升降机的结构和原理

简易升降机的基本结构和原理前言自实行改革开放政策以来，浙江省的经济发展速度一直很快，尤其是民营经济取得了长足的发展。民营经济之所以能够取得成功，与其低投入、低成本和高效率密切相关。在满足基本安全的前提下，采用一些价格便宜、实用性好的设备是其中一种重要的方式。简易升降机即为其中之一。在企业普遍降低成本的今天，简易升降机作为电梯的替代产品具有很大的市场。基本特点•具有一定的安全性能，可满足生产单位垂直运送货物的需要•价格较低，一般仅为电梯的1/3～1/2•适用性广，土建要求低常见的简易升降机有强制式、曳引式和液压式三种。强制式：采用电动葫芦或电动卷扬机进行强制驱动。曳引式：采用曳引机驱动，利用钢丝绳与曳引轮之间的摩擦力来带动吊笼。直顶液压式：通过液压动力源，把油压入油缸使柱塞作直线运动，直接使升降机吊笼运动。简易升降机分类强制式简易升降机根据采用主机的不同种类，市面上强制驱动的简易升降机有两种形式：采用电动葫芦为驱动主机的和采用电动卷扬机为驱动主机的。这两种形式固定式简易升降机除了主机系统不同外，其余几部分大多相同。强制式简易升降机主要由井道、主机、吊笼、门系统、电气系统和安全保护系统几部分组成。井道是升降机吊笼或液压缸柱塞运动的空间，由井道顶、井道壁和底坑底围成，井道应为升降机专用，不得装设于升降机无关的设备。井道应用坚固的、非易燃的材料制造。井道结构应至少能承受运行时驱动主机和吊笼施加的载荷和缓冲器动作时施加的载荷。井道井道应是个封闭的空间，只允许有运行和功能必需的开口。井道壁、钢结构、底面和顶板强度应足够，无裂纹、明显变形等损坏现象。钢筋混凝土框架加砖填充而成的井道底坑是井道位于最底层站地坎以下的部分。底坑的底部应光滑平整，不得渗水或漏水。底坑深度足够，并在吊笼正下方设置缓冲器，且缓冲器应固定可靠。导轨应支承在底坑坚实的地面上。底坑入口处应设非自动复位的红色紧急停止开关和固定照明，以有利于检修。驱动主机强制式驱动主机一般有两种：电动葫芦电动卷扬机大部分采用CD1型电动葫芦作为固定式简易升降机的动力源，电动葫芦电动机和制动器合而为一的特点使之本身具有制动系统。电动葫芦则悬挂在固定的工字梁下面。固定在井道顶下的电动葫芦卷扬机有的则采用电动卷扬机作为固定式简易升降机的动力源；电动机的动力经过减速器后变成转速较平稳的驱动力。电动机与减速器之间装有制动轮，靠电磁铁制动器来保证制动和平层精度。卷扬机卷筒一般是多层绕卷筒；根据规定，吊笼在最高位置时，卷筒凸缘高度应比最外层钢丝绳高2.5d(d：钢丝绳直径)或加护罩以防钢丝绳脱出卷筒。驱动主机应装设手动松闸装置，在需要时将吊笼放至适当层站。吊笼吊笼是升降机用以承载货物的箱形空间。由吊笼体、吊笼架以及相关构件和装置组成。吊笼架是吊笼的承载结构，吊笼的负荷（自重和载重）由吊笼架传递到钢丝绳。吊笼架一般由上梁、立柱、底梁和拉条组成。吊笼架的上梁悬挂在电动葫芦的吊钩上。吊笼体吊笼体是形成吊笼空间的封闭围壁；若采用金属网封闭，则其网格尺寸在水平和垂直方向均应≤75mm，且在吊笼底以上至1.1米处应设封闭围护板。吊笼体主要由吊笼壁、吊笼顶、吊笼底和吊笼门组成。吊笼顶吊笼顶应设置检修装置、照明、电源插座和非自动复位的红色紧急停止开关，并有相应的标志；检修控制装置应符合GB7588中14.2.1.3条的规定（优先权、持续揿压）。吊笼门吊笼的入口应设具有电气联锁装置的吊笼门；吊笼门应有足够的强度且开闭灵活、导向可靠、无脱槽可能；若吊笼门有松动开启的趋向，则吊笼门应设有机械锁定装置。吊笼门一般是手动开门。层门除了吊笼门，在吊笼入口的井道处必须装设完全封闭的层门；是人员和物资进出升降机的开口，也是吊笼和井道的封闭结构。在门关闭时，吊笼和井道的入口完全封闭，以免发生剪切和坠落事故。门及其框架的结构应有足够的强度。专用开锁装置为了在必要时（如维修）能从层站外打开层门，每个层门上都应有人工紧急开锁装置。维修人员可用三角钥匙从层门上部的锁孔插入，通过门后的装置将门锁打开。在无开锁动作时，开锁装置应自动复位，不能仍保持开锁状态。门锁门锁是升降机很重要的安全部件之一；为防止坠落和剪切事故，层门由门锁锁住，是人在层站外不用开锁装置无法将层门打开。机械锁钩应保证在保持锁紧元件失效的情况下，重力不导致开锁，机械联锁装置啮合长度≥7mm，开锁区域不大于层站水平面上或下75mm。门的联锁装置每个层门均应设机械和电气联锁装置，两者的配合应避免吊笼在非开锁区域时，电气联锁连通而机械联锁未啮合的可能。导向装置吊笼的两侧至少装有一对导靴或导轮，导靴或导轮在导轨上运动，其作用主要是为吊笼垂直运动导向，同时限制其在水平方向的位移，并防止吊笼因偏载而产生的倾斜。导轨则通过支架固定在井道的墙面上。有的则采用导管和导轮来导向。每根导轨固定支架≥2个，支架间距应符合设计要求。导轨固定件应牢固不松动，防松装置应有效。安全保护系统安全保护系统通常有：防断绳、松绳保护防人员剪切和坠落防超越行程的保护缓冲装置电气保护防越程保护为防止升降机由于控制放面的故障，吊笼超越顶层或底层端站继续运行，必须设置保护装置以防止严重的后果和结构损坏。防止越程的保护装置一般是由设在井道内上下端站附近的强迫换速开关、限位开关和极限开关组成。这些开关或碰轮都安装在固定于导轨的支架上，由安装在吊笼上的打板触动而动作。采用电动葫芦作驱动主机的升降机除了上述的防越程装置外，电动葫芦本身的导绳器和断火限位器配合也可以限制吊笼的行程。断火器动作可靠灵活有效；上升动作时，吊钩或吊笼最高部位与驱动主机最低部位的垂直距离≥50mm。升降机工作时整个井道是封闭的，只有在升降机停在层站时，人员由于要推拉货物，所以可能要进入吊笼。如果在这个时候钢丝绳断裂，吊笼将整体坠落而发生设备或人员事故。因而必须设置一个停层保险装置。该装置必须在吊笼门开启时起作用，动作应灵活可靠；如果停层保险销是与吊笼门联动的，那么在停层保险销起作用区段应设明显的警示标志。吊笼门只有开启到警示标志处，停层保险销才能完全起作用。停层保险装置在每个层站的平层位置应设置托架；销轴伸出时，销轴与托架之间的间距合理。保险销和托架的强度符合要求，无变形、脱焊、松动、裂纹等缺陷。停层装置完全动作时，销轴伸入托架端应≥15mm。升降机吊笼停在层站时，由于需要推拉货物，吊笼门打开，停层保险销随之联动支撑在托架上，即使此时钢丝绳断裂，吊笼仍可依靠停层保险销架在托架而不坠落。停层保险销电气联锁开关的作用则在于，停层保险销动作后，电气联锁开关随即将主机的控制电源切断，此时主机将不能运转以保证安全。有的升降机停层保险销不是和吊笼门一起联动的。它是利用一个电动液压推杆来控制停层保险销伸入托架。松绳保护升降机应设置驱动钢丝绳的松绳电气保护装置，当吊笼下行遇到障碍时应切断控制电路。吊钩应有防脱钩装置。电气系统电气控制箱附近应设置单独的总电源开关，整个电气系统应设短路保护装置（熔断器）。供电系统应设置断错相保护器，且该保护器应能切断所有的控制回路或动力回路（断错相继电器）。PLC控制升降机：将升降机发出的指令信号作为PC的输入，将其他执行元件等作为PC的输出。变压器将380V、220V转换成电气元件所需要的电压。不管由何种原因引起的停机，非经重新起动吊笼不得自动运行。机房或机罩内驱动主机、控制箱及井道等各导线和电缆的选用、布局应合理，并有相应的防护措施；各电器元件配置合理，标志齐全，与线路图相符。当升降机供电电源为中心点接地的低压系统时，整体金属结构的接地形式应采用TN或TT接地系统。零线非重复接地的接地电阻≤4Ω；零线重复接地的接地电阻≤10Ω。采用TT接地系统时，升降机金属结构的接地电阻与漏电保护器动作电流的乘积应≤50V。操纵方式升降机的停层应采取自动平层装置，且每一层站应设有召呼功能和层站显示功能。各层站的控制面板应设非自动复位的红色紧急停止开关。曳引式简易升降机相对强制式驱动来说，曳引式具有较大的优越性：1.安全可靠，当运行失控发生冲顶、蹲底时只要一边的钢丝绳松弛，另一边的吊笼或对重就不能继续向上提升，不会发生撞击井道顶部或拉断钢丝绳的事故。而且曳引钢丝绳一般都在两根以上，由断绳造成坠落的可能性大大减少；2.允许提升的高度大，强制式驱动在提升时要将钢丝绳绕在卷筒上，在提升高度大的情况下，驱动设备变得十分庞大笨重。曳引式钢丝绳则不受此限制。主机曳引式主机（曳引机）主要由电动机、减速器和制动器等组成。钢丝绳通过曳引轮一端连接吊笼，另一端连接对重。吊笼和对重的重力使曳引钢丝绳压紧在曳引轮的绳槽内。电动机转动时由于曳引轮绳槽与曳引钢丝绳之间的摩擦力，带动钢丝绳使吊笼和对重作相对运动，吊笼在井道中沿导轨上下运行。对重对重是曳引驱动不可缺少的部分，它还平衡吊笼的重量和部分载荷重量，减少了电动机功率损耗。对重位于井道内，通过曳引钢丝绳经曳引轮与吊笼连接。在升降机运行过程中，对重通过对重导靴在对重导轨上滑行，起平衡作用。对重一般由对重架和对重铁两部分组成。限速器曳引式升降机除了主机和强制式不同外，还增加了对重装置；其余门系统、井道、导向装置均与强制式相类。安全系统中，则不是采用强制式的停层保险装置，而是采用安全钳－限速器系统。限速器是限制升降机速度的装置，一般安装在机房，当吊笼上行或下行超速时，通过电器触点使升降机停止运行。安全钳当下行超速或断绳造成吊笼（或对重）坠落时，电器触点动作仍不能使升降机停止，速度到达一定值后，限速器机械动作，拉动安全钳夹住导轨将吊笼制停在导轨上。缓冲器升降机由于控制失灵、曳引力不足或制动失灵等发生吊笼或对重蹲底时，缓冲器将吸收吊笼或对重的动能，提供最后的保护，以保证货物和升降机结构的安全。液压直顶式液压直顶式升降机是通过液压动力源（液压泵），把油压入油缸使柱塞直线运动，直接使吊笼运动的升降机。液压直顶式升降机的优势：1.对井道结构和强度要求低；2.安全性好，可靠性高，结构较简单。液压升降机失速、冲顶和蹲底等故障较少出现。在运行当中如发生油、管路、阀系统故障或断裂时，由于液体的回流是缓慢进行的，所以不会使货物平台快速坠落，从而保证了货物上下完好运行；3.载重量大，利用巴斯克原理，液压升降机可以容易取得大的顶升力，同时其功率重量比大；4.节约能耗。液压升降机下行是靠吊笼的重量驱动，而液压系统仅取阻尼和调控作用，故能节约能耗。液压升降机工作原理液压泵站系统液压泵站系统由电机、液压泵、油箱以及附属元件组成。其功能是为液压缸提供稳定的动力源和储存液压油液油箱除了储油，还有滤油、冷却电机和液压泵以及隔音消音等功能。液压系统液压系统由集成阀块、止回阀、限速切断阀和油缸组成。液压系统有超压保护、锁定、压力显示等功能。止回阀是油路的总阀，用于停机后锁定系统。限速切断阀安装在油缸上，在油管破裂时，迅速切断油路，防止柱塞和载荷下降。液压升降机的导向系统、吊笼、门系统、电气控制系统、安全保护系统基本与曳引式差不多。谢谢