电梯基础知识2电梯曳引机.docx

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电梯基础知识2电梯曳引机

2电梯曳引机

Tractionmachine

曳引机是电梯的动力源（又称主机），通常由电动机、制动器、减速机和底座组成；是靠曳引钢丝绳与曳引轮的摩擦来实现轿厢运行的驱动机。

曳引机又以电动机与曳引轮之间有无减速机区分为有齿轮曳引机和无齿轮曳引机两种。

Aspowerproviderforlift,tractionmachine,alsocalledmainmachine,iscomposedofmotor,brake,gearedmachineandseat.Itisadrivetomakecarmovebymeansofthefrictionbetweentractionropeandsheave.Accordingtowhetherthegearedmachineisprovidedornot,itisclassifiedintogearedandgearlesstypes.

2-1有齿轮曳引机

Gearedtractionmachine

有齿轮曳引机广泛用于运行速度v≤2.0m/s的各种货梯、客梯、杂物梯。

为了减小曳引机运行时的噪音和提高平稳性，一般采用蜗轮副作减速传动装置。

这种曳引机主要由曳引电动机、蜗轮、蜗杆、制动器、曳引绳轮、机座等构成，其外形如图2-1。

Gearedtractionmachine

iswidelyusedincargolift,passengerliftandserviceliftwithspeedofnotmorethan2.0m/s.Toreduceworkingnoiseandenhancestability,wormgearisnormallyusedasgeareddrive.Suchmachineiscomposedofmotor,worm,gear,brake,ropeandseat,asshownisfigure2-1.

电梯的载荷、运行速度等主要参数取决于曳引机的电机功率和转速，蜗轮与蜗杆的模数和减速比，曳引轮的直径和绳槽数，以及曳引比（曳引方式）等。

采用有齿轮曳引机的电梯，其运行速度与曳引机的减速比、曳引轮直径、曳引比、曳引电动机的转速之间的关系可用以下公式表示：

Mainparameters,suchasliftloadandspeedaredeterminedbyHpandspeedoftractionmachine,wormandgearnumbers,gearratio,diameteroftractionmachine,ropegroovesandtractionratio（tractionmode）.

Forliftsadoptinggearedtractionmachine,therelationshipbetweenliftspeed,tractiongearratio,tractionmachinediameter,tractionmotorspeedisasfollows:

式中：

Where:

v—电梯的运行速度（m/s）v—liftspeed（m/s）

D—曳引绳轮直径（m）D—diameteroftractionmachine（m）

N—曳引电动机转速（r/min）N—motorspeed（r/min）

ίy—曳引比（曳引方式）ίy—tractionratio（tractionmode）

ίj—减速比ίj—gearratio

例：

Forexample:

由一台电梯，其曳引轮的绳轮直径为0.8m，电动机转速1500r/min，减速比为53∶3，曳引比为2∶1，求电梯的运行速度？

Giventhefactthatsheavediameteroftractionsheaveis0.8m,motorspeedis1500r/min,reductionratiois53:

3,gearratiois2:

1,whatisliftspeed?

解：

已知D=0.8m，N=1000r/min,ίy=2/1,ίj=53/3代入式2-1得：

Fromthegivenconditions,welearnthatD=0.8m，N=1000r/min,ίy=2/1,ίj=53/3.Accordingtoabovementionedformula,wecancalculatethat：

曳引电动机是驱动电梯上下运动的动力源，其运行工况比较复杂。

运行过程中需频繁的起动、制动、正转、反转，而且负载变化很大，经常工作在重复短时状态、电动状态、再生制动状态的情况下。

因此，要求曳引电机不但应能适应频繁起、制动的要求，而且起动电流小，起动力矩大，机械特性硬，噪声小，当供电电压在标准波动范围内变化时，还能正常起动和运行。

因此电梯用曳引电动机是专用电机。

由于曳引电动机的工作情况比较复杂，所以对电机功率的计算比较麻烦，一般常用以下公式计算：

Aspowerproviderforliftmovement,tractionmachinefeaturescomplicatedoperationprocedures,amongwhichisinvolvedwithfrequentstart-up,brake,clockwiseandcounterclockwiserotation.Duetoconstantlychangingload,workingstatusoftractionmachineischaracteristicofrepetitiousshorttimeoperation,electricalcontrolandregeneration.Therefore,withlowstart-upcurrent,largestart-uptorque,mechanicallyrigidfeaturesandlownoise,itisrequiredthattractionmachineshouldnotonlybeadaptedforfrequentstart-up,brake,butalsostartupandfunctionwellwhenpoweroltagefluctuateswithinnormalrange.Beingspecialmachineforlift,tractionmachineischaracteristicofcomplicatedoperation,whoseHpcanbecalculatedthroughfollowingformula:

式中：

Where:

P—曳引电机轴功率（kw）P—shaftHpoftractionmachine（kw）

G—电梯轿厢额定载重量（kg）G—ratedloadofcar（kg）

α—电梯平衡系数α—offsettingcoefficient

η—电梯的机械总效率η—totalmechanicalefficiency

v—电梯的运行速度（m/s）v—liftspeed（m/s）

采用有齿轮曳引机的电梯，若蜗轮副为阿基米德齿形时，电梯机械总效率取0.5～0.55；采用无齿轮曳引机的电梯，电梯机械总效率取0.75～0.8。

Forliftwithgearedtractionmachine,ifwormgearisArchimedestype,totalmechanicalefficiencyrangesfrom0.5to0.55;forliftwithgearlesstractionmachine,totalmechanicalefficiencyrangesfrom0.75to0.8.

例：

有一台额定载重量为2000kg，额定运行速度为0.5m/s的交流双速电梯，曳引机的蜗轮副采用阿基米德齿形，电动机的额定转速为960r/min，求电机的功率应为多少（kw）?

Forexample:

ForanACtwo-speedliftwhoseratedloadis2000kgandratedspeedis0.5m/s,wormgearisArchimedestype,ratedspeedofmotoris960r/min,whatishpofmotor?

解：

已知：

，代入式2-2得：

AccordingtoG=2000kg,α=0.5，v=0.5m/s，η=0.5,wecancalculatebyinputtinggivenvalues.

有齿轮曳引机的电机有交流的也有直流的。

W191曳引机的电机为交流变频电动机。

目前，除涡轮蜗杆减速机外，还有斜齿轮传动和行星齿轮传动两种形式的减速机。

GearedtractionmachineisclassifiedintoACandDCtypes.W191tractionmachineisACfrequency-variablemotor.Currently,besideswormgearedmachine,bevelandstargearedmachinesarealsoavailable.

2-2无齿轮曳引机

Gearlesstractionmachine

无齿轮曳引机用于运行速度v＞2.0m/s的高速电梯上。

这种曳引机的曳引轮紧固在曳引电动机轴上，没有机械减速装置，整机结构比较简单。

曳引电动机是专为电梯设计和制造的，能适应电梯运行工作特点，具有良好调速性能的直流电动机或交流变频电动机。

Gearlesstractionmachineisusedinliftswithspeedofmorethan2.0m/s.Withtractionsheavefixedinmotorshaft,thistractionmachineissimpleinstructurewithoutanymechanicalgearedmachine.Speciallydesignedformanufacturedforlift,tractionmotorissuitableforliftoperationandclassifiedintospeed-variableDCandfrequency-variableACmotor.

图2-2所示为交流变频无齿轮曳引机。

Infigure2-2isshownanACfrequency-variablegearlesstractionmachine.

该曳引机制造时所需要的制动力矩要比有齿轮曳引机大得多，因此相应的制动器比较大。

由于无齿轮曳引机多数情况是用于复绕传动结构中，所以曳引轮轴、复绕轮轴及其轴承的受力要比有齿轮曳引机大得多，相应的轴也显得粗大。

由于无齿轮曳引机没有减速机，所以使用寿命比较长。

Thismachineneedsmuchmorebraketorquethangearedmachinewhenitismanufactured,therefore,itneedsaratherbiggerbrake.Gearlesstractionmachineismoreoftenthannotusedincompoundwindingdrive,therefore,forceappliedontractionsheave,compoundwindingsheaveandbearismuchlargerthanthatontractionmachine;correspondingshaftisoflongerdiameter.

Withnogearedmachine,ithaslongerusagelife.

2-3永磁同步无齿轮曳引机

Permanent–magnetsynchronousgearlesstractionmachine

在这里尤其值得提到的是永磁同步无齿轮曳引机在电梯上的应用。

随着电梯曳引技术的

飞速发展，采用永磁同步无齿轮拖动技术的无机房电梯正越来越多地走进电梯市场。

由

于无机房电梯无需设置机房，也无需加大井道尺寸，从而可以简化建筑设计，美化建筑

造型，节约建筑成本，尤其是无机房电梯噪声低、效率高、节能明显更提高了无机房电

梯的使用价值。

而无机房电梯最突出的设计就是永磁同步无齿轮曳引机。

Wecan’thelpmentioningtheapplicationofpermanent–magnetsynchronousgearlesstractionmachineinlift.Withtherapiddevelopmentoftractiontechnologyinlift,moreandmoreliftswithoutmachineroomareadoptingpermanent–magnetsynchronousgearlesstrailingtechnology.Forliftswithoutmachineroom,thereisnoneedtoenlargewelldimensions,simplifyingandbeautifyingconstruction,savingcost,especiallytheapplicationvalueofsuchliftsisenhancedbylownoise,highefficiencyandpowereconomization,andwhatdistinguishesliftswithoutmachineroomfromothersliesinthepermanent–magnetsynchronousgearlesstractionmachine.

图2-3所示的是蒂森无机房电梯所采用的PMS425AL型永磁同步无齿轮曳引机。

它的扁平结构设计使得在井道壁和轿厢之间只需要一个很小的空间即可完成安装。

由于它的无齿轮设计，电动机力矩直接传递到曳引轮上，再加上无减速部分的静摩擦，使得传动效率可达90%以上，还由于它具有很低的运转速度，使得机器在运行过程中噪声很低，也不会产生振动。

此类曳引机采用两组机—电式制动器，如果其中一组制动器不起作用，另一组制动器能够提供足够的制动力使满载下行的轿厢停止。

Infigure2-3isshownPMS425ALpermanent–magnetsynchronousgearlesstractionmachineusedinThyssen’sliftswithoutmachineroom.Thetractionmachineisflatinstructure,soonlyaverysmallspaceisneededbetweenwellwallsandcartocompleteinstallation.Withgearlessdesign,motortorquedirectlypassesontotractionsheave,combinedwithstaticfrictionofnon-decelerationpart,drivingefficiencycanexceed90%;besides,duetolowrotationspeed,tractionmachinerunswithlownoiseandisfreefromvibration.Thetractionmachinehastwomechano-electronicbrakes,therefore,theotherbrakecanprovidesufficientjerkforcetostopcarwith100%ratedloadifonebrakefailstofunction.

永磁同步无齿轮曳引机的特点是：

●乘坐舒适感好；

●运行噪声低；

●效率高；

●安装电气载荷低；

●维护方便可靠，无需换油，不存在油泄露；

●采用外部制动器，便于装配更换；

●曳引机设置和安装范围广泛。

Characteristicsofpermanent–magnetsynchronousgearlesstractionmachine:

●Comfortableriding;

●

Lowrunningnoise;

●Highefficiency;

●Lowloadofelectricaldevices;

●Convenientandreliablemaintenance,withoutneedtochangeoil,eliminatingoilleakage;

●Easytoreplaceassembly,withexteriorbrake;

●Widerangeofsettingandinstallationintractionmachine.

2-4曳引机制动器（抱闸）

Brake

曳引机制动器最常用的是电磁式制动器，它由一组弹簧、带有制动衬垫的制动闸瓦、制动臂以及电磁铁组成，如图2-4所示。

当电磁线圈通电时，制动器松闸；当电磁线圈失电，制动闸瓦靠弹簧压紧于制动轮而产生制动力矩。

Composedofsprings,brakeblockwithliner,brakearmandmagnet-iron,magneticbrakeismostfrequentlyusedintractionmachine,asshowninfigure2-4.Whenmagneticcoilispoweron,brakewillrelease;whenmagneticcoilispoweroff,brakeblockwillproducetorque,relyingonspringspressedtightlyonbrakegear.

2-4-1制动器的作用

Brakefunction

制动器的作用有以下两条：

Brakehastwofunctions:

2-4-1-1能够使运行中的电梯在切断电源时自动把电梯轿厢掣停住。

制动时，电梯的减速度不应大于限速器动作做产生的或轿厢停止在缓冲器上所产生的减速度。

电梯正常使用时，电梯速度v＞1m/s的，一般都是在电梯通过电气控制使其减速停止，然后再机械抱闸。

Incaseofpowercut-off,brakecanmakeliftstopautomatically.Whenbrakeengages,decelerationofliftshouldnotexceedthatproducedbyoverspeedgovernororneededtostopcaronbuffer.

Ifliftisinnormaloperationwithspeedofmorethan1m/s,liftisusuallydeceleratedthroughelectricalcontrolbeforemechanicalbrakeengages.

2-4-1-2电梯停止运行时，制动器应能保证在125%～150%的额定负载下，电梯保持静止、位置不变，直到工作时才松闸。

Whenliftstopsmoving,brakeshouldguaranteethatliftremainsstationaryunder125%~150%ratedload.Brakedoesnotreleaseuntilliftstartsmoving.

2-4-2制动器的工作特点

Characteristicofbrake

制动器的工作特点是，电梯运行即电动

机通电时制动器松闸，电梯停止运行即

电动机失电时抱闸。

Whenliftruns,i.e.motorispower-on,

brakewillrelease;whenliftstops,i.e.

motorispower-off,brakewillengage.

2-4-3安装位置

Mountingposition

对于有齿轮电梯，制动器装在电动机和

减速机之间（见图2-5），即装在高转速

轴上。

因为高转速轴上所需的制动力矩小，这

样可以减小制动器尺寸。

Forgearedlift,brakeismountedbetween

motorandgearedmachine（seefigure2-5）,

i.e.onhigh-speedshaft.

Smallbraketorqueisneededbyhigh-speed

shaft,sothatbrakedimensionscanbe

reduced.

有齿轮曳引机采用带制动轮的联轴器，即制动

器的制动轮就是电动机和减速机之间的联轴器原盘，如图2-6所示。

制动轮装在蜗杆一侧，不能装在电动机一侧，以保证联轴器破断时，电梯仍能掣停。

Gearlesstractionmachineadoptsadapter,i.e.isadaptordisketweenmotorandgearedmachine,asshowninfigure2-6.Brakegearisarrangedonwormgearsideinsteadofonmotorside,toensurethatliftcanalsostopincaseofrupturedadapter.

无齿轮曳引机的制动轮与曳引绳轮是铸成一体的，并直接安装在曳引电动机