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《电梯技术从入门到精通:原理、结构、安全与维护》

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发表于 2025-7-31 20:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
电梯技术从入门到精通:原理、结构、安全与维护》


**目标读者:** 电梯技术零基础者,希望系统学习电梯工作原理、结构、安全规范、维护基础及发展趋势。


**本书核心目标:**
1.  **建立系统概念:** 理解电梯作为一个完整系统如何运作。
2.  **掌握基本原理:** 搞懂曳引、门机、控制、安全等核心原理。
3.  **熟悉关键部件:** 认识电梯各主要组成部分及其功能。
4.  **强化安全意识:** 深刻理解电梯安全规范和操作要求(重中之重!)。
5.  **了解维护要点:** 初步掌握日常检查、维护的基本知识和常见故障。
6.  **展望前沿技术:** 了解电梯技术的最新发展方向。


---


**目录大纲 (结构清晰,循序渐进):**


**第一部分:电梯基础认知**
*   **第1章:电梯概述**
    *   1.1 电梯的定义、作用与发展简史
    *   1.2 电梯的主要分类(按用途:乘客梯、载货梯、医用梯、扶梯/人行道、杂物梯;按驱动方式:曳引、液压、强制、螺杆等;按速度)
    *   1.3 电梯的基本参数(额定载重、额定速度、提升高度、停站数、轿厢尺寸等)
*   **第2章:电梯工作原理与系统构成**
    *   2.1 电梯如何“动”起来?核心工作流程简述(召唤-响应-运行-平层-开门)
    *   2.2 电梯八大系统详解(初步介绍,后续章节深入):
        *   曳引系统(动力之源)
        *   导向系统(稳定运行)
        *   轿厢与门系统(乘载空间)
        *   重量平衡系统(节能省力)
        *   电力拖动系统(速度控制)
        *   电气控制系统(大脑指挥)
        *   安全保护系统(生命保障)
        *   井道空间与机房(设备之家)


**第二部分:电梯核心系统详解**
*   **第3章:曳引系统 - 电梯的动力心脏**
    *   3.1 曳引驱动原理:摩擦力与平衡(深入讲解曳引条件公式)
    *   3.2 曳引机:核心部件(电机 - 交流/直流/永磁同步;减速箱;制动器 - 工作原理及重要性)
    *   3.3 曳引钢丝绳/钢带:结构、选型与安全要求
    *   3.4 曳引轮与导向轮:作用与维护
*   **第4章:导向系统 - 运行的轨道**
    *   4.1 导轨:类型、作用、安装与精度要求
    *   4.2 导靴:类型(滑动/滚动)、结构与作用
    *   4.3 导轨支架:固定与支撑
*   **第5章:轿厢与门系统 - 乘载与进出**
    *   5.1 轿厢结构:框架、壁板、地板、天花板、通风、照明
    *   5.2 轿门:类型(中分、旁开、贯通)、驱动方式(门机)、结构、安全装置(光幕、触板)
    *   5.3 层门(厅门):结构、门锁装置(机械/电气联锁 - 安全核心!)、自闭装置、紧急开锁装置(三角钥匙管理!)
    *   5.4 门区安全保护:防止剪切夹伤的重要性及装置
*   **第6章:重量平衡系统 - 节能的关键**
    *   6.1 对重的作用与原理(平衡轿厢重量)
    *   6.2 对重块的组成与计算
    *   6.3 补偿装置(链/缆):作用(补偿曳引绳重量差)与类型
*   **第7章:电力拖动系统 - 精确的速度控制**
    *   7.1 拖动系统组成:电机、调速装置
    *   7.2 调速方式演变:交流双速 > 交流调压调速(ACVV) > 交流变频变压调速(VVVF) - 现代主流
    *   7.3 VVVF原理详解:变频器如何改变频率与电压来控制电机转速和转矩
    *   7.4 永磁同步电机(PMSM)的应用优势
*   **第8章:电气控制系统 - 电梯的大脑**
    *   8.1 控制系统基本组成:控制器(PLC/专用微机)、召唤与指令装置(按钮、显示器)、位置检测装置(平层感应器、编码器)、随行电缆
    *   8.2 控制逻辑:如何响应召唤?如何选择最优运行方向?如何精确平层?
    *   8.3 群控系统:多台电梯如何协同工作提高效率?
    *   8.4 常见控制方式:集选控制、并联控制、梯群控制
*   **第9章:安全保护系统 - 生命的守护者 (核心章节!)**
    *   9.1 **安全理念:** 冗余设计、故障导向安全原则
    *   9.2 **机械安全装置:**
        *   限速器:作用、结构、工作原理(离心式)
        *   安全钳:类型(瞬时式、渐进式)、结构、工作原理(与限速器联动)、试验要求
        *   缓冲器:类型(弹簧、液压)、作用、选型计算
        *   上行超速保护装置(夹绳器/对重安全钳)
        *   轿厢意外移动保护装置(UCMP)
    *   9.3 **电气安全装置(安全回路):**
        *   安全回路概念:串联所有关键安全开关(急停、限速器开关、安全钳开关、张紧轮开关、缓冲器开关、厅/轿门锁、检修开关、盘车手轮开关、限位开关、极限开关等)
        *   作用原理:任何一处断开,电梯立即停止运行。
        *   门锁回路的重要性与验证要求。
    *   9.4 其他安全装置:紧急报警装置、停止开关、检修运行控制、盘车装置、井道照明等。
    *   9.5 **安全操作规范:** 进入井道/底坑/机房的安全程序(断电、挂牌上锁LOTO)、三角钥匙管理、紧急救援流程。
*   **第10章:井道空间与机房**
    *   10.1 井道:结构要求、尺寸、顶层/底坑空间要求、井道照明与通风
    *   10.2 机房:位置(顶部/侧置/无机房)、环境要求(温度、湿度、通风)、设备布置(曳引机、控制柜、限速器)
    *   10.3 无机房电梯技术特点
    *   10.4 液压电梯系统简介(泵站、油缸、阀组)


**第三部分:电梯的安装、调试、维护与法规**
*   **第11章:电梯安装与调试基础**
    *   11.1 安装流程概述(放样、搭架、导轨、厅门、机房设备、轿厢、对重、挂绳、接线等)
    *   11.2 关键安装精度要求(导轨垂直度、厅门地坎、曳引机水平度等)
    *   11.3 调试流程:安全回路检查、慢车运行、快车运行、功能测试、舒适感调整
*   **第12章:电梯维护保养基础**
    *   12.1 维保的重要性:预防性维护与设备寿命、安全的关系
    *   12.2 日常巡检内容(机房、轿厢、层站)
    *   12.3 周期性保养内容(半月、月、季度、半年、年度保养项目举例)
    *   12.4 关键部件维护要点(润滑、清洁、检查、调整):曳引机、钢丝绳/钢带、导靴、门系统、安全装置
    *   12.5 维保记录与档案管理
*   **第13章:常见故障分析与排除入门**
    *   13.1 故障诊断基本思路:观察现象 -> 分析可能原因 -> 定位故障点 -> 安全排除
    *   13.2 常见故障现象及可能原因举例:
        *   电梯不运行(安全回路断开、电源问题、急停按下)
        *   电梯不开/关门(光幕阻挡、门机故障、门锁问题)
        *   电梯运行抖动/异响(导轨、导靴、钢丝绳张力)
        *   平层不准(平层感应器、编码器、参数)
        *   外呼/内选不登记(按钮、线路、板卡)
*   **第14章:电梯法规与标准**
    *   14.1 特种设备安全法(中国)及相关法规概述
    *   14.2 **核心安全技术标准:GB 7588《电梯制造与安装安全规范》**(中国,等同采用EN 81系列) / EN 81-20, 50 (欧洲) / ASME A17.1 (美国)
    *   14.3 检验检测标准:TSG T7001《电梯监督检验和定期检验规则》
    *   14.4 其他相关标准(电气、抗震、防火等)
    *   14.5 电梯监督检验与定期检验流程及要求


**第四部分:现代电梯技术与展望**
*   **第15章:电梯新技术与发展趋势**
    *   15.1 节能技术:能量回馈、LED照明、永磁同步驱动
    *   15.2 智能电梯:目的楼层预约系统(DCS)、人脸识别/生物识别、物联网(IoT)远程监控、大数据预测性维护
    *   15.3 高速电梯技术
    *   15.4 双层轿厢、多轿厢同一井道技术
    *   15.5 磁悬浮电梯概念
    *   15.6 绿色环保材料应用


**附录:**
*   A. 电梯专业术语中英文对照表
*   B. 常用电梯图形符号
*   C. 主要安全装置图解
*   D. 学习资源推荐(书籍、网站、论坛、培训机构)
*   E. 国内外主要电梯制造商简介


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**如何利用这个大纲进行学习(相当于“书”的使用指南):**


1.  **循序渐进:** 严格按照大纲顺序学习,特别是基础部分(第一部分、第二部分)要打牢。安全系统(第9章)是重中之重,需反复理解。
2.  **理论学习 + 实物/图片/视频结合:**
    *   **找图片/视频:** 在学习每个部件或系统时,务必搜索对应的图片、结构图、原理动画、安装/维修实拍视频(B站、YouTube、专业培训网站有很多)。看到实物或动态演示能极大加深理解。
    *   **参观实物(安全第一!):** 如果有机会(例如认识维保人员或在物业工作),在专业人士指导和确保安全的前提下,观察真实的机房、井道、轿顶、底坑。**绝对不要擅自进入危险区域!**
3.  **重视安全规范:** 将第9章(安全保护系统)和第14章(法规标准)作为核心反复学习。理解“安全回路”、“故障导向安全”等理念。熟记关键安全操作(如LOTO - 挂牌上锁)。
4.  **善用资源:**
    *   **权威标准:** GB 7588 和 TSG T7001 是基石,尽量获取阅读(部分内容可能较晦涩,结合其他资料理解)。
    *   **专业书籍:** 搜索“电梯原理与结构”、“电梯安装维修”、“电梯技术”等关键词的教材或专业书籍(如机械工业出版社、中国质检出版社等出版的)。选择最新版。
    *   **制造商资料:** 各大电梯公司(奥的斯、迅达、通力、蒂升、三菱、日立等)官网通常有产品技术资料、维护手册(部分公开)、安全指南和培训信息。这是了解具体设备细节的好途径。
    *   **在线课程与视频:** 寻找专业的电梯技术在线课程平台(有些需要付费)。YouTube/Bilibili上有大量教学和演示视频(注意甄别质量)。
    *   **行业论坛/社区:** 加入一些电梯技术交流论坛(如“电梯阁”等国内论坛,注意遵守规则),看帖提问,了解实际工作中的问题和经验。**但切记,论坛信息仅供参考,操作务必以安全规范和官方手册为准!**
5.  **动手实践(需专业指导):** 理论知识掌握后,实际操作是必经之路。**但这必须在有资质的师傅带领下,在确保安全的前提下进行!** 可以从简单的日常巡检、清洁保养开始,逐步学习使用万用表、检查安全回路、调整门系统等。**切勿自行尝试危险操作!**
6.  **考取证书:** 如果你想从事电梯行业(安装、维修、检验),考取《特种设备作业人员证》(电梯修理,T证)是法定要求。学习过程就是为考证打基础。关注当地市场监督管理局的考试信息。


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**重要提醒:**


*   **安全第一!安全第一!安全第一!** 电梯是特种设备,涉及高压电、机械运动、高空作业等重大风险。在学习,尤其是任何形式的实践操作中,必须时刻将安全放在首位。严格遵守安全操作规程,在未取得资质和充分培训前,绝不进行任何可能危及自身或他人安全的操作。
*   **系统性:** 电梯是一个复杂的系统,各部分紧密关联。学习时要建立系统观,理解部件之间的相互作用。
*   **持续学习:** 电梯技术在不断发展,法规标准也在更新。保持学习的热情和习惯至关重要。

发表于 2025-8-5 16:38 | 显示全部楼层
电梯技术从入门到精通:原理、结构、安全与维护
第一部分:电梯基础认知
第 1 章:电梯概述
1.1 电梯的定义、作用与发展简史
电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机,装有箱状吊舱,用于多层建筑乘人或载运货物。它在现代社会中扮演着至关重要的角色,极大地提高了建筑物内人员和货物的运输效率,让人们在垂直空间的移动更加便捷。无论是居民楼、办公楼、商场还是医院等场所,电梯都成为了不可或缺的基础设施。
电梯的发展有着悠久的历史。早在公元前 236 年,古希腊科学家阿基米德就发明了一种原始的升降机,它由人力或畜力驱动,主要用于搬运货物。随着工业革命的到来,蒸汽机的出现为电梯的发展提供了新的动力来源。1854 年,美国发明家伊莱沙・格雷夫斯・奥的斯在纽约世界博览会上展示了第一台安全升降机,他发明的安全装置确保了电梯在绳索断裂时不会坠落,这一发明为电梯的广泛应用奠定了基础。1889 年,第一台电动电梯诞生,标志着电梯进入了电力驱动的时代。此后,电梯技术不断发展,从交流双速电梯到变频调速电梯,从有机房电梯到无机房电梯,电梯的性能和安全性不断提升,成为了现代建筑中不可或缺的一部分。
1.2 电梯的主要分类
按用途划分,电梯主要包括乘客梯、载货梯、医用梯、扶梯 / 人行道和杂物梯。乘客梯是最常见的类型,主要用于运送乘客,注重舒适性、安全性和运行效率。载货梯则专门用于运输货物,具有较大的载重量和宽敞的轿厢空间。医用梯为医院设计,需要满足运送病人、医疗器械和药品等特殊需求,通常具有平稳的运行速度、精确的平层和良好的隔音效果。扶梯和人行道主要用于人流量较大的场所,如商场、地铁站等,能够实现人员的连续输送。杂物梯则用于运送小型物品,如餐厅的餐具、图书馆的书籍等。
按驱动方式分类,电梯可分为曳引式、液压式、强制式和螺杆式等。曳引式电梯是目前应用最广泛的类型,通过曳引机带动钢丝绳牵引轿厢和对重运行,具有效率高、安全性好等优点。液压式电梯依靠液压动力驱动轿厢升降,适用于低楼层建筑。强制式电梯通过齿轮和齿条的啮合传动,一般用于特殊场合。螺杆式电梯则利用螺杆和螺母的传动实现轿厢的升降,具有结构紧凑、占地面积小等特点。
按速度划分,电梯通常分为低速电梯、中速电梯和高速电梯。低速电梯的速度一般在 1m/s 以下,适用于低楼层建筑。中速电梯的速度在 1-2.5m/s 之间,广泛应用于普通办公楼、居民楼等。高速电梯的速度超过 2.5m/s,主要用于高层建筑,能够快速运送乘客。
1.3 电梯的基本参数
电梯的基本参数包括额定载重、额定速度、提升高度、停站数和轿厢尺寸等。额定载重是指电梯设计规定的最大载重量,单位为千克(kg),不同类型的电梯额定载重不同,乘客梯的额定载重通常有 450kg、630kg、800kg、1000kg 等多种规格。额定速度是电梯设计的运行速度,单位为米每秒(m/s),它直接影响电梯的运行效率。提升高度是指电梯从底层端站到顶层端站的垂直距离,单位为米(m),根据建筑物的高度确定。停站数是电梯停靠的楼层数量,包括底层和顶层。轿厢尺寸则包括轿厢的宽度、深度和高度,需要根据额定载重和使用需求进行设计,以确保乘客或货物的舒适运输。
第 2 章:电梯工作原理与系统构成
2.1 电梯如何 “动” 起来?核心工作流程简述
电梯的运行是一个复杂而有序的过程,其核心工作流程主要包括召唤、响应、运行、平层和开门这几个环节。当乘客在楼层按下外呼按钮或在轿厢内按下内选按钮时,就发出了召唤信号。电梯的电气控制系统接收到这些信号后,会根据电梯当前的位置、运行方向和召唤信号的分布情况,进行逻辑判断和调度,确定是否响应该召唤以及响应的顺序。
一旦决定响应召唤,控制系统会向电力拖动系统发出指令,驱动曳引机运转。曳引机通过曳引钢丝绳带动轿厢沿着导轨运行。在运行过程中,位置检测装置实时监测轿厢的位置,并将信息反馈给控制系统,以确保电梯能够准确地到达目标楼层。当轿厢接近目标楼层时,控制系统会发出减速指令,使电梯逐渐减速。当轿厢到达目标楼层并准确平层后,控制系统会控制门机系统动作,打开轿厢门和层门,方便乘客进出。乘客上下完毕后,门机系统会关闭轿厢门和层门,电梯等待下一次召唤或按照预设的程序继续运行。
2.2 电梯八大系统详解
曳引系统是电梯的动力之源,它由曳引机、曳引钢丝绳、曳引轮和导向轮等组成。曳引机提供动力,通过曳引轮和曳引钢丝绳之间的摩擦力带动轿厢和对重升降。曳引钢丝绳将轿厢和对重连接起来,承受着它们的重量。导向轮则用于改变曳引钢丝绳的方向,确保其正常运行。
导向系统的作用是保证电梯轿厢和对重在井道内沿着固定的方向平稳运行,它主要由导轨、导靴和导轨支架组成。导轨固定在井道壁上,为轿厢和对重提供导向。导靴安装在轿厢和对重的两侧,与导轨接触,减少运行时的摩擦和振动。导轨支架则用于固定导轨,确保其安装牢固和垂直度。
轿厢与门系统构成了电梯的乘载空间和进出通道。轿厢是乘客或货物的承载部分,由框架、壁板、地板、天花板、通风和照明等组成,为乘客提供舒适的乘坐环境。门系统包括轿门和层门,轿门安装在轿厢上,层门则安装在各楼层的井道入口处。门机驱动轿门开启和关闭,同时通过机械联锁带动层门同步动作,确保电梯运行时门的关闭和安全。
重量平衡系统的主要作用是平衡轿厢的重量,减少曳引机的负荷,提高电梯的运行效率和节能性。它由对重、对重块和补偿装置等组成。对重的重量与轿厢的重量加上额定载重的一部分相平衡,补偿装置则用于补偿曳引钢丝绳在运行过程中因长度变化而产生的重量差。
电力拖动系统负责控制电梯的速度,它由电机和调速装置组成。电机提供动力,调速装置则通过改变电机的供电频率和电压来实现电梯的速度调节,使电梯能够平稳地启动、加速、减速和停止。
电气控制系统是电梯的大脑,它由控制器、召唤与指令装置、位置检测装置和随行电缆等组成。控制器根据接收到的召唤信号和位置信息,按照预设的控制逻辑控制电梯的运行。召唤与指令装置用于乘客发出乘梯请求和选择目标楼层,位置检测装置实时监测轿厢的位置,随行电缆则用于连接轿厢和控制柜,传输信号和电力。
安全保护系统是保障电梯安全运行的关键,它包括机械安全装置和电气安全装置。机械安全装置如限速器、安全钳、缓冲器等,在电梯出现超速、失控等危险情况时能够及时动作,阻止电梯坠落或减轻碰撞的冲击力。电气安全装置如安全回路、门锁装置等,能够监测电梯的运行状态,一旦发现异常立即切断电源,使电梯停止运行。
井道空间与机房是电梯设备的安装场所。井道是电梯运行的通道,内部安装有导轨、对重、轿厢等部件,井道的尺寸和结构需要满足电梯运行的要求。机房通常位于井道的顶部或侧面,内部安装有曳引机、控制柜、限速器等设备,为电梯的运行提供动力和控制。无机房电梯则将设备安装在井道内或其他位置,节省了机房空间。
第二部分:电梯核心系统详解
第 3 章:曳引系统 - 电梯的动力心脏
3.1 曳引驱动原理:摩擦力与平衡(深入讲解曳引条件公式)
曳引驱动是曳引式电梯的核心驱动方式,其原理基于摩擦力和平衡的作用。当曳引轮转动时,曳引钢丝绳与曳引轮之间产生摩擦力,依靠这种摩擦力带动轿厢和对重升降。为了确保曳引驱动的安全可靠,必须满足一定的曳引条件。
曳引条件通常用公式表示为:\(T_1/T_2 \leq e^{\mu\alpha}\),其中\(T_1\)是曳引钢丝绳在轿厢侧的张力,\(T_2\)是曳引钢丝绳在对重侧的张力,\(\mu\)是曳引钢丝绳与曳引轮之间的摩擦系数,\(\alpha\)是曳引钢丝绳在曳引轮上的包角(弧度),\(e\)是自然对数的底数。
这个公式的含义是,轿厢侧张力与对重侧张力的比值必须小于或等于\(e^{\mu\alpha}\),才能保证曳引钢丝绳与曳引轮之间有足够的摩擦力,防止出现打滑现象。如果比值超过这个限度,曳引钢丝绳就会在曳引轮上打滑,导致电梯无法正常运行,甚至可能引发安全事故。
影响曳引条件的因素主要包括摩擦系数、包角和张力比。摩擦系数与曳引轮的材质、曳引钢丝绳的表面状况以及润滑情况等有关。包角越大,摩擦力越大,通常通过增加导向轮来增大包角。张力比则与轿厢和对重的重量有关,设计时需要合理确定对重的重量,以确保张力比在规定范围内。
3.2 曳引机:核心部件
曳引机是曳引系统的核心部件,它由电机、减速箱和制动器等组成。电机为曳引机提供动力,根据类型不同可分为交流电机、直流电机和永磁同步电机。交流电机结构简单、成本低,广泛应用于传统电梯中。直流电机调速性能好,但结构复杂、成本高,现在应用较少。永磁同步电机具有效率高、能耗低、体积小、噪音低等优点,是现代电梯的主流电机类型。
减速箱的作用是降低电机的转速,增加输出扭矩,以满足曳引轮的转速和力矩要求。常见的减速箱类型有蜗轮蜗杆减速箱和齿轮减速箱。蜗轮蜗杆减速箱传动平稳、噪音低,但效率较低;齿轮减速箱效率高,但噪音相对较大。
制动器是曳引机的重要安全装置,它能够在电梯停止运行或出现异常情况时,迅速制动曳引轮,使电梯停止。制动器通常采用电磁制动器,当电梯运行时,电磁铁通电吸合,松开制动闸瓦;当电梯停止或断电时,电磁铁失电,制动闸瓦在弹簧力的作用下抱紧制动轮,实现制动。制动器的工作可靠性直接关系到电梯的安全运行,必须定期检查和维护。
3.3 曳引钢丝绳 / 钢带:结构、选型与安全要求
曳引钢丝绳是连接轿厢和对重的重要部件,它承受着轿厢、对重和乘客的重量,并传递曳引机的动力。曳引钢丝绳通常由多根钢丝捻制而成,结构分为单股绳和多股绳。单股绳由一层或多层钢丝捻制而成,多股绳则由多个股捻制而成。为了提高钢丝绳的强度和韧性,钢丝通常采用高强度碳素钢制成。
曳引钢丝绳的选型需要根据电梯的额定载重、提升高度、曳引轮直径等参数进行。选型时应确保钢丝绳的破断拉力大于其承受的最大张力,同时还要考虑钢丝绳的耐磨性、耐腐蚀性等性能。
曳引钢丝绳的安全要求非常严格,必须定期进行检查和维护。检查内容包括钢丝绳的磨损程度、断丝数量、锈蚀情况、变形情况等。如果发现钢丝绳存在严重磨损、断丝超标、锈蚀严重或变形等问题,应及时更换,以确保电梯的安全运行。此外,还应定期对钢丝绳进行润滑,以减少磨损和锈蚀。
随着技术的发展,曳引钢带逐渐应用于电梯中。曳引钢带由多层高强度纤维材料或钢带复合而成,具有重量轻、柔韧性好、噪音低、寿命长等优点。与曳引钢丝绳相比,曳引钢带的维护工作量更少,但成本相对较高。
3.4 曳引轮与导向轮:作用与维护
曳引轮是曳引机上的重要部件,它与曳引钢丝绳接触,通过摩擦力带动钢丝绳运动。曳引轮的轮槽形状和尺寸对曳引效果和钢丝绳的寿命有很大影响,轮槽通常采用 V 形或 U 形,以增加钢丝绳与轮槽之间的摩擦力。
导向轮的作用是改变曳引钢丝绳的方向,调整钢丝绳的张力,确保钢丝绳在运行过程中不偏离正确的轨道。导向轮通常安装在井道的顶部或底部,其位置和数量根据电梯的结构和布置确定。
曳引轮和导向轮的维护也非常重要。应定期检查轮槽的磨损情况,如发现轮槽磨损严重或出现裂纹等缺陷,应及时更换。同时,要保持轮槽的清洁,避免油污、杂物等进入轮槽,影响曳引效果和钢丝绳的寿命。此外,还应检查导向轮的转动是否灵活,轴套或轴承是否磨损,如有问题应及时维修或更换。
第 4 章:导向系统 - 运行的轨道
4.1 导轨:类型、作用、安装与精度要求
导轨是电梯导向系统的重要组成部分,它为轿厢和对重的运行提供导向,确保它们在井道内沿着固定的方向平稳运动。导轨的类型主要有 T 形导轨、空心导轨和角钢导轨等。T 形导轨是目前应用最广泛的导轨类型,它具有刚性好、强度高、安装方便等优点,适用于各种类型的电梯。空心导轨重量轻、成本低,但刚性相对较差,主要用于对重导轨。角钢导轨则主要用于简易电梯或一些特殊场合。
导轨的作用主要包括导向作用、支撑作用和安全保护作用。导向作用确保轿厢和对重沿着正确的方向运行,避免偏离轨道;支撑作用承受轿厢和对重在运行过程中产生的侧向力和垂直力;安全保护作用在电梯出现异常情况时,与安全钳等装置配合,防止轿厢坠落。
导轨的安装质量直接影响电梯的运行性能和安全性。安装时,需要将导轨固定在导轨支架上,导轨支架则通过膨胀螺栓或预埋件固定在井道壁上。导轨的安装精度要求非常高,包括导轨的垂直度、平行度、间距等。垂直度偏差应控制在规定范围内,以确保轿厢和对重运行平稳;平行度偏差应较小,避免轿厢和对重运行时产生摩擦和振动;间距应准确,以保证导靴与导轨的良好配合。
4.2 导靴:类型(滑动 / 滚动)、结构与作用
导靴安装在轿厢和对重的两侧,与导轨接触,它的作用是减少轿厢和对重在运行过程中与导轨之间的摩擦和振动,保证电梯运行平稳。导靴根据结构和工作方式的不同,可分为滑动导靴和滚动导靴。
滑动导靴通常由金属或耐磨塑料制成,它与导轨之间直接接触,通过滑动摩擦实现导向。滑动导靴结构简单、成本低,但摩擦阻力较大,运行时噪音相对较高,适用于低速电梯。
滚动导靴由滚轮、轴和支架等组成,滚轮与导轨接触,通过滚动摩擦实现导向。滚动导靴摩擦阻力小、运行平稳、噪音低,适用于中高速电梯。但滚动导靴结构相对复杂、成本较高,需要定期维护和润滑。
无论是滑动导靴还是滚动导靴,都需要与导轨保持良好的配合。导靴的安装位置和松紧度应适当,过松会导致轿厢和对重运行不稳定,过紧则会增加摩擦阻力和磨损。在使用过程中,应定期检查导靴的磨损情况,如发现磨损严重应及时更换。
4.3 导轨支架:固定与支撑
导轨支架是用于固定和支撑导轨的部件,它将导轨牢固地安装在井道壁上,确保导轨在电梯运行过程中不发生位移和变形。导轨支架通常由角钢或槽钢制成,根据井道壁的材质和结构不同,导轨支架的安装方式也有所不同。
对于混凝土井道壁,导轨支架通常采用膨胀螺栓固定;对于砖墙或砌块墙,可采用预埋件或穿墙螺栓固定。导轨支架的间距应根据导轨的类型和规格确定,以保证导轨的稳定性和刚性。在安装导轨支架时,应确保其位置准确、安装牢固,并且与导轨之间的连接紧密。
定期检查导轨支架的固定情况非常重要,如发现支架松动、变形或腐蚀等问题,应及时采取措施进行修复或更换,以确保导轨的安装质量和电梯的安全运行。
第 5 章:轿厢与门系统 - 乘载与进出
5.1 轿厢结构:框架、壁板、地板、天花板、通风、照明
轿厢是电梯用于承载乘客或货物的部分,其结构设计直接影响乘客的乘坐舒适性和安全性。轿厢主要由框架、壁板、地板、天花板、通风和照明等组成。
轿厢框架是轿厢的骨架,由上梁、下梁和立柱等组成,它承受着轿厢的重量和乘客或货物的重量,需要具有足够的强度和刚性。壁板安装在框架的四周,形成轿厢的侧壁,壁板通常采用钢板、不锈钢板或其他装饰材料制成,具有美观、耐用的特点。
地板位于轿厢的底部,通常采用耐磨、防滑的材料,如大理石、花岗岩、PVC 地板等,以确保乘客行走安全。天花板安装在轿厢的顶部,用于装饰和安装照明、通风设备等,天花板的材质和设计应与轿厢的整体风格相协调。
通风装置用于保证轿厢内的空气流通,通常采用风扇或空调系统,使轿厢内的空气保持清新。照明装置则为轿厢内提供充足的光线,方便乘客上下电梯和观察轿厢内的情况,照明通常采用 LED 灯,具有节能、寿命长等优点。
5.2 轿门:类型(中分、旁开、贯通)、驱动方式(门机)、结构、安全装置(光幕、触板)
轿门是安装在轿厢上的门,用于封闭轿厢入口,防止乘客或货物在电梯运行过程中掉落。轿门的类型主要有中分门、旁开门和贯通门。中分门由两扇门叶组成,从中间向两侧开启,开启后门口宽度较大,适用于大多数电梯。旁开门由一扇或两扇门叶组成,向一侧开启,占用空间较小,适用于轿内空间较小的电梯。贯通门则在轿厢的前后两侧都设有门,适用于需要在不同方向进出的场合,如医院的病床梯。
轿门的驱动方式通常采用门机驱动,门机由电机、减速器、传动机构和控制系统等组成。门机能够精确控制轿门的开启和关闭速度,确保门的运行平稳、可靠。
轿门的结构包括门叶、门导轨、门滑块等。门叶是轿门的主要部分,由钢板或不锈钢板制成;门导轨安装在轿厢的顶部和底部,为门叶的运动提供导向;门滑块安装在门叶的底部,与门导轨接触,减少门叶运动时的摩擦。
轿门的安全装置至关重要,主要包括光幕和触板。光幕是一种红外线感应装置,安装在轿门的边缘,当有物体挡住光幕时,门机会立即停止关门并反向开门,防止夹伤乘客或物体。触板是安装在轿门边缘的机械装置,当触板受到碰撞时,会通过机械传动使门机停止关门并反向开门,起到安全保护作用。现在的电梯通常同时配备光幕和触板,以提高安全性。
5.3 层门(厅门):结构、门锁装置(机械 / 电气联锁 - 安全核心!)、自闭装置、紧急开锁装置(三角钥匙管理!)
层门是安装在各楼层井道入口处的门,用于封闭井道,防止人员或物体坠入井道。层门的结构与轿门类似,也包括门叶、门导轨、门滑块等部件。层门的开启和关闭由轿门通过机械联锁带动,当轿厢到达某一楼层时,轿门通过门刀带动层门门锁装置动作,使层门开启;当轿厢离开时,层门在自闭装置的作用下自动关闭,并通过门锁装置锁紧。
门锁装置是层门的安全核心,它包括机械联锁和电气联锁。机械联锁确保层门在关闭后能够可靠锁紧,防止层门被随意打开;电气联锁则与电梯的安全回路相连,当层门未关闭或未锁紧时,电气联锁断开,电梯无法运行,确保电梯运行时层门处于关闭状态。
自闭装置的作用是在层门被打开后,能够自动关闭层门。自闭装置通常采用弹簧或重锤等方式实现,当层门被打开时,自闭装置储存能量,当外力消失后,自闭装置释放能量,使层门自动关闭。
紧急开锁装置是用于在紧急情况下打开层门的装置,通常采用三角钥匙进行操作。三角钥匙由专业人员保管,只有在电梯发生故障或紧急情况时,经过授权的专业人员才能使用三角钥匙打开层门。使用三角钥匙打开层门时,必须严格遵守安全操作规程,确保人员安全。三角钥匙的管理非常重要,必须建立严格的管理制度,防止钥匙丢失或被非授权人员使用。
5.4 门区安全保护:防止剪切夹伤的重要性及装置
门区是指电梯轿厢在楼层停靠时,轿厢门和层门开启的区域,门区安全保护对于防止乘客在进出电梯时被剪切或夹伤至关重要。电梯在门区运行时,速度较低,并且配备了多种安全保护装置。
除了轿门和层门上的光幕、触板等安全装置外,门区安全保护还包括门区感应器和安全触板开关等。门区感应器安装在轿厢上或井道内,用于检测轿厢是否进入门区,当轿厢进入门区后,控制系统会限制电梯的运行速度,并确保门机能够正常动作。安全触板开关则与门机控制系统相连,当触板受到碰撞时,会立即停止门机的动作,防止夹伤。
在电梯设计和使用过程中,必须高度重视门区安全保护,定期检查和维护门区安全装置,确保其工作可靠。同时,要加强对乘客的安全教育,提醒乘客在进出电梯时注意安全,不要在门区逗留或倚靠门体。
第 6 章:重量平衡系统 - 节能的关键
6.1 对重的作用与原理(平衡轿厢重量)
对重是重量平衡系统的核心部件,它的主要作用是平衡轿厢的重量,减少曳引机的负荷,提高电梯的运行效率和节能性。对重的原理基于力学平衡,当轿厢和对重的重量相互平衡时,曳引机只需克服电梯运行过程中的摩擦力和惯性力等,就能带动轿厢和对重升降,从而降低曳引机的功率消耗。
对重的重量通常根据轿厢的重量和额定载重的一定比例确定,一般为轿厢重量加上额定载重的 40%-50%。这样在电梯空载和满载时,对重都能起到较好的平衡作用,使曳引机的负荷相对稳定。
6.2 对重块的组成与计算
对重块是组成对重的基本单元,它通常由铸铁或混凝土等材料制成,具有一定的重量和形状。对重块的组成根据对重的总重量和单个对重块的重量确定,通过将多个对重块叠加在一起,达到所需的对重重量。
对重块的计算需要考虑轿厢的重量、额定载重以及平衡系数等参数。平衡系数是指对重重量与轿厢重量加上额定载重之比,通常取值为 0.4-0.5。根据平衡系数和轿厢重量、额定载重,可计算出对重的总重量,然后再根据单个对重块的重量,确定对重块的数量。
在安装对重块时,需要确保对重块的固定牢固,避免在电梯运行过程中发生晃动或掉落。同时,要根据电梯的实际运行情况,对重块的数量进行调整,以保证电梯的平衡系数在规定范围内。
6.3 补偿装置(链 / 缆):作用(补偿曳引绳重量差)与类型
补偿装置是重量平衡系统的重要组成部分,它的作用是补偿曳引钢丝绳在运行过程中因长度变化而产生的重量差。当电梯轿厢上升时,轿厢侧的曳引钢丝绳长度增加,重量增大;而对重侧的曳引钢丝绳长度减少,重量减小。这种重量差会增加曳引机的负荷,影响电梯的运行平稳性和节能性。补偿装置能够通过自身的重量变化,抵消曳引钢丝绳的重量差,使曳引机的负荷保持相对稳定。
补偿装置主要有补偿链和补偿缆两种类型。补偿链通常由铁链或钢丝绳制成,链节之间可以自由活动,适用于中低速电梯和提升高度较低的电梯。补偿缆则由多根钢丝绳和护套组成,具有柔韧性好、噪音低等优点,适用于高速电梯和提升高度较高的电梯。
补偿装置的安装位置通常在轿厢底部和对重底部之间,通过悬挂的方式连接。在安装补偿装置时,需要确保其长度合适,并且有一定的垂度,以保证其能够正常发挥补偿作用。同时,要定期检查补偿装置的连接情况和磨损程度,如有问题及时更换。
第 7 章:电力拖动系统 - 精确的速度控制
7.1 拖动系统组成:电机、调速装置
电力拖动系统是电梯的动力源和速度控制核心,主要由电机和调速装置组成。电机为电梯的运行提供动力,根据电梯的类型和要求,可选用交流电机、直流电机或永磁同步电机等。调速装置则用于控制电机的转速和转矩,实现电梯的速度调节,使电梯能够按照预设的速度曲线平稳运行。
电机和调速装置之间通过电气连接,调速装置根据控制系统的指令,输出相应的电压和频率,控制电机的运行。电机的输出转矩通过曳引机传递给曳引钢丝绳,带动轿厢和对重升降。
7.2 调速方式演变:交流双速 > 交流调压调速 (ACVV) > 交流变频变压调速 (VVVF) - 现代主流
电梯的调速方式经历了从简单到复杂、从低效到高效的发展过程。交流双速调速是早期电梯采用的调速方式,它通过改变电机的磁极对数来实现速度调节,具有结构简单、成本低等优点,但调速性能较差,运行平稳性不好,舒适感差,目前已逐渐被淘汰。
交流调压调速(ACVV)通过改变电机的供电电压来调节电机的转速,相比交流双速调速,其调速范围更广,运行平稳性有所提高,但效率较低,能耗较大。
交流变频变压调速(VVVF)是现代电梯的主流调速方式,它通过改变电机的供电频率和电压来实现速度调节。VVVF 调速具有调速精度高、运行平稳、节能性好、舒适感佳等优点。通过调节频率和电压的比值,使电机在不同转速下都能保持较高的效率,大大降低了电梯的能耗。同时,VVVF 调速能够实现电梯的软启动、软停止,减少了对电机和机械部件的冲击,延长了电梯的使用寿命。
7.3 VVVF 原理详解:变频器如何改变频率与电压来控制电机转速和转矩
VVVF 调速的核心是变频器,变频器能够将固定频率和电压的交流电转换为频率和电压可调节的交流电,从而控制电机的转速和转矩。
变频器的工作原理主要包括整流、滤波和逆变三个环节。整流环节将交流电转换为直流电,通过整流二极管或晶闸管组成的整流桥实现。滤波环节则对整流后的直流电进行滤波,去除其中的脉动成分,得到平稳的直流电。逆变环节是变频器的核心,它将直流电转换为频率和电压可调节的交流电,通过功率开关器件(如 IGBT)组成的逆变桥实现。
变频器通过控制逆变桥中功率开关器件的导通和关断时间,来改变输出交流电的频率和电压。根据电机的特性,电机的转速与供电频率成正比,通过改变频率可以调节电机的转速。同时,为了保证电机的磁通恒定,提高电机的效率和转矩,变频器在改变频率的同时,需要相应地改变电压,使电压与频率的比值保持恒定,即 U/f 恒定控制。在低速运行时,为了补偿电机定子电阻的压降,还需要进行电压提升,以保证电机的输出转矩。
通过精确控制变频器的输出频率和电压,能够实现电机的平滑调速,满足电梯不同运行阶段的速度要求,如启动加速、匀速运行、减速停止等。
7.4 永磁同步电机 (PMSM) 的应用优势
永磁同步电机(PMSM)是一种新型的电机,它采用永磁体励磁,具有效率高、功率因数高、体积小、重量轻、噪音低、响应速度快等优点,在现代电梯中得到了广泛的应用。
与传统的异步电机相比,永磁同步电机不需要励磁电流,减少了励磁损耗,提高了电机的效率。同时,永磁同步电机的功率因数较高,能够减少无功功率的消耗,提高电网的利用率。
永磁同步电机的体积小、重量轻,便于安装在机房或井道内,尤其适用于无机房电梯。其运行噪音低,能够提高乘客的乘坐舒适性。此外,永磁同步电机的响应速度快,调速性能好,能够实现电梯的精确速度控制和平层。
由于永磁同步电机具有诸多优点,它逐渐取代了传统的异步电机,成为现代电梯电力拖动系统的主流电机类型。
第 8 章:电气控制系统 - 电梯的大脑
8.1 控制系统基本组成:控制器(PLC / 专用微机)、召唤与指令装置(按钮、显示器)、位置检测装置(平层感应器、编码器)、随行电缆
电气控制系统是电梯的大脑,负责接收和处理各种信号,控制电梯的运行。其基本组成包括控制器、召唤与指令装置、位置检测装置和随行电缆等。
控制器是电气控制系统的核心,它根据预设的控制逻辑和接收到的信号,发出控制指令,控制电梯的运行。控制器主要有 PLC(可编程逻辑控制器)和专用微机两种类型。PLC 具有编程灵活、可靠性高、抗干扰能力强等优点,广泛应用于电梯控制系统中。专用微机则具有更高的运算速度和更强的功能,能够实现更复杂的控制逻辑和智能化功能。
召唤与指令装置包括外呼按钮、内选按钮和显示器等。外呼按钮安装在各楼层的层门旁边,用于乘客发出乘梯请求;内选按钮安装在轿厢内,用于乘客选择目标楼层。显示器则安装在轿厢内和楼层外呼面板上,用于显示电梯的运行方向、当前楼层等信息,方便乘客了解电梯的运行状态。
位置检测装置用于实时监测轿厢的位置,为控制器提供位置信息,确保电梯能够准确平层和停靠。位置检测装置主要有平层感应器和编码器。平层感应器安装在轿厢上或井道内,当轿厢到达平层位置时,平层感应器发出信号,控制器控制电梯停止。编码器安装在电机轴上或曳引机上,通过测量电机的转速和转动圈数来计算轿厢的位置和速度,具有较高的精度。
随行电缆是连接轿厢和控制柜的重要部件,用于传输信号和电力。随行电缆通常由多根电线和电缆组成,具有良好的柔韧性和耐磨性,能够适应轿厢的上下运动。
8.2 控制逻辑:如何响应召唤?如何选择最优运行方向?如何精确平层?
电梯的控制逻辑是电气控制系统的核心,它决定了电梯如何响应召唤、选择运行方向和实现精确平层。
当乘客按下外呼按钮或内选按钮时,控制器接收到召唤信号后,会对信号进行登记和处理。控制器会根据电梯当前的位置、运行方向、已登记的召唤信号等信息,判断是否响应该召唤。对于同向的召唤信号,电梯会在运行过程中依次响应;对于反向的召唤信号,电梯会在完成当前方向的所有召唤后,反向运行并响应。
选择最优运行方向是电梯控制逻辑的重要部分,其目的是提高电梯的运行效率,减少乘客的等待时间。控制器通常采用顺向优先的原则,即电梯优先响应与当前运行方向相同的召唤信号。当电梯在某一方向上没有未响应的召唤信号时,会根据反向召唤信号的情况,选择是否改变运行方向。
精确平层是保证乘客安全进出电梯的关键,控制器通过位置检测装置获取轿厢的位置信息,当轿厢接近目标楼层时,控制器发出减速指令,使电梯逐渐减速。当轿厢到达平层位置时,平层感应器发出信号,控制器控制电梯停止,并控制门机打开轿厢门和层门。为了提高平层精度,现代电梯通常采用编码器和数字控制技术,对电梯的速度和位置进行精确控制。
8.3 群控系统:多台电梯如何协同工作提高效率?
群控系统是用于控制多台电梯协同工作的系统,它能够根据建筑物内的交通流量情况,合理调度电梯,提高电梯的运行效率,减少乘客的等待时间。
群控系统的工作原理是通过收集各台电梯的运行状态、召唤信号等信息,进行集中分析和处理,然后向各台电梯发出控制指令,实现电梯的协同运行。群控系统通常采用智能算法,如模糊控制、神经网络等,根据不同的交通模式(如上行高峰、下行高峰、空闲等),动态调整电梯的运行策略。
在多台电梯协同工作时,群控系统会根据召唤信号的位置和时间,合理分配电梯响应召唤。对于同一楼层的召唤信号,群控系统会选择距离最近、运行方向相同的电梯进行响应,以减少乘客的等待时间。同时,群控系统还会通过优化电梯的停靠顺序、避免电梯空驶等方式,提高电梯的运行效率。
此外,群控系统还具有一些智能化功能,如交通流量预测、节能运行等。通过预测交通流量的变化,群控系统可以提前调整电梯的运行状态,做好迎接高峰客流的准备;通过优化电梯的运行速度和停靠次数,减少电梯的能耗。
8.4 常见控制方式:集选控制、并联控制、梯群控制
电梯的常见控制方式包括集选控制、并联控制和梯群控制。
集选控制是一种自动控制方式,它能够实现电梯的自动召唤登记、自动选层、自动运行和自动开关门等功能。集选控制电梯具有轿厢内选按钮和各楼层外呼按钮,乘客可以通过内选按钮选择目标楼层,通过外呼按钮召唤电梯。控制器会根据内选和外呼信号,自动控制电梯的运行,具有较高的自动化程度和运行效率,适用于中高层建筑物。
并联控制是将两台电梯的控制系统连接起来,实现协同运行的控制方式。在并联控制中,两台电梯共用外呼信号,当有外呼信号时,控制器会根据两台电梯的当前位置和运行状态,选择其中一台电梯进行响应。当一台电梯正在运行时,另一台电梯可以作为备用,在附近楼层待命,以减少乘客的等待时间。并联控制适用于人流量适中的建筑物,如办公楼、居民楼等。
梯群控制是对三台或三台以上电梯进行集中控制的方式,它通过群控系统实现电梯的协同运行和调度。梯群控制能够根据建筑物内的交通流量情况,动态调整电梯的运行策略,提高电梯的运行效率和服务质量,适用于人流量较大的建筑物,如大型商场、酒店、医院等。
第 9 章:安全保护系统 - 生命的守护者 (核心章节!)
9.1 安全理念:冗余设计、故障导向安全原则
电梯的安全理念是保障电梯安全运行的核心思想,其中冗余设计和故障导向安全原则是最重要的安全理念。
冗余设计是指在电梯的设计中,为关键部件和系统设置备份,当主部件或系统出现故障时,备份部件或系统能够立即投入工作,确保电梯的安全运行。例如,电梯的安全回路中设置了多个安全开关,当其中一个安全开关出现故障时,其他安全开关仍然能够保证安全回路的正常工作;电梯的制动器通常采用双闸瓦设计,当一个闸瓦出现故障时,另一个闸瓦仍然能够实现制动。冗余设计提高了电梯的可靠性和安全性,降低了因单个部件故障导致事故的风险。
故障导向安全原则是指电梯在出现故障时,能够自动采取措施,使电梯进入安全状态,避免事故的发生或减轻事故的后果。例如,当电梯的控制系统检测到超速、失控等危险情况时,会立即触发安全保护装置,使电梯停止运行;当电梯的安全回路断开时,电梯会立即停止运行,防止电梯在不安全的状态下继续运行。故障导向安全原则确保了电梯在故障情况下能够优先保障人员的安全。
9.2 机械安全装置
限速器是电梯的重要机械安全装置,它的作用是监测电梯的运行速度,当电梯出现超速情况时,能够及时触发安全钳动作,使电梯停止运行。限速器通常安装在机房内,由限速器轮、限速器绳、超速开关等组成。其工作原理基于离心式原理,当电梯的运行速度超过额定速度的 115% 时,限速器的离心块在离心力的作用下向外张开,带动限速器绳轮制动,同时触发超速开关,切断电梯的安全回路,使电梯停止运行。如果电梯继续超速运行,限速器绳会通过提拉机构带动安全钳动作。
安全钳是与限速器配合使用的机械安全装置,安装在轿厢或对重的底部。安全钳的类型主要有瞬时式和渐进式两种。瞬时式安全钳适用于低速电梯,当限速器触发后,安全钳能够迅速将轿厢或对重夹紧在导轨上,使电梯立即停止。渐进式安全钳适用于中高速电梯,它通过弹性元件和阻尼装置,使轿厢或对重在夹紧导轨的过程中逐渐减速,避免产生过大的冲击力。安全钳的工作原理是当限速器绳被拉紧时,通过连杆机构带动安全钳的钳块动作,夹紧导轨,产生摩擦力使电梯停止。安全钳需要定期进行试验,以确保其工作可靠。
缓冲器安装在井道底部的底坑内,用于减轻电梯轿厢或对重坠落时的冲击。缓冲器的类型主要有弹簧缓冲器和液压缓冲器。弹簧缓冲器依靠弹簧的弹性变形吸收冲击能量,适用于低速电梯。液压缓冲器则通过液压油的阻尼作用吸收冲击能量,具有缓冲效果好、冲击力小等优点,适用于中高速电梯。缓冲器的选型需要根据电梯的额定速度和额定载重进行计算,以确保其能够承受轿厢或对重的冲击。
上行超速保护装置是为了防止电梯轿厢上行超速而设置的安全装置,它可以是夹绳器或对重安全钳等。夹绳器安装在曳引机附近或井道内,当电梯轿厢上行超速时,夹绳器能够迅速夹紧曳引钢丝绳,使电梯停止运行。对重安全钳则与对重相连,当电梯轿厢上行超速时,通过限速器触发对重安全钳动作,夹紧对重导轨,使电梯停止运行。
轿厢意外移动保护装置(UCMP)是在电梯层门和轿门关闭后,防止轿厢意外移动而设置的安全装置。UCMP 能够监测轿厢的位置和速度,当检测到轿厢在门区外意外移动时,能够立即触发制动装置,使轿厢停止运行,防止人员坠入井道或被剪切。
9.3 电气安全装置(安全回路)
安全回路是电梯电气安全装置的核心,它由一系列关键安全开关串联而成,包括急停开关、限速器开关、安全钳开关、张紧轮开关、缓冲器开关、厅 / 轿门锁开关、检修开关、盘车手轮开关、限位开关、极限开关等。这些安全开关分别监测电梯的不同安全状态,当任何一个安全开关检测到异常情况时,安全回路就会断开。
安全回路的作用原理是当安全回路闭合时,电梯的控制系统能够正常工作,电梯可以运行;当安全回路断开时,控制系统会立即切断电梯的动力电源,使电梯停止运行,从而确保电梯在不安全的状态下无法运行。例如,当厅门或轿门未关闭时,厅 / 轿门锁开关断开,安全回路断开,电梯无法启动;当电梯超速时,限速器开关断开,安全回路断开,电梯停止运行。
门锁回路是安全回路的重要组成部分,它专门监测厅门和轿门的关闭状态。门锁回路的重要性在于只有当所有厅门和轿门都关闭并锁紧后,门锁回路才能闭合,电梯才能运行。门锁回路的验证要求非常严格,需要确保门锁装置的机械联锁和电气联锁都能可靠工作,防止门未关闭或未锁紧时电梯运行。
9.4 其他安全装置:紧急报警装置、停止开关、检修运行控制、盘车装置、井道照明等
紧急报警装置是用于电梯发生故障或紧急情况时,乘客与外界联系的装置。紧急报警装置通常包括紧急呼叫按钮、对讲系统或电话等,安装在轿厢内和机房内。当乘客遇到紧急情况时,按下紧急呼叫按钮,能够与物业管理部门或监控中心取得联系,寻求帮助。紧急报警装置必须保证 24 小时畅通,并且具有备用电源,确保在断电情况下也能正常工作。
停止开关安装在轿厢内、机房内和底坑内等位置,用于在紧急情况下立即停止电梯的运行。停止开关通常为红色蘑菇头按钮,按下后能够切断电梯的安全回路,使电梯停止运行。停止开关只能在紧急情况下使用,使用后需要专业人员进行复位。
检修运行控制是为电梯检修人员设置的运行控制方式,通过检修开关可以将电梯切换到检修运行状态。在检修运行状态下,电梯只能以低速运行,并且需要同时按下轿厢内或轿顶的检修运行按钮才能运行,确保检修人员的安全。检修运行控制便于检修人员对电梯进行检查、维修和调试。
盘车装置是用于在电梯断电或发生故障时,手动移动轿厢的装置。盘车装置通常安装在曳引机上,由盘车手轮和制动释放装置组成。当需要手动移动轿厢时,检修人员需要先释放制动器,然后通过盘车手轮转动曳引机,带动轿厢移动。盘车装置的使用需要遵循严格的操作规程,确保人员安全。
井道照明是安装在井道内的照明装置,用于为井道内的检修和维护工作提供照明。井道照明应保证井道内各个部位都有足够的亮度,并且在电梯运行过程中不会受到影响。井道照明通常采用防爆灯具,确保在潮湿、多尘的环境下安全工作。
9.5 安全操作规范:进入井道 / 底坑 / 机房的安全程序(断电、挂牌上锁 LOTO)、三角钥匙管理、紧急救援流程
进入井道、底坑或机房进行检修和维护工作时,必须严格遵守安全操作规范,确保人员安全。首先,需要断开电梯的主电源,并在电源开关上悬挂 “正在检修,请勿合闸” 的警示牌,即挂牌上锁(LOTO)程序。挂牌上锁能够防止其他人员误合闸送电,避免发生触电事故。在进入井道或底坑前,还需要确认电梯的轿厢位置,确保其不会对进入人员造成危险。进入井道后,应使用检修运行控制电梯,避免电梯意外运行。
三角钥匙是用于打开层门的专用工具,其管理非常重要。三角钥匙必须由经过培训和授权的专业人员保管,严禁非授权人员使用。使用三角钥匙打开层门前,必须确认电梯轿厢是否在该楼层,防止坠入井道。打开层门后,应立即设置安全防护措施,如放置防护栏和警示牌,防止人员误入。使用完毕后,应将三角钥匙妥善保管,放回指定位置。
紧急救援流程是在电梯发生故障,乘客被困在轿厢内时采取的救援措施。紧急救援流程通常包括以下步骤:接到求救信号后,救援人员应立即赶到现场,安抚被困乘客情绪;确认轿厢位置,判断救援方案;如果轿厢停在靠近楼层的位置,可通过打开层门和轿门将乘客救出;如果轿厢停在远离楼层的位置,需要通过盘车装置将轿厢移动到平层位置后再救出乘客。在救援过程中,救援人员必须严格遵守安全操作规程,确保乘客和自身的安全。救援结束后,应对电梯进行检查和维修,排除故障后才能重新投入使用。
第 10 章:井道空间与机房
10.1 井道:结构要求、尺寸、顶层 / 底坑空间要求、井道照明与通风
井道是电梯运行的通道,其结构要求必须满足电梯安全运行的需要。井道的结构通常为混凝土结构或钢结构,具有足够的强度和刚度,能够承受轿厢、对重、曳引机等设备的重量和运行过程中产生的力。井道的内壁应平整光滑,无突出物,以避免对电梯的运行造成干扰。
井道的尺寸需要根据电梯的类型、额定载重、轿厢尺寸等参数确定。井道的宽度和深度应确保轿厢和对重能够在井道内自由运行,并且与井道壁之间有足够的间隙。同时,井道的尺寸还应考虑导轨、支架等部件的安装空间。
顶层空间是指井道顶部轿厢在上端站平层时,轿厢顶部与井道顶部之间的空间。顶层空间的要求是为了保证电梯在超速或失控时,轿厢有足够的缓冲距离,避免与井道顶部发生碰撞。底坑空间是指井道底部轿厢在下端站平层时,轿厢底部与底坑地面之间的空间。底坑空间需要安装缓冲器、限速器张紧轮等设备,并且要保证人员进入底坑工作时有足够的空间。
井道照明是为了保证井道内的检修和维护工作能够安全进行,照明装置应安装在井道的侧壁上,每隔一定距离设置一盏,确保井道内各个部位都有足够的亮度。井道通风则是为了排除井道内的热气、湿气和有害气体,保持井道内空气流通。通风方式可以采用自然通风或机械通风,机械通风应保证井道内的空气交换量满足要求。
10.2 机房:位置(顶部 / 侧置 / 无机房)、环境要求(温度、湿度、通风)、设备布置(曳引机、控制柜、限速器)
机房是安装电梯曳引机、控制柜、限速器等设备的场所,其位置根据电梯的类型和建筑物的结构确定,主要有顶部机房、侧置机房和无机房三种类型。顶部机房位于井道的顶部,是最常见的机房位置,便于设备的安装和维护。侧置机房位于井道的侧面,适用于建筑物顶部空间有限的情况。无机房电梯则没有专门的机房,将设备安装在井道内或其他位置,节省了机房空间。
机房的环境要求对电梯的正常运行至关重要。机房的温度应保持在一定范围内,通常为 5-40℃,过高或过低的温度都会影响设备的性能和寿命。机房的相对湿度应控制在 85% 以下,避免设备受潮生锈。机房需要良好的通风,以排除设备运行产生的热量和有害气体,保持空气清新。此外,机房应保持清洁、干燥,无灰尘、腐蚀性气体和易燃易爆物品。
机房内的设备布置应合理有序,便于设备的操作、维护和检修。曳引机是机房内的主要设备,应安装在坚固的基础上,确保运行平稳。控制柜应靠近曳引机安装,便于电气连接和操作。限速器应安装在便于观察和维护的位置,并且与曳引机之间有足够的距离,以保证限速器绳的正常运行。机房内还应设置必要的照明、插座、灭火器等设施。
10.3 无机房电梯技术特点
无机房电梯是一种新型电梯,它取消了传统的机房,将曳引机、控制柜等设备安装在井道内或轿厢顶部、底部等位置。无机房电梯的技术特点主要包括以下几个方面:
节省空间:无机房电梯不需要专门的机房,节省了建筑物的空间,特别适用于高层建筑和空间紧张的场所。
安装方便:无机房电梯的设备安装在井道内或其他位置,避免了机房的建造和设备的吊装,降低了安装难度和成本。
运行安静:无机房电梯的曳引机通常采用永磁同步电机,运行噪音低,并且设备安装在井道内,减少了对机房周围环境的噪音污染。
维护便捷:无机房电梯的设备通常具有良好的可维护性,检修人员可以通过轿厢顶部或底坑等位置对设备进行检查和维护,无需进入机房。
安全可靠:无机房电梯采用了先进的安全技术和控制手段,如远程监控、自动诊断等,确保电梯的安全运行。同时,设备的安装和固定也经过了严格的设计和测试,保证了设备的稳定性和可靠性。
10.4 液压电梯系统简介(泵站、油缸、阀组)
液压电梯是一种依靠液压动力驱动的电梯,它主要由泵站、油缸、阀组、轿厢、导轨等组成。
泵站是液压电梯的动力源,由电机、液压泵、油箱、过滤器等组成。电机带动液压泵工作,将液压油从油箱吸入并加压后输出到油缸。油箱用于储存液压油,过滤器则用于过滤液压油中的杂质,保证液压系统的正常工作。
油缸是液压电梯的执行机构,它由缸体、活塞、活塞杆等组成。液压油进入油缸后,推动活塞和活塞杆运动,带动轿厢上升。当轿厢下降时,液压油从油缸流回油箱,在轿厢自重的作用下实现下降。油缸的安装方式有直接顶升式和间接顶升式两种,直接顶升式油缸直接与轿厢相连,间接顶升式油缸通过钢丝绳或链条带动轿厢运动。
阀组是液压电梯的控制核心,它由各种液压阀组成,如单向阀、溢流阀、换向阀、调速阀等。单向阀用于防止液压油倒流,保证轿厢能够稳定停在某一位置。溢流阀用于限制液压系统的最高压力,保护系统安全。换向阀用于控制液压油的流向,实现轿厢的上升和下降。调速阀用于调节液压油的流量,控制轿厢的运行速度。
液压电梯具有载重量大、运行平稳、噪音低等优点,适用于低楼层建筑,如别墅、仓库等。但液压电梯的提升高度有限,运行速度较慢,并且液压系统需要定期维护,以防止漏油等问题。
第三部分:电梯的安装、调试、维护与法规
第 11 章:电梯安装与调试基础
11.1 安装流程概述(放样、搭架、导轨、厅门、机房设备、轿厢、对重、挂绳、接线等)
电梯的安装是一个复杂的系统工程,需要按照严格的流程进行操作,以确保电梯的安装质量和安全运行。电梯的安装流程主要包括以下几个步骤:
放样是电梯安装的第一步,它根据电梯的设计图纸和现场实际情况,确定电梯各部件的安装位置和基准线。放样需要使用专业的测量工具,如水准仪、经纬仪等,确保基准线的准确性。
搭架是为了方便电梯部件的安装和施工人员的操作,在井道内搭建脚手架。脚手架的搭建应符合安全规范,保证施工人员的安全。
导轨安装是电梯安装的关键步骤之一,包括导轨支架的安装和导轨的安装。导轨支架通
导轨安装是电梯安装的关键步骤之一,包括导轨支架的安装和导轨的安装。导轨支架通过膨胀螺栓固定在井道壁上,导轨则安装在导轨支架上,需要保证导轨的垂直度、平行度和间距符合要求。
厅门安装包括层门地坎、层门门框和层门的安装。层门地坎应与轿厢地坎保持平齐,并且具有一定的间隙。层门门框和层门的安装应牢固,开关灵活。
机房设备安装主要包括曳引机、控制柜、限速器等设备的安装。曳引机应安装在坚固的基础上,水平度误差应控制在规定范围内。控制柜应安装在便于操作和维护的位置,与曳引机之间的电气连接应正确。限速器的安装位置应准确,限速器绳的张紧度应适当。
轿厢安装包括轿厢框架、轿厢壁板、轿厢地板、轿厢门等部件的安装。轿厢框架应安装牢固,轿厢壁板、地板和天花板的安装应平整、美观。轿厢门的安装应保证开关灵活,安全装置工作可靠。
对重安装包括对重框架和对重块的安装。对重框架应安装在对重导轨上,对重块的数量应根据设计要求进行配置,并且固定牢固。
挂绳是将曳引钢丝绳悬挂在曳引轮和导向轮上,需要保证钢丝绳的张力均匀,并且与曳引轮和导向轮的槽位正确配合。
接线是将电梯的电气设备按照电气原理图进行连接,包括主电路、控制电路、信号电路等。接线应牢固、正确,避免出现短路、断路等问题。
11.2 关键安装精度要求(导轨垂直度、厅门地坎、曳引机水平度等)
电梯的安装精度直接影响电梯的运行性能和安全性,因此对关键部件的安装精度有严格的要求。
导轨垂直度是导轨安装的重要精度指标,它要求导轨在垂直方向上的偏差不超过规定值。如果导轨垂直度偏差过大,会导致轿厢和对重运行时产生摩擦和振动,影响电梯的运行平稳性和舒适性,甚至会缩短导轨和导靴的使用寿命。
厅门地坎的安装精度要求较高,厅门地坎与轿厢地坎之间的间隙应符合设计要求,通常为 2-5mm。如果间隙过大,会增加乘客绊倒的风险;如果间隙过小,可能会导致轿厢与层门之间发生碰撞。同时,厅门地坎应保持水平,偏差不应超过规定值。
曳引机水平度是保证曳引机正常运行的关键,曳引机安装时应使用水平仪进行测量,水平度误差应控制在 0.5/1000 以内。如果曳引机水平度偏差过大,会导致曳引机运行时产生噪音和振动,影响曳引机的使用寿命,甚至会导致曳引钢丝绳打滑等安全问题。
此外,轿厢的水平度、对重的垂直度、曳引钢丝绳的张力均匀性等也都有严格的安装精度要求,在安装过程中需要进行严格的测量和调整,以确保电梯的安装质量。
11.3 调试流程:安全回路检查、慢车运行、快车运行、功能测试、舒适感调整
电梯安装完成后,需要进行调试,以确保电梯的各项性能指标符合要求。调试流程主要包括以下几个步骤:
安全回路检查是调试的第一步,它通过短接或断开安全回路中的各个安全开关,检查安全回路的通断情况,确保所有安全开关都能正常工作。只有安全回路正常,电梯才能进行下一步的调试。
慢车运行是在安全回路检查合格后进行的,它将电梯切换到检修运行状态,控制电梯以低速运行,检查电梯的运行方向是否正确,轿厢和对重的运行是否平稳,有无卡阻现象。在慢车运行过程中,需要检查曳引机、导轨、导靴等部件的工作情况。
快车运行是在慢车运行正常后进行的,它将电梯切换到正常运行状态,控制电梯以额定速度运行,检查电梯的启动、加速、减速、停止等过程是否平稳,平层精度是否符合要求。在快车运行过程中,需要监测电梯的速度、电流、电压等参数,确保其在正常范围内。
功能测试是对电梯的各项功能进行全面检查,包括召唤登记、指令登记、开关门功能、平层功能、楼层显示功能、紧急报警功能等。通过功能测试,确保电梯的各项功能都能正常工作。
舒适感调整是为了提高乘客的乘坐舒适性,通过调整电梯的速度曲线、加速度、减速度等参数,减少电梯运行过程中的振动和噪音。舒适感调整需要根据实际运行情况进行多次测试和调整,以达到最佳效果。
第 12 章:电梯维护保养基础
12.1 维保的重要性:预防性维护与设备寿命、安全的关系
电梯维护保养是保证电梯安全运行、延长设备寿命的重要措施。预防性维护是电梯维保的核心理念,它通过定期对电梯进行检查、清洁、润滑、调整和更换等工作,及时发现和排除潜在的故障隐患,防止故障的发生。
预防性维护与设备寿命密切相关,通过对电梯各部件的定期维护,可以减少部件的磨损和老化,延长部件的使用寿命。例如,定期对曳引机进行润滑,可以减少曳引机的摩擦和磨损,延长曳引机的使用寿命;定期清洁和调整门系统,可以保证门系统的灵活运行,减少门机的故障。
预防性维护对电梯的安全运行至关重要,电梯的许多故障都是由于长期缺乏维护或维护不当引起的。通过定期维护,可以及时发现安全装置的故障和隐患,如限速器、安全钳、缓冲器等,确保安全装置能够正常工作,防止安全事故的发生。同时,定期维护还可以保证电梯的运行性能,减少电梯运行过程中的故障和停机时间,提高电梯的运行效率和可靠性。
12.2 日常巡检内容(机房、轿厢、层站)
日常巡检是电梯维保的基础工作,通过每天对电梯进行巡检,可以及时发现电梯的异常情况,为后续的维护保养提供依据。日常巡检的内容主要包括机房、轿厢和层站三个部分。
机房巡检的内容包括:检查曳引机的运行声音、温度是否正常,油位是否充足,有无漏油现象;检查控制柜内的电气元件是否正常工作,有无过热、烧焦现象,接线是否牢固;检查限速器的运行是否正常,限速器绳是否张紧,有无磨损;检查机房内的环境是否清洁,温度、湿度是否符合要求,消防设施是否完好。
轿厢巡检的内容包括:检查轿厢内的照明、通风是否正常;检查轿厢内的按钮、指令登记装置是否正常工作;检查轿厢门和层门的开关是否灵活,有无异响,安全装置(光幕、触板)是否正常工作;检查轿厢的运行是否平稳,有无振动和噪音;检查轿厢内的紧急报警装置是否畅通。
层站巡检的内容包括:检查层门的开关是否灵活,有无异响,门锁装置是否正常工作;检查层门地坎是否清洁,有无杂物;检查层门外呼按钮和显示装置是否正常工作;检查层门周围的环境是否安全,有无障碍物。
12.3 周期性保养内容(半月、月、季度、半年、年度保养项目举例)
电梯的周期性保养根据保养周期的不同,分为半月保养、月保养、季度保养、半年保养和年度保养。
半月保养的项目主要包括:检查曳引机的油位和油温,对曳引机轴承进行润滑;检查限速器绳的张紧度和磨损情况;检查安全钳的联动装置是否灵活;检查门机的运行情况,清洁门机轨道和门滑块;检查轿厢和对重的导靴磨损情况,必要时进行调整或更换;检查安全回路和门锁回路的通断情况。
月保养的项目除了包括半月保养的内容外,还包括:检查曳引钢丝绳的张力和磨损情况,必要时进行调整;检查控制柜内的电气元件,清洁灰尘;检查缓冲器的油位和工作情况;检查井道内的照明和通风情况;检查轿厢内的平层精度。
季度保养的项目包括:检查曳引机的运行参数,如转速、电流等;检查减速箱的油质和油位,必要时进行换油;检查导轨的润滑情况,对导轨进行清洁和润滑;检查门机的传动机构,调整皮带或链条的张力;检查安全装置的动作情况,如限速器、安全钳、缓冲器等。
半年保养的项目包括:检查曳引机的制动系统,调整制动间隙;检查对重的重量和固定情况;检查补偿装置的工作情况;检查电气控制系统的功能,进行必要的参数调整;检查井道内的导轨支架和导轨的固定情况。
年度保养的项目最为全面,包括:对曳引机进行全面的检查和维护,必要时进行解体检查;检查所有电气元件的性能,更换老化的元件;对安全装置进行全面的测试和调整,确保其工作可靠;检查井道、机房、轿厢、层站等部位的结构和部件,进行必要的维修和更换;对电梯的运行性能进行全面的测试和调整,包括速度、加速度、平层精度等。
12.4 关键部件维护要点(润滑、清洁、检查、调整):曳引机、钢丝绳 / 钢带、导靴、门系统、安全装置
曳引机的维护要点:定期检查曳引机的油位和油质,确保油位充足、油质良好,按照规定的周期更换润滑油;对曳引机的轴承、齿轮等部件进行润滑,减少摩擦和磨损;检查曳引机的制动系统,调整制动间隙,确保制动可靠;检查曳引机的运行声音和温度,发现异常及时处理。
钢丝绳 / 钢带的维护要点:定期检查钢丝绳 / 钢带的磨损情况、断丝数量、锈蚀情况等,发现问题及时更换;对钢丝绳进行润滑,使用专用的钢丝绳润滑剂,确保润滑均匀;检查钢丝绳的张力,必要时进行调整,使各根钢丝绳的张力均匀;检查钢丝绳与曳引轮、导向轮的配合情况,确保无打滑现象。
导靴的维护要点:定期检查导靴的磨损情况,磨损严重时及时更换;清洁导靴和导轨,去除导轨上的油污和杂物;调整导靴的松紧度,确保轿厢和对重运行平稳,无晃动和异响。
门系统的维护要点:定期清洁门机轨道、门滑块和门锁装置,去除灰尘和杂物;对门机的传动机构进行润滑,如皮带、链条、轴承等;检查门机的运行情况,调整门机的速度和关门力,确保门的开关灵活、平稳;检查门的安全装置,如光幕、触板等,确保其工作可靠。
安全装置的维护要点:定期检查限速器的运行情况,进行限速器动作试验,确保限速器能够在超速时及时动作;检查安全钳的联动装置和钳块,确保安全钳能够可靠动作;检查缓冲器的油位和工作情况,确保缓冲器能够正常吸收冲击能量;检查安全回路和门锁回路的各个安全开关,确保其接触良好、动作可靠。
12.5 维保记录与档案管理
维保记录是电梯维护保养工作的重要凭证,它详细记录了电梯的维保时间、维保内容、发现的问题及处理情况等信息。维保人员在每次维保工作完成后,应及时填写维保记录,确保记录的真实性、准确性和完整性。维保记录应包括电梯的基本信息、维保项目、检查结果、处理措施、维保人员签名等内容。
档案管理是电梯维保工作的重要组成部分,它包括电梯的技术资料、维保记录、检验报告、故障处理记录等。电梯使用单位应建立健全电梯档案管理制度,指定专人负责档案的管理。档案应妥善保管,便于查阅和追溯。通过对档案的分析和总结,可以了解电梯的运行状况和维保情况,为制定维保计划和改进维保工作提供依据。同时,档案也是电梯监督检验和定期检验的重要依据。
第 13 章:常见故障分析与排除入门
13.1 故障诊断基本思路:观察现象 -> 分析可能原因 -> 定位故障点 -> 安全排除
电梯故障诊断是电梯维护保养工作的重要内容,其基本思路是按照观察现象、分析可能原因、定位故障点、安全排除的步骤进行。
观察现象是故障诊断的第一步,维保人员需要仔细观察电梯的故障现象,包括电梯的运行状态、声音、指示灯显示、报警信息等。例如,电梯不运行时,需要观察控制柜内的指示灯是否正常,有无报警声音;电梯运行抖动时,需要观察抖动发生的部位和时机。
分析可能原因是在观察现象的基础上,根据电梯的工作原理和结构,分析可能导致故障的原因。例如,电梯不运行可能是由于安全回路断开、电源故障、曳引机故障等原因引起的;电梯运行抖动可能是由于导轨不平整、导靴磨损、钢丝绳张力不均等原因引起的。
定位故障点是通过进一步的检查和测试,确定具体的故障位置。例如,对于安全回路断开的故障,可以通过逐个短接安全开关的方法,找出断开的安全开关;对于曳引机故障,可以通过测量电机的电压、电流,检查曳引机的运行声音和温度等方法,确定故障点。
安全排除是在定位故障点后,采取相应的措施排除故障。在排除故障过程中,必须严格遵守安全操作规程,确保人员安全。例如,在更换电气元件时,必须先断开电源;在调整机械部件时,必须确保电梯处于停止状态。故障排除后,需要对电梯进行试运行,确认故障已彻底排除,电梯运行正常。
13.2 常见故障现象及可能原因举例
电梯不运行是常见的故障现象之一,可能的原因包括安全回路断开、电源问题、急停按钮按下等。安全回路断开可能是由于厅门或轿门未关闭、安全钳动作、限速器动作、缓冲器动作等原因引起的;电源问题可能是由于主电源断电、空气开关跳闸、电源电压过低等原因引起的;急停按钮按下可能是由于人为操作或急停按钮故障引起的。
电梯不开 / 关门也是常见的故障现象,可能的原因包括光幕阻挡、门机故障、门锁问题等。光幕阻挡可能是由于有物体挡住光幕或光幕故障引起的;门机故障可能是由于门机电机故障、门机控制器故障、传动机构卡住等原因引起的;门锁问题可能是由于门锁装置未锁紧、门锁开关故障、门锁线路故障等原因引起的。
电梯运行抖动 / 异响可能是由于导轨不平整、导靴磨损、钢丝绳张力不均、曳引机故障等原因引起的。导轨不平整会导致轿厢运行时与导轨产生摩擦和振动;导靴磨损会使轿厢运行时晃动加剧;钢丝绳张力不均会导致轿厢运行时受力不平衡,产生抖动;曳引机故障如轴承磨损、齿轮啮合不良等会产生异响和振动。
平层不准可能是由于平层感应器故障、编码器故障、参数设置不当等原因引起的。平层感应器故障会导致电梯无法准确检测平层位置;编码器故障会使电梯无法准确计算轿厢的位置和速度;参数设置不当如平层精度参数设置不合理会影响电梯的平层精度。
外呼 / 内选不登记可能是由于按钮故障、线路故障、板卡故障等原因引起的。按钮故障可能是由于按钮损坏、接触不良等原因引起的;线路故障可能是由于线路断路、短路、接触不良等原因引起的;板卡故障可能是由于控制板卡损坏、插件接触不良等原因引起的。
第 14 章:电梯法规与标准
14.1 特种设备安全法(中国)及相关法规概述
《中华人民共和国特种设备安全法》是我国特种设备安全领域的基本法律,它规定了特种设备的生产、经营、使用、检验、检测、监督管理等方面的基本要求和责任。该法适用于电梯、起重机械、压力容器、压力管道等特种设备,旨在加强特种设备安全工作,预防特种设备事故,保障人身和财产安全,促进经济社会发展。
除了《特种设备安全法》外,我国还制定了一系列与电梯相关的法规和规章,如《特种设备安全监察条例》、《电梯使用管理与维护保养规则》等。《特种设备安全监察条例》对特种设备的生产、使用、检验检测、监督检查等方面做出了具体规定,是《特种设备安全法》的重要配套法规。《电梯使用管理与维护保养规则》则对电梯的使用管理和维护保养工作提出了具体要求,明确了使用单位和维保单位的责任。
这些法规和规章的制定和实施,为电梯的安全运行提供了法律保障,规范了电梯行业的生产、经营、使用和管理行为。
14.2 核心安全技术标准:GB 7588《电梯制造与安装安全规范》(中国,等同采用 EN 81 系列) / EN 81-20, 50 (欧洲) / ASME A17.1 (美国)
GB 7588《电梯制造与安装安全规范》是我国电梯行业的核心安全技术标准,它等同采用了欧洲标准 EN 81 - 1:1998《电梯制造与安装安全规范》,规定了电梯的制造、安装、检验等方面的安全要求。该标准涵盖了电梯的设计、材料、制造、安装、试验等各个环节,对电梯的安全性能提出了严格的要求,如电梯的安全保护装置、电气安全、机械安全等。
EN 81 系列标准是欧洲电梯行业的主要安全技术标准,包括 EN 81 - 1、EN 81 - 2 等部分,分别适用于不同类型的电梯。EN 81 - 20 和 EN 81 - 50 是 EN 81 系列标准的更新版本,对电梯的安全要求进行了进一步的完善和提高。
ASME A17.1《电梯与自动扶梯安全规范》是美国电梯行业的主要安全技术标准,它规定了电梯和自动扶梯的设计、制造、安装、检验、维护等方面的安全要求,在国际上具有广泛的影响力。
这些核心安全技术标准是电梯设计、制造、安装、检验和维护的重要依据,它们的制定和实施,确保了电梯的安全性能,为电梯的安全运行提供了技术保障。
14.3 检验检测标准:TSG T7001《电梯监督检验和定期检验规则》
TSG T7001《电梯监督检验和定期检验规则》是我国电梯检验检测的主要标准,它规定了电梯监督检验和定期检验的内容、要求和方法。监督检验是指电梯安装、改造、重大修理竣工后,由特种设备检验机构进行的检验;定期检验是指特种设备检验机构按照一定的周期对在用电梯进行的检验。
该标准涵盖了电梯的机房、井道、轿厢、层站、安全保护装置等各个方面的检验内容,对电梯的运行性能、安全性能等进行全面的检验。检验机构按照该标准进行检验,出具检验报告,对合格的电梯颁发检验合格标志。
TSG T7001《电梯监督检验和定期检验规则》的实施,确保了电梯的检验检测工作规范、有序进行,为电梯的安全运行提供了检验保障。
14.4 其他相关标准(电气、抗震、防火等)
除了核心安全技术标准和检验检测标准外,电梯还涉及其他相关标准,如电气标准、抗震标准、防火标准等。
电气标准主要包括电梯的电气设计、电气设备安装、电气安全等方面的标准,如 GB 50150《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》、GB 7251.1《低压成套开关设备》等。这些标准确保了电梯电气系统的安全、可靠运行。
抗震标准主要针对地震多发地区的电梯设计和安装提出了特殊要求,如 GB 50011《建筑抗震设计规范》中对电梯的抗震设计要求,确保电梯在地震发生时能够保持一定的安全性和可用性。
防火标准主要规定了电梯的防火设计、防火材料的使用等方面的要求,如 GB 50045《高层民用建筑设计防火规范》中对电梯井道、机房等部位的防火要求,防止火灾发生时电梯成为火灾蔓延的通道。
这些其他相关标准与核心安全技术标准和检验检测标准相互配合,共同构成了电梯的标准体系,确保了电梯在各个方面的安全性能。
14.5 电梯监督检验与定期检验流程及要求​
电梯监督检验流程主要包括以下步骤:电梯安装、改造、重大修理单位在竣工后,向特种设备检验机构提出监督检验申请,并提交相关的技术资料,如竣工报告、设计文件、产品质量合格证明等;检验机构受理申请后,对提交的技术资料进行审查,符合要求的安排检验人员进行现场检验;检验人员按照 TSG T7001《电梯监督检验和定期检验规则》的要求,对电梯的机房、井道、轿厢、层站、安全保护装置等进行全面检验,对检验中发现的问题,出具《特种设备监督检验意见通知书》,要求电梯安装、改造、重大修理单位进行整改;电梯安装、改造、重大修理单位对问题进行整改后,向检验机构申请复检;检验机构对整改情况进行复查,确认整改合格后,出具《特种设备监督检验合格证书》,对不合格的电梯,出具《特种设备监督检验不合格通知书》,并要求限期整改,整改后仍不合格的,不得投入使用。​
电梯定期检验流程与监督检验类似,电梯使用单位应当在电梯检验合格有效期届满前一个月,向特种设备检验机构提出定期检验申请;检验机构受理申请后,安排检验人员进行检验;检验人员按照规定的检验项目和要求进行检验,对检验中发现的问题,出具《特种设备定期检验意见通知书》,要求电梯使用单位和维保单位进行整改;电梯使用单位和维保单位完成整改后,向检验机构申请复检;检验机构复查合格后,出具《特种设备定期检验合格证书》,并在电梯显著位置张贴检验合格标志。​
电梯监督检验和定期检验的要求主要包括以下几个方面:检验机构和检验人员必须具备相应的资质和能力,严格按照检验标准和规范进行检验,确保检验结果的真实性和准确性;电梯安装、改造、重大修理单位和使用单位必须提供真实、完整的技术资料和相关文件,配合检验人员的检验工作;对检验中发现的问题,相关单位必须按照要求及时进行整改,确保电梯的安全性能符合标准要求;检验合格的电梯,方可投入使用或继续使用,未经检验或检验不合格的电梯,不得使用。同时,检验机构应当在规定的时间内出具检验报告,电梯使用单位应当将检验合格标志置于电梯的显著位置,便于公众监督。
第四部分:现代电梯技术与展望​
第 15 章:电梯新技术与发展趋势​
15.1 节能技术:能量回馈、LED 照明、永磁同步驱动​
在全球能源日益紧张和环保意识不断提高的背景下,电梯节能技术成为行业发展的重要方向。能量回馈技术是电梯节能的重要手段之一,电梯在制动和下降过程中,电机处于发电状态,传统电梯会将这部分电能通过电阻消耗掉,而能量回馈装置则能将这部分电能转换为符合电网要求的交流电回馈到电网中,实现能量的回收利用,可节约电能 15%-30%。​
LED 照明技术在电梯中的应用也越来越广泛,相比传统的白炽灯和荧光灯,LED 灯具有能耗低、寿命长、亮度高、环保等优点。LED 照明的能耗仅为白炽灯的 1/10,荧光灯的 1/3,使用寿命可达数万小时,大大减少了更换灯具的频率和成本,同时也降低了电梯的能耗。​
永磁同步驱动技术是电梯驱动系统的重大革新,永磁同步电机无需励磁电流,效率比传统的异步电机提高 10%-15%,而且功率因数高,可达 0.9 以上,减少了无功功率的消耗。此外,永磁同步电机体积小、重量轻、噪音低,有助于减小机房空间,提高电梯的运行舒适性,是现代电梯节能驱动的主流选择。​
15.2 智能电梯:目的楼层预约系统(DCS)、人脸识别 / 生物识别、物联网 (IoT) 远程监控、大数据预测性维护​
智能电梯是电梯技术与信息技术相结合的产物,为用户带来了更便捷、高效、安全的乘梯体验。目的楼层预约系统(DCS)是智能电梯的重要功能之一,乘客在进入电梯前通过大厅的预约终端输入目标楼层,系统会根据所有乘客的预约信息,优化电梯的运行路径和停靠顺序,减少电梯的无效停靠和运行时间,提高电梯的运行效率,降低乘客的等待时间。​
人脸识别 / 生物识别技术在电梯中的应用增强了电梯的安全性和便捷性。通过在电梯轿厢内或层站安装人脸识别或指纹识别装置,可实现乘客的身份验证,只有授权人员才能使用特定楼层,有效防止无关人员进入 restricted 区域。同时,生物识别技术还可以实现无接触乘梯,减少细菌传播,提高乘梯的卫生安全性。​
物联网(IoT)远程监控技术使电梯的管理更加智能化。通过在电梯上安装传感器和数据传输模块,将电梯的运行状态、故障信息、维保记录等数据实时传输到远程监控平台。管理人员可以通过监控平台实时掌握电梯的运行情况,及时发现电梯的潜在故障和异常情况,并通知维保人员进行处理,提高电梯的安全性和可靠性。​
大数据预测性维护是基于物联网远程监控收集的大量电梯运行数据,通过大数据分析和人工智能算法,对电梯各部件的寿命和故障进行预测。系统可以根据电梯的运行时间、运行次数、负载情况、振动、温度等数据,提前预测出可能出现故障的部件和时间,提醒维保人员进行预防性维护,避免电梯故障的发生,提高电梯的可用性和安全性,降低维护成本。​
15.3 高速电梯技术​
随着高层建筑的不断涌现,对高速电梯的需求日益增加,高速电梯技术也在不断发展和创新。高速电梯通常指速度超过 2.5m/s 的电梯,目前世界上最快的电梯速度已超过 20m/s。为了实现高速运行,高速电梯在曳引系统、导向系统、空气动力学设计等方面采用了一系列先进技术。​
在曳引系统方面,高速电梯通常采用大功率、高转速的永磁同步电机,配合高精度的减速箱和制动器,确保电梯能够快速、平稳地启动和停止。同时,曳引钢丝绳采用高强度、低伸长率的材料,以承受高速运行时的巨大张力。​
导向系统对于高速电梯的平稳运行至关重要,高速电梯的导轨采用更高精度的加工工艺,确保导轨的垂直度和平行度,减少轿厢运行时的振动和噪音。导靴则采用耐磨、低摩擦系数的材料,如复合材料或磁悬浮导靴,进一步提高电梯的运行平稳性。​
空气动力学设计在高速电梯中也得到了充分应用,电梯轿厢采用流线型设计,减少高速运行时的空气阻力和噪音。同时,在井道内设置空气导流装置,优化井道内的气流分布,避免轿厢高速运行时产生的气流对电梯运行造成影响。​
此外,高速电梯还配备了更先进的安全保护系统和控制系统,以确保电梯在高速运行时的安全可靠。例如,采用更灵敏的限速器和安全钳,以及更精确的位置检测和速度控制技术。​
15.4 双层轿厢、多轿厢同一井道技术​
双层轿厢和多轿厢同一井道技术是提高电梯运输效率、节省井道空间的创新技术。双层轿厢电梯是在一个轿厢架上设置上下两个轿厢,两个轿厢可以独立运行或联动运行,能够同时运送不同楼层的乘客。在高层建筑中,双层轿厢电梯可以充分利用井道空间,提高单位时间内的运输能力,减少电梯的数量和井道占用空间。​
多轿厢同一井道技术则是在一个井道内设置多个轿厢,通过先进的控制系统和导向系统,实现多个轿厢在同一井道内的独立运行和避让。多轿厢系统可以根据乘客的流量和需求,灵活调度轿厢的运行,大大提高了井道的利用率和电梯的运输效率。然而,多轿厢同一井道技术对控制系统、导向系统和安全保护系统的要求极高,需要精确的位置检测、速度控制和防撞保护,目前该技术仍处于不断发展和完善阶段。​
15.5 磁悬浮电梯概念​
磁悬浮电梯是一种基于磁悬浮技术的新型电梯,它摆脱了传统电梯对钢丝绳和导轨的依赖,通过电磁力实现轿厢的悬浮和驱动。磁悬浮电梯的工作原理与磁悬浮列车相似,在井道壁上安装电磁铁,在轿厢上安装相应的磁极,通过控制电磁铁的电流,产生电磁力使轿厢悬浮在井道中,并驱动轿厢上下运行。​
磁悬浮电梯具有许多优点,由于没有机械接触,运行时的摩擦和噪音非常小,乘坐舒适性高;磁悬浮驱动系统的效率高,能耗低;电梯的结构简单,维护方便;可以实现更灵活的运行方式,如曲线运行和水平运行,适应不同的建筑结构需求。​
然而,磁悬浮电梯技术目前还处于研究和试验阶段,面临着许多技术挑战,如电磁力的精确控制、悬浮稳定性的保证、成本的降低等。随着技术的不断进步,磁悬浮电梯有望在未来成为高层建筑电梯的一种重要选择。​
15.6 绿色环保材料应用​
绿色环保材料在电梯中的应用是电梯行业可持续发展的重要体现,不仅可以减少对环境的污染,还可以提高电梯的性能和寿命。在轿厢制造方面,越来越多的电梯采用环保型材料,如无甲醛的环保板材、可回收的金属材料和天然纤维复合材料等,减少了传统材料中有害物质的释放,提高了轿厢内的空气质量。​
电梯的表面处理也采用了环保型涂料,如水性涂料和粉末涂料,这些涂料具有低挥发性有机化合物(VOC)排放、高耐腐蚀性和耐磨性等优点,减少了对环境的污染。​
在电梯的包装和运输过程中,也越来越注重绿色环保,采用可回收、可降解的包装材料,减少包装废弃物的产生。同时,电梯制造商通过优化生产工艺和供应链管理,降低生产过程中的能源消耗和废弃物排放,实现电梯的绿色制造。​
随着绿色环保意识的不断提高,绿色环保材料在电梯中的应用将越来越广泛,推动电梯行业向更加环保、可持续的方向发展。​
附录:​
  • A. 电梯专业术语中英文对照表​
  • B. 常用电梯图形符号​
  • C. 主要安全装置图解​
  • D. 学习资源推荐(书籍、网站、论坛、培训机构)​
  • E. 国内外主要电梯制造商简介




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发表于 2025-8-5 16:39 | 显示全部楼层

电梯技术从入门到精通:原理、结构、安全与维护.docx

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