電磁線圈的直流電源時(shí)，電磁線圈產(chǎn)生的磁場消失，依靠抱閘彈簧的反作用力，鉚接在閘瓦上的閘皮緊抱制動輪，制動器施閘，曳引機(jī)停止運(yùn)行，起安全保護(hù)作用。不同拖動方式的電梯制動器所起的安全保護(hù)作用略有區(qū)別：

①交流雙速梯的制動器有控制平層準(zhǔn)確度和防止電梯溜車的作用；

②對于零速（接近于零）平層施閘�？康闹绷麟娞菀灿锌刂破綄訙�(zhǔn)確度和防止電梯溜車的作用；

③對于零速平層�？渴╅l的ACVV電梯、VVVF電梯主要是防止電梯溜車的作用。

但是不管那類電梯的制動器，均應(yīng)具有當(dāng)電梯失電時(shí)使電梯在標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范規(guī)定的距離范圍內(nèi)制停電梯的作用。標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定制動器必須設(shè)有兩組獨(dú)立的制動機(jī)構(gòu)、兩只鐵芯、兩組閘瓦架和閘瓦及閘皮、兩只制動彈簧等要求。而且若一組制動機(jī)構(gòu)失去作用，另一組制動機(jī)構(gòu)應(yīng)能有效地制停電梯。

  圖2-6   有齒曳引機(jī)電磁式直流制動器結(jié)構(gòu)示意圖