液压电梯基本工作原理

第1页共15页第二章液压电梯概述液压驱动的电梯是较早出现的一种驱动方式。早期的液压电梯的传动介质是水，利用公用水管极高的水压推动缸体内的柱塞顶升轿厢，下降靠泄流。但由于水压波动及生锈问题难以解决，以后就用油为媒介驱动柱塞做直线运动。由于液压电梯对于大的提升力可以提供较高的机械效率而能耗较低，因此对于短行程，重载荷的场合，使用优点尤为明显。另外液压电梯不必在楼顶设置机房，因此减小了井道竖向尺寸，有效地利用了建筑物空间，所以液压电梯应用前景较为宽广。目前液压电梯广泛用于停车场、工厂及低层地建筑中。对于负载大，速度慢及行程短地场合，选用液压电梯比曳引电梯更经济更适意。§2.1液压电梯基本原理一、液压电梯的构成：1.动力装置：液压泵站2.提升装置：液压油缸，滑轮组及钢丝绳3.载客（货）装置：轿厢4.导向装置：导轨5.控制系统二、液压电梯的原理：1，电梯上行时，由液压泵站提供电梯上行所需的动力压差，由液压泵站上的阀组控制液压油的流量，液压油推动液压油缸中柱塞来提升轿厢，从而实现电梯的上行运动；2，电梯下行时，打开阀组，利用轿厢自重（客（货）的重量）造成的压差，使液压油回流液压油箱中，实现电梯的下行运动（由阀组控制速度）。§2.2液压电梯特点液压电梯具有如下特点：一、建筑方面1，不需要在井道上方设立要求和造价都高的机房。2，机房设置灵活。液压传动系统是依靠油管来传递动力的，因此机房位置可设置在离井道20m内的范围内，且机房占有面积也仅4～5㎡。3，井道结构强度要求低。由于液压电梯轿厢自重及载荷等垂直负荷，均通过液压缸全部作用于井道地基上，对井道顶部的建筑性能要求低。二、技术性能方面1，安全性好，可靠性高。2，载重能力大，液压电梯是靠液压千斤顶的原理来顶升轿厢的，可采用多个油缸同时作用提升超大载重的轿厢。3，噪声低，液压系统可远离井道设置，隔离了噪声源。三、使用维修方面图2－1液压电梯工作原理图第2页共15页1，故障率低，对于直接作用式液压电梯，结构简单、故障率低。2，救援方便，液压电梯下行时，靠自重产生的压力驱动，停电或故障时只需打开应急下降阀即可实现紧急救援。四、液压电梯的不足之处：1，提升速度在1m/s以下；2，电机功率大，相比较曳引电梯而言，同吨位、同速度的电梯，液压电梯配置的电梯功率要比曳引电梯大1倍；3，提升高度受到油缸长度的限制；4，液压电梯的成本比较高。五、液压电梯应用场合（1）宾馆、办公楼、图书馆、医院、实验室、中低层住宅。（2）车库、停车场的汽车电梯。（3）需增设电梯的旧房改造工程，由于旧房的改建受原土建结构限制，配用液压电梯是最佳选择。（4）古典建筑。古典建筑增设电梯不能破坏其外貌及内在风格，因此采用液压电梯也是较好的方案。（5）商场、餐厅、豪华建筑，上述建筑一般选用观光梯，而观光电梯很多采用液压直顶式驱动。（6）跳水台、石油钻井台、船舶等工业装置上，由于这些装置一般不能设置顶层机房且载重量大，因此液压电梯优势也较为明显。§2.3液压电梯驱动配置形式一、中心直顶1：1结构形式：油缸设置在轿厢底部中心的底坑内，油缸直接作用于轿厢底部的一种结构。适用范围：1，各种形态的观光电梯；2，630KG~1250KG的乘客电梯；3，1000KG~5000KG的载货电梯。优点：1，结构简单，安装方便；2，稳定性好，运行平稳；3，可以处理大角度观光电梯具有独特的优势，符合审美的要求。缺点：1，提升高度受到限制；2，油缸应埋入地下，土建要求高。配置要点：图2－2中心直顶1：1图2－3上海国际康复中心全圆形观光电梯第3页共15页1，土建要求：井道预留埋设油缸的孔深度要求：一级柱塞缸：升程＋500mm；二级同步伸缩缸：升程/2＋1000mm；三级同步伸缩缸：升程/3＋1000mm；埋设油缸孔需做防水处理。2，由于采用直顶式结构，在油缸上配置破裂阀的基础上，可以不设限速器与安全钳。二、单缸侧（后）置直顶1：1结构形式：油缸设置于轿厢侧（后）面，柱塞顶部直接作用于轿厢架上的一种结构。适用范围：载重量在1250KG以下的提升高度不高的所有类型电梯。优点：结构简单，安装方便；缺点：1，提升高度受到限制；2，背包架结构，导轨水平受力；配置要点：1，土建要求：电梯的顶层高度与底坑深度除了要满足标准要求外，还需要满足下面的条件：对于一级柱塞缸，顶层高度＋底坑深度≥提升高度＋1000。？由于导轨受侧向力，导轨支架的密度比较密，1米一档，需在井道壁埋设预埋件或圈梁。2，由于采用直顶式结构，在油缸上配置破裂阀的基础上，可以不设限速器与安全钳。3，由于导轨上侧向力的影响，对导靴的要求比较高，一般使用滚轮导靴。三、双缸侧直顶1：1结构形式：在轿厢的两侧各设置一油缸，两柱塞顶部直接作用于轿厢架上的一种结构。图2－4单缸侧直顶1：1图2－5平面布置图第4页共15页适用范围：1，1600~5000KG的载货电梯；2，各种汽车电梯；3，各种医用电梯。优点：1，结构简单，安装方便；2，稳定性好，运行平稳；3，轿厢平衡性好。缺点：提升高度受到限制。配置要点：1，土建要求：电梯的顶层高度与底坑深度除了要满足标准要求外，还需要满足下面的条件：对于一级柱塞缸，顶层高度＋底坑深度≥提升高度＋1000。对于多级伸缩缸，根据土建与油缸实际情况确定。2，油缸的同步问题：由于油缸的制造误差、柱塞与密封圈的配合差异以及油缸的误差，都会引起两个油缸在运行过程中的不同步，造成轿厢的倾斜与扭曲，解决油缸不同步问题需要从以下几个方面着手：轿厢架要有足够的强度；通过三通来分配流量，使进入每个油缸内的液压油流量达到均衡；在两个油缸间接平衡钢管，用来平衡两个油缸内的压力。3，对于特大吨位的电梯，可采用多缸同时作用形式，如四缸、六缸以及八缸等，对于多缸电梯，油缸的同步问题显得尤为重要，特别是多级缸，还存在油缸的自同步问题，具体措施如下：图2－6双缸侧直顶1：1图2－7两导轨布置平面图第5页共15页如果采用多级缸，首先要解决油缸的自同步问题，所谓油缸的自同步，是指多级缸的每一级柱塞应该做到同步伸缩。目前同步油缸有两种，一种是油缸靠油缸内部阀组同步的内同步油缸，另外一种是靠外部链条强制同步的外同步油缸，具体结构与原理见第3章液压电梯部件。接下来是组同步的问题，要使油缸间实现组同步：（1），轿厢架的结构及强度要足够的强，在油缸出现不同步时不能产生扭曲、变形。（2），大吨位电梯通常会采用多泵驱动，如果多泵驱动，每个本输出的液压有都必须输到同一个主油管中；（3）从主油管到分油管使用油路分配器，使分配到每个油缸中的流量达到均衡；（4）在电梯超速下行达到破裂阀动作速度时，每个油缸出口处装设的管道破裂阀动作会有不同步现象，所以将管道破裂阀安装于分配器与主油管接口之间，来达到超速下行时管道破裂阀动作后油缸的同步。（5）对于特大吨位的电梯，还需使用液压支撑装置。四、侧（后）置背包式2：1结构形式：油缸设置于轿厢侧（后）面，在柱塞顶部安装一绳轮，钢丝绳一端固定于油缸架底部装置上，另一端通过绳轮固定于轿厢架上的一种结构。适用范围：载重量在1250KG以下的各类电梯。优点：1，结构紧凑，是一种最常用的结构；2，提升高度高，最大可达30米。缺点：背包式结构，导轨水平受力。配置要点：1，土建要求：图2－8四缸直顶配置图2－10单缸侧置2：1图2－9轿厢架结构图2－11平面布置图第6页共15页由于导轨受侧向力，导轨支架的密度比较密，1米一档，需在井道壁埋设预埋件或圈梁。2，由于导轨上侧向力的影响，对导靴的要求比较高，一般使用滚轮导靴。五、后置四导轨2：1结构形式：油缸设置于轿厢后面，在柱塞顶部安装一绳轮，钢丝绳一端固定于油缸架底部装置上，另一端通过绳轮固定于轿厢架上，主导轨设置于轿厢的两侧。适用范围：载重量在1250KG以下的各种电梯。优点：1，有效地改善主导轨的侧向受力，2，紧凑，是一种最常用的结构；3，高度高，最大可达30米。缺点：虽然改善了导轨的测向力，但没有从根本上解决问题，所以载重量还是在1250KG以下。配置要点：1，土建要求：由于导轨受侧向力，导轨支架的密度比较密，1米一档，需在井道壁埋设预埋件或圈梁。2，由于导轨上侧向力的影响，对导靴的要求比较高，一般使用滚轮导靴。六、双缸侧置2：1结构形式：两油缸分别设置于轿厢两侧面，在两柱塞顶部各安装一绳轮，钢丝绳一端固定于油缸架底部装置上，另一端通过绳轮固定在轿厢架两侧的一种结构。适用范围：1，1600~5000KG的载货电梯；2，各种医用电梯；3，各种汽车电梯。优点：1，结构紧凑，运行平稳；2，提升高度高，可达30米。缺点：图2－12后置四导轨2：1图2－13平面布置图第7页共15页高层站电梯成本较高。配置要点：1，土建要求：无特殊要求。2，油缸的同步问题：由于油缸的制造误差、柱塞与密封圈的配合差异以及油缸的误差，都会引起两个油缸在运行过程中的不同步，造成轿厢的倾斜与扭曲，解决油缸不同步问题需要从以下几个方面着手：轿厢架要有足够的强度；通过三通来分配流量，使进入每个油缸内的液压油流量达到均衡；在两个油缸间接平衡钢管，用来平衡两个油缸内的压力。七、侧置倒拉式2：1结构形式：倒拉式油缸、对重、滑轮组在轿厢一侧，柱塞顶部连接对重下部，通过滑轮钢丝绳绕组来拖动轿厢升降的一种结构。适用范围：1000KG以下的乘客电梯、住宅电梯。图2－14双缸侧置2：1图2－15平面布置图第8页共15页优点：1，结构紧凑；2，节能，可节能30%左右（相对同载重其它提升方式液压电梯）；3，可实现无机房配置。缺点：1，背包式结构，导轨受水平力；配置要点：1，土建要求：由于导轨受侧向力，导轨支架的密度比较密，1米一档，需在井道壁埋设预埋件或圈梁。2，由于导轨上侧向力的影响，对导靴的要求比较高，一般使用滚轮导靴。八、中心倒拉2：1结构形式：采用拉式油缸和配重装置，油缸直接作用于配重架底部，通过井道顶部滑轮组，用2：1钢丝绳绕组来驱动轿厢运行。图2－16侧置倒拉2：1图2－17平面布置图第9页共15页适用范围：400kg~1250kg乘客电梯、观光电梯、载货电梯、住宅电梯。优点：1，节能，可节能30%左右（相对同载重其它提升方式液压电梯）；2，运行平稳、舒适感好；3，可实现无机房配置。缺点：1，井道顶部受力，土建时要做一定处理；2，顶层高度要求高，不小于4200mm.配置要点：1，土建要求：由于井道顶部需要设置滑轮组，顶层高度要比其它结构的液压电梯要高；并且井道顶部需要受力；九、单缸侧置4：2结构形式：采用顶升式柱塞缸，油缸作用于油缸顶部两个相反方向旋转的滑轮组，用4：2钢丝绳绕组来驱动轿厢运行。适用范围：要求运行质量高的地方1000kg~1600kg客梯；1600kg~3200kg货梯；1600kg~2500kg医梯；优点：1，与双缸梯比较无不同步的现象出现；2，运行平稳、舒适；缺点：1，制造成本高、安装复杂。2，顶层高度要求高，不小于4000mm；3，井道顶层受力。图2－18中心倒拉2：1图2－19平面布置图第10页共15页配置要点：1，土建要求：顶层受力设计；§2.3液压电梯标准介绍一、JG5071－1996液压电梯标准，经批准执行的标准只有建设部标准，JG5071-1996；该标准规定了液压电梯的技术要求、试验方法、检验规则、安装和验收规范以及标志、包装、运输和储存。适用于利用液压油缸直接或间接驱动轿厢垂直升降，轿厢额定速度不大于1m/s的液压电梯。JG5071大部分参照了GB7588、GB10058、GB10059以及GB10060的要求，但是还是有区别之处，具体为：1，液压电梯的工作条件，除应符合GB10058的规定外，液压电梯每小时启动运行次数不大于60次，液压系统的液压油温度应控制在5～70°。2，额定速度的测定条件及范围：GB100583.3.1当电源为额定频率和额定电压、电梯轿厢在50％额定载重量时，向下运行至行程中段（除去加速与减速段）时的速度，不得大于额定速度的105％，且不得小于额定速度的92％。JG50714.3.1空载轿厢上行的速度与上行额定速度vm的差值不应超过8％。额定载