电梯门机械结构设计.docx

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电梯门机械结构设计

摘要

随着社会的发展，电梯的使用越来越普遍，已从原来只在商业大厦、宾馆是用，过渡到办公楼、居民楼等场所使用。

根据电梯的用途分类，有乘客电梯、载货电梯、客货电梯、病床电梯、住宅电梯、杂物电梯、观光电梯、船用电梯、汽车用电梯、建筑施工电梯，由此可见电梯的种类繁多。

电梯由八大系统组成，曳引系统、导向系统、轿厢系统、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统。

门系统由轿厢门、层门、开门机、门锁装置等部分组成。

本文正是设计电梯门的机械装置。

关键词：

乘客电梯门系统轿厢门层门开门机门锁装置

Abstract

Withthedevelopmentofsociety,theelevatorisusedmoreandmorewidely,fromtheoriginalonlyinthecommercialbuilding,thehotelisused,thetransitiontoofficebuildings,residentialbuildingsandotherplaces.Accordingtotheelevatorclassificationpurposes,apassengerelevator,freightelevator,elevator,bedelevators,residentialelevators,debriselevators,elevator,sightseeingelevator,carelevatorformarine,constructionelevator,theelevatorvariety.Theliftfromtheeightcomponentsofthesystem,tractionsystem,guidingsystem,elevatorsystem,portalsystem,weightbalancesystem,electricdrivesystem,electriccontrolsystem,safetyprotectionsystem.Doorsystemconsistsofacagedoor,door,doormachine,doorlockdevicecomponents.Thispaperisthedesignofelevatordoormachinedevice.

Keywords:

passengerelevatordoorsystemforelevatorcardoorlayerdoorlockdevice

第一章绪论

1.1电梯的发展与应用

电梯进入人们的生活已经150年了.一个半世纪的风风雨雨,翻天覆地的是历史的变迁,永恒不变的是电梯提升人类生活质量的承诺.

1854年,在纽约水晶宫举行的世界博览会上,美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯第一次向世人展示了他的发明.他站在装满货物的升降梯平台上,命令助手将平台拉升到观众都能看得到的高度,然后发出信号,令助手用利斧砍断了升降梯的提拉缆绳.令人惊讶的是,升降梯并没有坠毁,而是牢牢地固定在半空中——奥的斯先生发明的升降梯安全装置发挥了作用."一切安全,先生们."站在升降梯平台上的奥的斯先生向周围观看的人们挥手致意.谁也不会想到,这就是人类历史上第一部安全升降梯.

人类利用升降工具运输货物、人员的历史非常悠久.早在公元前2600年,埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统,这套系统的基本原理至今仍无变化即一个平衡物下降的同时,负载平台上升.早期的升降工具基本以人力为动力.1203年,在法国海岸边的一个修道院里安装了一台以驴子为动力的起重机,这才结束了用人力运送重物的历史.英国科学家瓦特发明蒸汽机后,起重机装置开始采用蒸汽为动力.紧随其后,威廉·汤姆逊研制出用液压驱动的升降梯,液压的介质是水.在这些升降梯的基础上,一代又一代富有创新精神的工程师们在不断改进升降梯的技术.然而,一个关键的安全问题始终没有得到解决,那就是一旦升降梯拉升缆绳发生断裂时,负载平台就一定会发生坠毁事故.

奥的斯先生的发明彻底改写了人类使用升降工具的历史.从那以后,搭乘升降梯不再是"勇敢者的游戏"了,升降梯在世界范围内得到广泛应用.1889年12月,美国奥的斯电梯公司制造出了名副其实的电梯,它采用直流电动机为动力,通过蜗轮减速器带动卷筒上缠绕的绳索,悬挂并升降轿厢.1892年,美国奥的斯公司开始采用按钮操纵装置,取代传统的轿厢内拉动绳索的操纵方式,为操纵方式现代化开了先河.

生活在继续,科技在发展,电梯也在进步.150年来,电梯的材质由黑白到彩色,样式由直式到斜式,在操纵控制方面更是步步出新——手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、人机对话等等,多台电梯还出现了并联控制,智能群控;双层轿厢电梯展示出节省井道空间,提升运输能力的优势;变速式自动人行道扶梯的出现大大节省了行人的时间;不同外形——扇形、三角形、半菱形、半圆形、整圆形的观光电梯则使身处其中的乘客的视线不再封闭.如今,以美国奥的斯公司为代表的世界各大著名电梯公司各展风姿,仍在继续进行电梯新品的研发,并不断完善维修和保养服务系统.调频门控、智能远程监控、主机节能、控制柜低噪音耐用、复合钢带环保——一款款集纳了人类在机械、电子、光学等领域最新科研成果的新型电梯竞相问世,冷冰冰的建筑因此散射出人性的光辉,人们的生活因此变得更加美好.

1887年，美国奥的斯公司制造出世界上第一台电梯，这是一台以直流电动机传动的电梯。

它被装设在1889年纽约德玛利斯大厦。

这座古老的电梯，每分钟只能走10米左右。

当初设计的电梯纯粹是为了省力。

　　1900年，以交流电动机传动的电梯开始问世。

1902年，瑞士的迅达公司研制成功了世界上第一台按钮式自动电梯，采用全自动的控制方式，提高了电梯的输送能力和安全性。

　　随着超高层建筑的出现，电梯的设计、工艺不断得到提高，电梯的品种也逐渐增多。

1900年，美国奥梯斯公司制成了世界上第一台电动扶梯。

1950年又制成了安装在高层建筑外面的观光电梯，使乘客能在电梯运行中清楚地眺望四周的景色。

中国最早的一部电梯出现在上海,是由美国奥的斯公司于1901年安装的.1932年由美国奥的斯公司安装在天津利顺德酒店的电梯至今还在安全运转着.1951年,党中央提出要在天安门安装一台由我国自行制造的电梯,天津从庆生电机厂荣接此任,四个月后不辱使命,顺利地完成了任务.十一届三中全会后,沐浴着改革开放的春风,我国电梯业进入了高速发展的时期.如今,在我国任何一个城市,电梯都在被广泛应用着.电梯给人们的生活带来了便利,也为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障.

1.2毕业设计的目的和任务

1.2.1毕业设计的目的

毕业设计是每个学生完成大学三年全部课程的综合知识的考核，也是学校最后的一个重要的教学环节，学生通过毕业设计可以来检测自身的独立完成能力以及对专业知识，对自学能力高度集中。

毕业设计是么个即将毕业的学生来完成的，本次毕业设计涉及到CAD画图软件的操作、一些机械零件的规范画法、机械设计方面的专业知识，也是系统的检测自己在大学期间对机械方面的专业知识的掌握能力。

1.2.2毕业设计的任务

本次毕业设计要求设计者对电梯门的机械装置的设计，包括轿门、层门、自动开门机、门锁、门刀及电梯门安全装置的设计。

电梯门的功能是防止坠落和挤伤事故的发生，可以说是电梯的一种保护装置，本书也是一本对电梯门机械装置详解的说明书。

第二章电梯

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。

也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯。

服务于规定楼层的固定式升降设备。

它具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间。

轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。

简介

英译：

elevator（一般商业用此词）；lift；movingstaircase。

而斜行的扶梯称为esclator。

习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。

近几年来，随着国际社会对环保认识的关注，各大电梯公司现在在其电梯表面基本都采用了粉末涂料喷涂，这是一种新型环保无溶剂的涂料，并且各种性能皆优于油漆。

2.1结构

电梯的结构包括：

四大空间，八大系统

2.2四大空间

机房部分、井道及地坑部分、轿厢部分、层站部分。

2.3八大系统

曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统

八大应用技术

1）全数字识别乘客技术（所有乘客进入电梯前进行识别，其中包括眼球识别、指纹识别）

2）数字智能型安全控制技术（通过乘客识别系统或者IC卡以及数码监控设备，拒绝外来人员进入）

3）第四代无机房电梯技术（主机必须与导轨和轿厢分离，完全没有共振共鸣，速度可以达到2.0M/S以上，最高可以使用在30层以上。

）　

4）双向安全保护技术（双向安全钳、双向限速器，在欧洲必须使用，中国正在被普遍使用）　　

5）快速安装技术（改变过去的电梯安装方法，能够快速组装）　　

6）节能技术（采用节能技术，使电梯更节约能源）　　

7）数字监控技术（完全采用计算机进行电梯监控与控制）　

8）无线远程控制及报警装置（当电梯产生故障时，电梯可以通过无线装置给手机发送故障信息，并通过手机发送信号对电梯进行简单控制。

）

2.4功能

现代电梯主要由曳引机（绞车）、导轨、对重装置、安全装置（如限速器、安全钳和缓冲器等）、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。

这些部分分别安装在建筑物的井道和机房中。

通常采用钢丝绳摩擦传动，钢丝绳绕过曳引轮，两端分别连接轿厢和平衡重，电动机驱动曳引轮使轿厢升降。

电梯要求安全可靠、输送效率高、平层准确和乘坐舒适等。

电梯的基本参数主要有额定载重量、可乘人数、额定速度、轿厢外廓尺寸和井道型式等。

简单使用方法（紧急情况下面有解决方法）　　目前载人电梯都是微机控制的智能化、自动化设备，不需要专门的人员来操作驾驶，普通乘客只要按下列程序乘坐和操作电梯即可。

2.5工作原理

）在乘梯楼层电梯入口处，根据自己上行或下行的需要，按上方向或下方向箭头按钮，只要按钮上的灯亮，就说明你的呼叫已被记录，只要等待电梯到来即可。

2）电梯到达开门后，先让轿厢内人员走出电梯，然后呼梯者再进入电梯轿厢。

进入轿厢后，根据你需要到达的楼层，按下轿厢内操纵盘上相应的数字按钮。

同样，只要该按钮灯亮，则说明你的选层已被记录；此时不用进行其他任何操作，只要等电梯到达你的目的层停靠即可。

3）电梯行驶到你的目的层后会自动开门，此时按顺序走出电梯即结束了一个乘梯过程。

2.6工作原理

曳引绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引电动机通过减速器变速后带动曳引轮转动，靠曳引绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。

固定在轿厢上的导靴可以沿着安装在建筑物井道墙体上的固定导轨往复升降运动，防止轿厢在运行中偏斜或摆动。

常闭块式制动器在电动机工作时松闸，使电梯运转，在失电情况下制动，使轿厢停止升降，并在指定层站上维持其静止状态，供人员和货物出入。

轿厢是运载乘客或其他载荷的箱体部件，对重用来平衡轿厢载荷、减少电动机功率。

补偿装置用来补偿曳引绳运动中的张力和重量变化，使曳引电动机负载稳定，轿厢得以准确停靠。

电气系统实现对电梯运动的控制，同时完成选层、平层、测速、照明工作。

指示呼叫系统随时显示轿厢的运动方向和所在楼层位置。

安全装置保证电梯运行安全。

2.7发展方向

1）电梯群控系统将更加智能化　

2）超高速电梯速度越来越高　　

3）蓝牙技术在电梯上广泛应用　

4）绿色电梯将普及　　

5）可视系统或人机对话

2.8使用方法

以下以某客梯为例：

1）电梯在各服务层站设有层门、轿厢运行方向指示灯、数学显示轿厢、运行位置指层器和召唤电梯按钮。

电梯召唤按钮使用时，上楼按上方向按钮，下楼按下方向按钮。

2）轿厢到达时，层楼方向指示即显示轿厢的运动方向，乘客判断欲往方向和确定电梯正常后进入轿厢，注意门扇的关闭，勿在层门口与轿厢门口对接处逗留。

3）轿厢内有位置显示器、操纵盘及开关门按钮和层楼选层按钮。

进入轿厢后，掀按欲往层楼的选层按钮。

若要轿厢门立即关闭，可掀按关门按钮。

轿厢层楼位置指示灯显示抵达层楼并待轿厢门开启后即可离开。

4）一般电梯额定载重为13人，不能超载运行，人员超载时请主动退出。

5）乘客电梯不能经常作为载货电梯使用，绝对不允许装运易燃、易爆品。

6）当电梯发生异常现象或故障时，应保持镇静，可拨打轿厢内救援电话，切不可擅自撬门，企图逃出轿厢。

7）乘客不准依靠轿厢门，不准在轿厢内吸烟和乱丢废物，保持轿厢内的清洁与卫生。

8）乘客要爱护电梯设施，不得随便乱按按钮和乱撬厢门。

9）司机要严格履行岗位职责，电梯运行期间不得远离岗位，发现故障及时处理和汇报。

10）不允许司机以检修、急停按钮作为正常行使起动前的消除召唤信号；不允许用检修速度在层、轿厢门开起情况下行使；不允许开起轿厢顶活板门、安全门；不允许以检修速度来装运超长物件行使；不允许以手动轿厢门的起、闭作为电梯的起动或停止功能使用；不允许在行使中突然换向。

11）司机要经常检查电梯运行情况，定期联系电梯维修保养，做好维保记录。

12）电梯停止使用时，司机应将轿厢停于基站，并将操动盘上的开关全部断开，关闭好层门。

如遇停电通知，提前做好电梯停驶工作。

2.9配电设计

电梯配电设计首要依据应为电梯厂家样本，或者参考工业与民用配电设计手册。

电梯配电手册也有详细说明，主要参考以下几点：

1）电梯负荷分级要符合规范，依据规范判断属于一级负荷还是二级负荷。

2）每台电梯应安装单独的隔离电器和保护电器。

3）电梯轿箱内照明和通风以及电梯轿厢顶部的电源插座和报警装置的电源线需要另设隔离电器和保护电器，其电源可从该电梯的主电源开关前取得。

4）有多回路进线的机房，每回路进线均应设隔离电器。

5）电源配电箱应设在机房内便于维修和操作的地点，且宜设置箱内备用电源。

6）电梯机房及滑轮间、电梯井道及底坑的照明及插座线路，应与电梯分别配电。

7）图纸中建议注明：

必须由电梯厂家对其负荷进行确认，满足设备要求方可施工。

2.10电梯主要参数

主参数指额定载荷和额定速度。

额定载荷Q（kg）是制造电梯所依据的载荷或卖方保证正常运行的载荷。

额定速度v（m/s）是制造电梯所依据的并由卖方保证正常运动的轿厢速度。

随着建筑的大量兴建，人们无论是上下班、逛商场、看病或访友、居家生活都要与电梯打交道。

电梯的使用数量越来越大，使用频率越来越高，电梯的安全问题越发引起人们的关注。

2.11电梯的分类

根据建筑的高度、用途及客流量（或物流量）的不同，而设置不同类型的电梯。

目前电梯的基本分类方法大致如下。

2.11.1按用途分类

乘客电梯，为运送乘客设计的电梯，要求有完善的安全设施以及一定的轿内装饰。

载货电梯，主要为运送货物而设计，通常有人伴随的电梯。

医用电梯，为运送病床、担架、医用车而设计的电梯，轿厢具有长而窄的特点。

　　杂物电梯，供图书馆、办公楼、饭店运送图书、文件、食品等设计的电梯。

观光电梯，轿厢壁透明，供乘客观光用的电梯。

车辆电梯，用作装运车辆的电梯。

船舶电梯，船舶上使用的电梯。

建筑施工电梯，建筑施工与维修用的电梯。

其它类型的电梯，除上述常用电梯外，还有些特殊用途的电梯，如冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防员用电梯等。

按驱动方式分类

交流电梯，用交流感应电动机作为驱动力的电梯。

根据拖动方式又可分为交流单速、交流双速、交流调压调速、交流变压变频调速等。

直流电梯，用直流电动机作为驱动力的电梯。

这类电梯的额定速度一般在2.00m/s以上。

液压电梯，一般利用电动泵驱动液体流动，由柱塞使轿厢升降的电梯。

齿轮齿条电梯，将导轨加工成齿条，轿厢装上与齿条啮合的齿轮，电动机带动齿轮旋转使轿厢升降的电梯。

螺杆式电梯，将直顶式电梯的柱塞加工成矩形螺纹，再将带有推力轴承的大螺母安装于油缸顶，然后通过电机经减速机（或皮带）带动螺母旋转，从而使螺杆顶升轿厢上升或下降的电梯。

直线电机驱动的电梯，其动力源是直线电机。

　　电梯问世初期，曾用蒸汽机、内燃机作为动力直接驱动电梯，现已基本绝迹。

2.11.2按速度分类

电梯无严格的速度分类，中国习惯上按下述方法分类。

低速梯，常指低于1.00m/s速度的电梯。

中速梯，常指速度在1.00～2.00m/s的电梯。

高速梯，常指速度大于2.00m/s的电梯。

超高速梯，速度超过5.00m/s的电梯。

　　随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。

按电梯专职司机分类

有司机电梯，电梯的运行方式由专职司机操纵来完成。

无司机电梯，乘客进入电梯轿厢，按下操纵盘上所需要去的层楼按钮，电梯自动运行到达目的层楼，这类电梯一般具有集选功能。

有/无司机电梯，这类电梯可变换控制电路，平时由乘客操纵，如遇客流量大或必要时改由司机操纵。

按操纵控制方式分类

手柄开关操纵，电梯司机在轿厢内控制操纵盘手柄开关，实现电梯的起动、上升、下降、平层、停止的运行状态。

按钮控制电梯：

是一种简单的自动控制电梯，具有自动平层功能，常见有轿外按钮控制、轿内按钮控制两种控制方式。

信号控制电梯，这是一种自动控制程度较高的有司机电梯。

除具有自动平层，自动开门功能外，尚具有轿厢命令登记，层站召唤登记，自动停层，顺向截停和自动换向等功能。

集选控制电梯，是一种在信号控制基础上发展起来的全自动控制的电梯，与信号控制的主要区别在于能实现无司机操纵。

并联控制电梯，2～3台电梯的控制线路并联起来进行逻辑控制，共用层站外召唤按钮，电梯本身都具有集选功能。

群控电梯，是用微机控制和统一调度多台集中并列的电梯。

群控有梯群的程序控制、梯群智能控制等形式。

2.11.3按其他方式分类

按机房位置分类，则有机房在井道顶部的（上机房）电梯、机房在井道底部旁侧的（下机房）电梯，以及有机房在井道内部的（无机房）电梯。

按轿厢尺寸分类，则经常使用“小型”、“超大型”等抽象词汇表示。

　　此外，还有双层轿厢电梯等。

特殊电梯

斜行电梯，轿厢在倾斜的井道中沿着倾斜的导轨运行，是集观光和运输于一体的输送设备。

特别是由于土地紧张而将住宅移至山区后，斜行电梯发展迅速。

立体停车场用电梯，根据不同的停车场可选配不同类型的电梯。

建筑施工电梯，是一种采用齿轮齿条啮合方式（包括销齿传动与链传动，或采用钢丝绳提升），使吊笼作垂直或倾斜运动的机械，用以输送人员或物料，主要应用于建筑施工与维修。

它还可以作为仓库、码头、船坞、高塔、高烟囱的长期使用的垂直运输机械。

消防电梯在发生火警时,用来运送消防人员,乘客和消防器材等　　

冷库电梯在大冷库或制冷车间,运送冷冻货物.但是需要满足门扇及导轨等活动处密封,浸水等要求.　

矿井电梯供矿井运送人员及货物之用　　

特殊电梯供特殊环境条件下使用,如防爆,防腐,耐热等特殊用途的电梯.　　

滑道电梯在建筑物内配置,常与建筑物,人行道平行使用.　　

运机电梯飞机库中几十吨或者上百吨重量的飞机,垂直提升到飞机场跑道上.　　门吊电梯在大型门式起重机的门腿中,运送在门机中的工作人员及检修机件等.　　

自动扶梯　　

座椅电梯人坐在电动机驱动的椅子上,控制椅子手柄上的按扭,使椅子下部的动力驱动装置驱动人椅,沿楼梯扶栏的导轨上下运动.

第三章电梯的基本结构

电梯设备并非式独立的整体设备，而是由机电合一的相关部件和组合件安装设置在机房、井道、底坑内，构成垂直运行的交通工具，服务于规定楼层的固定式升降设备。

它是有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小余15°的刚性导轨之间，其基本结构如图2—1所示。

图2-1

图2—1

3.1电梯结构系统的基本功能及其组成

3.1.1曳引系统

曳引系统的主要功能是输出与传递动力,使电梯运行.

曳引系统主要由曳引钢丝绳,导向轮,反绳轮组成.

3.1.2导向系统

导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度,使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动.

导向系统主要由导轨,导靴和导轨架组成.

3.1.3轿厢

轿厢是运送乘客和货物的电梯组件,是电梯的工作部分.

轿厢由轿厢架和轿厢体组成.

3.1.4门系统

门系统的主要功能是封住层站入口和轿厢入口.

门系统由轿厢门,层门,开门机,门锁装置组成.

3.1.5重量平衡系统

系统的主要功能是相对平衡轿厢重量,在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内,保证电梯的曳引传动正常.

系统主要由对重和重量补偿装置组成.

3.1.6电力拖动系统

电力拖动系统的功能是提供动力,实行电梯速度控制.

电力拖动系统由曳引电动机,供电系统,速度反馈装置,电动机调速装置等组成.

3.1.7电气控制系统

电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制.

电气控制系统主要由操纵装置,位置显示装置,控制屏（柜）,平层装置,选层器等组成.

3.1.8安全保护系统

保证电梯安全使用,防止一切危及人身安全的事故发生.

由限速器,安全钳,缓冲器,端站保护装置组成.

第四章电梯的门系统

4.1电梯门的分类与结构

4.1.1电梯门的分类

　　电梯门从安装位置来分可以分为两种，装在井道入口层站处的为层门，装在轿厢入口处的为轿厢门。

层门和轿厢门按照结构形式可分为中分门、旁开门，垂直滑动门、铰链门等。

中分式门主要用在乘客电梯上，旁开式门在货梯和病床梯上用得较普遍，垂直滑动门主要用于杂物梯和大型汽车电梯上。

铰链门在国内较少采用，在国外住宅梯中采用较多。

4.1.2电梯门的组成和结构

　　电梯层门和轿厢门一般由门、导轨架、滑轮、滑块，门框、地坎等部件组成。

门一般由薄钢板制成，为了使门具有一定的机械强度和刚性，在门的背面配有加强筋。

为减小门运动中产生的噪声，门板背面涂贴防振材料。

门导轨有扁钢和C型折边导轨两种;门通过滑轮与导轨相联，门的下部装有滑块，插入地坎的滑槽中;门的下部导向用的地坎由铸铁、铝或铜型材制作，货梯一般用铸铁地坎、客梯可采用铝或铜地坎。

4.1.3层门的基本要求

　　层门应是无孔的门，净高度不得小于2m。

层门关闭后门扇之间及门扇与立柱、门楣和地坎之间间隙应尽可能的小，乘客电梯应为1-6mm，载货电梯应为1-8mm。

为了避免运行期间发生剪切的危险，自动层门的外表面不应有大于3mm的凹进或凸出部分。

（三角形开锁处除外）。

这些凹进或凸出的部分边缘应在两个方向上倒角。

装有门锁的层门应具有一定的机械强度。

在水平滑动门的开启方向，以150N的人力（不用工具）施加在一个最不利点上时，门扇之间及门扇与立柱、门楣之间的间隙不得大于30mm。

层门净进口宽度比轿厢净入口宽度在任何一侧的超出部分均