电梯
原理
结构
林栽广
电梯历史与发展
公元前1100年，周朝出现了提水用的辘 轳，是一种卷筒式卷扬机。
公元前236年，古希腊科学家阿基米德制 成的卷筒式卷扬机。
1765年英国人瓦特发明了蒸汽机，人类 用机械动力完成繁重的体力活动。
1835年，英国出现了蒸汽机驱动的升降 机。
1845年，英国人汤姆逊制成了世界上第 一台液压升降机。
曳引系数
电梯曳引绳受力简图如图所示： 设此时曳引绳在曳引轮上正处于
将要打滑，但还没有打滑的临界平衡 状态。根据著名的欧拉公式T1与T2之 间有如下关系：
式中：
f—当量摩擦系数，与绳槽、轮材有关
α — 曳引绳在曳引轮上的包角；
e — 自然对数底数 e=2.71828
式中的ef 称为曳引系数,曳引系数是一
术
层停靠 15、曳引比 16、消防开关 17、 独立操作 18、安全触板 19、补偿装置
语 20、地坎 21、曳引机 22、绳头组合等
电梯对建筑物的一般要求
机房（面积、高度、曳引机和控制柜布 局、电源、地面承载要求、吊钩、承重 梁、绳孔处理、消防设施、避雷）
井道（垂直度单层5mm，总高度10mm, 井道尺寸偏差)
电梯其它分类
一、有无机房 1、有机房 2、无机房 二、曳引机结构型式 1、有齿轮 2、无齿轮
有机房
Controller Machine
Cables
电梯结构简图
无机房
Machine Controller
背包架式
Flat belts
电梯型号编制方法
例如：TKJ1000/1.6—BLW: 交流调速乘客电梯，额定载重量1000kg， 额定速度1.6m/s，微机并联控制。
包角对曳引力的影响
电梯的曳引条件
根据国标GB7588—2003的规定：电梯 在下面两种工作状态下应保证曳引绳在曳 引轮绳槽上不出现打滑现象： 1、空载电梯在最高停站处处于上升制动状 态（或下降起动状态）。 2、装有125%额定载荷的电梯，在最低停 站处处于下降制动状态（或上升起动状 态）。
为了满足上述曳引条件，在设计曳引系
1、包角（α）：曳引绳与曳 引轮相接触的一段圆弧所对应 的圆心角 。包角越大，摩擦力 越大，即曳引力越大。 2、半绕式： 半绕式的每根钢 丝绳在曳引轮上只绕一次，绕 绳的包角 α 一般为150o~180o 3、全绕式： 全绕式的每根钢 丝绳在曳引轮上绕二次，其包 角 α 可扩大到300o~360o
三个阶段： 1900—1949年，对进口电梯的销售、安
装、维保阶段，拥有约1100台电梯。 1950—1979年，独立开发研制、自行生
产阶段，生产安装约1万台电梯。 1980年至今，成立三资企业，电梯行业
快速发展阶段，现为世界上最大的电梯 使用市场和电梯生产国。
电梯技术发展方向
超高速电梯 电梯智能群控系统 蓝牙技术应用 电梯发展更加环保、绿色 电梯产业将网络化、信息化
电梯的性能要求
1、安全性：首要指标，绝对保证
2、可靠性：反映电梯技术的先进程度，用发生 故障的几率来反映
3、平层准确度：轿厢地坎上平面与层门地坎上 平面之间在垂直方向上的距离
电梯类型
交流双速电梯 交流、直流快速电梯 交流、直流高速电梯
电梯额定速度v/(m/s)
≤0.63 ≤1.0 1.0~2.0 ＞2.0
随着载重量大小不同和电梯运行工况不
同，其曳引力不仅大小有变化，而且还会
出现负值。当负值时，为控制电梯速度。
曳引力变化情况分析
当轿厢满载上升时曳引力为正，说明曳引 力的作用是驱动轿厢运行，此时功率流向为： 曳引电动机→ 减速箱→曳引轮 →曳引绳 → 轿厢 ，这时电梯的曳引系统输出动力。
当轿厢满载下降是曳引力为负，表明曳引 力的作用方向与轿厢运行方向相反，曳引力 是控制轿厢速度，此时曳引系统的功率流向 为：轿厢→曳引绳 →曳引轮 →减速箱 →曳 引电动机，曳引系统是在消耗动力，曳引电 动机作发电制动运行。
P2=W×(1 ＋a/g)
T3a=/gP) 1－－WP×2=((G1 ++Qa/)g)×(1 －
G+Q
W
曳引系统受力分析
4、轿厢下行加速阶段的曳引力T4 ： （下行加速与上行减速，加速度方向相同）
T4 = T3= (G+Q ) ×(1 － a/g) －W×(1 + a/g) 5、轿厢下行加速阶段的曳引力T5 ： T5= T2 =(G+Q )－W 6、轿厢下行加速阶段的曳引力T6 ： T6= T1 =(G+Q ) ×(1 +a/g) －W×(1 －a/g)
轿厢
功能
主要构件与装置
输出、传递动力，驱动电梯 曳引机、曳引钢丝绳、导向轮、反
运行
绳轮等
限制轿厢、对重的活动
轿厢（对重）导轨、导轨架、导靴 等
进出口，关门运行，到站开 门
运送乘客或货物
轿门、层门、开关门系统及门附属 零部件
轿厢架、轿厢体
重量平 衡系统
电力拖 动系统
电气控 制系统
安全保 护系统
平衡轿厢重量，补偿钢丝绳 重量
电梯参数
电梯用途：客梯、货梯、病床梯等 轿厢尺寸（mm）：宽×深×高 门的型式：中分门、旁开门、栅栏门、
双折门，对于旁开有左开门和右开门 拖动方式：交流、直流、VVVF等 控制方式：手动控制、按钮控制、信号
控制、集选控制、并联控制、梯群控制 等 其它参数
1、乘客电梯（K）：客梯
2、载货电梯（H）：货梯
电 3、客货两用电梯（L） 梯 4、病床电梯（B）
用 5、住宅电梯（Z） 途 6、杂物电梯（W） 分 7、船用电梯（C） 类 8、观光电梯（G）
9、汽车电梯（Q）
10、其它电梯：冷库、防爆、矿井
电梯运行速度分类
1、低速梯：v≤1m/s,10层以下建筑物 2、快速梯： 1m/s＜v＜2m/s，10层以上 3、高速梯： 2m/s≤v＜3m/s，16层以上 4、超高速梯： v≥3m/s，超高层建筑物
电梯历史与发展
1852年，美国人伊莱沙·格雷夫斯·奥的斯
先生发明安全客运升降机。
电梯历史与发展
奥的斯公司在1892年发明按钮操纵； 1915年制造出微调节自动平层电梯； 1924年安装了第一台信号控制系统； 1928年开发并安装了集选控制电梯； 1946年在电梯上使用群控方式。
1976年，日本富士达公司开发了速度为 10m/s的直流无齿轮曳引电梯。
0.09
曳引轮绳槽与曳引力的关系
常用的曳引轮绳槽 的形状：半圆槽、楔 （V）形槽和带切口 的半圆槽(又称凹形槽)。 1、V形槽的摩擦系数最 高，半圆形带切口槽次 之，半圆形槽最小。 2、V形槽磨损严重，易 卡绳,一般只用在杂物梯 等轻载低速电梯上。
曳引轮绳槽与曳引力的关系
3、半圆形槽与钢丝绳的接触面积最大，钢丝绳在 绳槽中变形小、摩擦小，有利于延长使用寿命， 多用于非曳引轮。但其摩擦系数小，所以必须增 大包角才能提高其曳引能力。一般只能用于复绕 式电梯，常见于高速电梯。 4、槽底部切制了一个楔形槽，使钢丝绳在沟槽处 发生弹性变形，有一部分楔入槽中，增大摩擦系 数，提高曳引能力，当量摩擦系数大为增加，一 般可为半圆槽的1.5—2倍。即使磨损严重，摩擦力 基本不发生变化，由于有这一优点，使这种槽形 在电梯上应用最为广泛。
个客观量,它与ƒ、α有关。
电梯能正常工作， 曳引力必须满足：
T1/T2＜ ef
当量摩擦系数ƒ
对V型槽：
对半圆槽或带切口槽：
式中： ƒ — 曳引绳在曳引轮绳槽中的当量摩擦系数 β— 曳引轮上带切口的绳槽或半圆绳槽的切口
角，对半圆槽，β=0 γ— 曳引轮上V型槽的夹角 μ— 曳引绳与铸铁曳引轮之间的摩擦系数，μ=
平层准确度/mm
≤±15 ≤ ±30 ≤ ±15 ≤ ±15
电梯的性能要求
4、舒适性：敏感指标，性能的综合反映 （1）速度：92%Vn≤v≤105%Vn （2）加、减速度最大值均不应大于1.5m/s2 （3）平均加、减速度不应小于：
1.0m/s＜v≤2.0m/s—0.48m/s2 2.0m/s＜v≤2.5m/s—0.65m/s2 （4）开关门时间限制：表2-3 （5）振动：轿厢振动加速度不应大于 25cm/s2(垂直),15cm/s2(水平） （6）噪声：没异响、撞击声，表2-4
底坑
曳引式电梯优点
1、安全可靠 2、提升高度大 3、结构紧凑 4、可以使用高转速电动机
曳引传动关系
钢丝绳通过曳引轮 一端连接轿厢，一端连 接对重装置，轿厢与对 重装置的重力使曳引钢 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， 带动钢丝绳使轿厢和对 重作相对运动，轿厢在 井道中沿导轨上下运行。
提供动力，速度控制
操纵和控制
保证安全，防止事故发生
对重装置和重量补偿装置
曳引电动机、供电系统、速度反馈 装置、电动机调速装置等 操作箱、召唤箱、控制柜、平层装 置、限位装置、位置显示装置等 机械保护系统和电气保护系统组成
电梯主要参数
额定载重量（kg）： 电梯设计所规定的轿厢内最大载 荷
额定速度（m/s）： 电梯设计所规定的轿厢运行速度
纵箱、指层灯、报警装置。
电 梯 八 大 系 统
电气控制系统 电力拖动系统
门系统 轿厢系统
曳引系统 导向系统
安全保护系统 重量平衡系统
电梯八大系统
电梯
轿厢系统
机械部分
重量平衡系统
导向系统
曳引系统
门系统
电气部分
电力拖动系统
电气控制系统
安全保护系统