吕哲翀
浙江省特种设备科学研究院， 浙江 杭州 310000
摘要：20世纪90年代以后，电梯开始在我国的几乎所有大商场里出现，也开始逐渐进入高层建筑之中。随着电梯的逐渐增多，电梯离人们的生活也贴得越来越近了。现在出门就要坐电梯，到了单位还要坐电梯，下了班逛商场还是要坐电梯的现象已经变得极为普遍了。但是许多十几年前的还在使用的电梯却开始频频出现问题，严重地影响了人们的正常的工作与生活秩序。
关键词：电梯；机械装置；结构问题
引言：在当前，尽管电梯十分普及，很多人也都使用过电梯，但是人们对于电梯的理解却仅仅局限于狭义的概念方面，所谓狭义的电梯指的是对规定楼层进行服务的，具有轿厢等垂直或是倾斜的升降设备，不包括自动人行道以及自动扶梯等等。对于广义的电梯而言，其主要指的是具有动力驱动的，可沿着刚性导轨进行运行的箱体或是沿着固定的线路进行运行的梯级、踏板等等，可对人或货物进行升降或平行运送的机电设备。其既包括普通意义上的载人或载货电梯，也包括自动扶梯以及自动人行道等等。
一、电梯的机械结构
（一）动力系统
动力系统的是输出动力，通过动力将轿厢通过牵引运送到指定楼层的装置。动力系统主要由曳引机、曳引绳、导向轮等组成。曳引机通常由曳引电动机、制动器、底座组成。根据电动机与曳引轮之间是否有减速箱，可分为无齿轮曳引机和有齿轮曳引机。有齿轮曳引机带有减速箱，通常减速箱以涡轮蜗杆传动的方式来降低电梯运行时的噪声并提高运行的平稳性，有齿轮曳引机工作效率较低，体积大。无齿轮曳引机没有减速箱，可以直接利用电动机作为动力，这种方式传动效率高，且噪声较小，传动过程比较平稳，不过相应的耗能要比有齿轮曳引机大，造价相对较高，并且维修更为复杂。无齿轮曳引机由于其运行平稳，噪声小的特点，因此常被应用高速电梯上。曳引轮通过一组曳引绳连接电梯的轿厢和对重，曳引机利用曳引绳的摩擦力来驱动轿厢[1]。
（二）导向系统
电梯的导向系统主要由导轨、导轨架、导靴等组成。导向系统的功能就是对轿厢与对重的自由度进行限制，约束对重与轿厢在各自的轨道上运行，以免发生碰撞。在下行超速、曳引绳断裂等意外发生时，安全钳可以将轿厢卡死在导轨上以防止其坠落从而造成人员伤亡。导轨使得轿厢与对重在井道中处于合理的位置，同时避免轿厢发生倾斜。利用螺栓、螺母、导轨夹与导轨支架实现导轨与井道壁的固定。导轨支架之间的距离需控制在2～2.5m，且每根导轨必须有2个或以上导轨支架固定，如果井道结构为砖混或者导轨受力较大时，需适当增加导轨支架数量。在安全钳动作或者轿厢防坠落装置锁死时，导轨可以支撑住轿厢或对重。
（三）门系统
门系统主要作用是在电梯的运行过程中，保持各层的层门和轿门的关闭，保证轿厢内乘客以及厅门外等候人员的安全。门系统包括轿门、厅门及相应的门机和保护装置。轿门安装在轿厢上，厅门则安装于每层候梯厅的门洞上。门系统必须保证在电梯启动前，轿门、厅门的关闭。在厅门上安装有门锁，能够锁住厅门，只有钥匙才能打开厅门。厅门及其门锁在锁住位置时应有这样的机械强度：
即用300N的力垂直作用于该层门的任何一个面上的任何位置，且均匀地分布在5c㎡的圆形或者方形面积上时，应能：1.无永久变形；2.弹性变形不大于15mm；3.试验期间和试验后，门的安全功能不受影响（GB7588-2003）。利用门锁上的电气开关保证厅门的开启和关闭与电梯的运行状态保持一致。轿门上面一般安装有触板感应装置、光幕感应装置等，使乘客在没有完全进入或者离开轿厢的时候，保持轿门的打开，并阻止轿厢的运行，从而保障乘客的安全[2]。
（四）平衡系统
平衡系统包括对重、补偿装置等。对重主要利用曳引绳与导向轮和轿厢相连接，在电梯运行的过程中，能够平衡轿厢的负重，并极大减小对曳引电机功率的消耗。对重装置一般由对重架，对重块等部件构成。对重的重量值必须严格按照电梯额定载重量及轿厢自重的要求配置，一般按公式：对重的重量P(kg)=轿厢自重G(kg)+平衡系数K×额定载重Q(kg)计算。K的取值范围一般在0.45-0.55之间，其中以0.47较为合适。合理的对重值可以使电梯尽量保持对重和轿厢重量相近这样的最佳工作状态，从而大幅减少曳引机的功率消耗。补偿装置主要是应用在电梯的曳引高度超过一定范围（一般为30m）平衡曳引绳重，保持电梯平稳运行和减少曳引机的功率消耗。补偿装置一般有补偿链、补偿缆等方式。传统的补偿链装置，由铁链和麻绳组成。麻绳的主要用于是减少铁链在行进过程中由于相互碰撞引起的噪声，这种补偿装置一般应用于低速电梯。补偿缆采用钢丝绳或纤维绳作为内芯，在外部包裹具有阻燃、抗老化的软塑料或橡胶作为保护套。这种补偿装置在电梯高速运行时，保持电梯的平稳，而且噪音小，是现代电梯的发展方向。
（五）轿厢系统
轿厢就是我们平常进入到电梯里的厢式空间。轿厢一般是由轿底、轿门、轿顶、轿壁、框架等部件组成的。轿厢是电梯的承重与承载空间也是我们最熟的空间，在现代化智能电梯的轿底有称重装置和超载开关。称重装置可以精确地称量出目前电梯上所有乘员的总重量，来判断电梯是否已经满员或者平层开门后是否有人进入电梯。超载开关是用来判断电梯是否超载，一旦超载则发出声音报警，直到有人离开轿厢，达到电梯的允许载重，电梯才能够正常运行。舒适感是我们判断一台电梯好坏的直接因素。轿厢的平衡极大的影响电梯的舒适感，在设计阶段使得导靴在规定条件下受力为0N是很重要的。导靴反力越大，乘坐舒适感就越差。如果轿厢偏载比较严重时，考虑到导靴的耐久性，就必须更换为滚轮导靴，但乘坐舒适感会变差[3]。
二、电梯机械结构问题
（一）电梯机械机构中的门系统
电梯机械机构中的门系统由开关门系统、轿门、门保护装置以及厅门四部分组成。门系统可以很好地预防电梯使用人员坠落到井道之中的安全事故发生，也避免了箱内人员以及井道之间的碰撞情况发生。当电梯处于运行状态时，如果在电梯启动之前使电梯中门系统的厅门和轿门均处于关闭状态，即可大大提高电梯运行的稳定性和安全性。如果电梯的门锁呈现出闭合的状态，那么电梯的电路是接通的，反之则是关闭的状态，以此提高电梯启动的便利性以及电梯运行的协调性。
（二）电梯机械结构中的导向系统
电梯机械结构中的导向系统由导轨、架导轨以及导靴三部分组成。其主要功能是确保轿厢在井道中能够按照正确路线进行上下运行，与此同时有效避免振动过多的现象出现。一旦有突发紧急情况发生，轿厢即会被卡死在导轨上，从而有效避免坠落等安全事故发生。导轨能够确保电梯升降方向的精确控制，故而，梯机械结构中的导向系统可以有效控制水平方向以及对重轿厢的移动，保障轿厢以及对重均在井道中处于合理位置[4]。
三、结束语
电梯作为机电一体化设备，虽然其机械结构较为简单，但由于其自动化程度高，其控制过程和相应的电路较为复杂，因此装置和结构还存在许多问题。本文通过介绍电梯的机械结构和装置，希望能为进一步的研究提供依据，更好地利用电梯这一现代化工具造福人类。
参考文献：
[1]汪亮,初殿芳.电梯机械装置与结构问题研究[J].民营科技,2013,000(001):35-35.
[2]余仲昕.电梯机械装置与结构问题研究[J].环球市场,2017,000(015):P.73-74.
[3]陈宏宇.电梯机械装置与结构问题研究[J].城市建设理论研究:电子版,2014,000(021):1352-1352.
[4]傅俊鹤.电梯机械装置与结构问题研究[J].城市建设理论研究(电子版),2016,006(008):5868-5868.