導向系統功能是限制轎廂和對重的活動自由度,使轎廂和對重只沿著各自的導軌作升降運動,使兩者在運行中平穩,不會偏擺,如圖2—52所示。
圖2—52 電梯總體的導向系統和重量平衡系統
1—曳引機;2—承重梁;3—導向輪;4—曳引繩;5—轎廂導靴;6—開門機;7—轎廂;8—對重導靴;9—對重裝置;10—防護欄;11—對重導軌;12—緩沖器;13—限速器張緊裝置;14—限位開關;15—轎廂導軌;16—補償鏈;17—安全鉗嘴;18—曳引繩;19—限速器;20—控制柜;21—極限開關
有了導向系統,轎廂只能沿著左右兩側的豎直方向的導軌上下運行。
對重只能沿著位于對重兩側的豎直方向的導軌上下運行。所以電梯的導向系統,包括轎廂的導向和對重的導向兩部分。
不論是轎廂導向和對重導向均由導軌、導靴和導架組成,如圖2—53、2—54所示。
圖2—53 轎廂導向系統(立面圖)
1—導軌;2—導靴;3—曳引繩;4—轎廂;5—導軌架;6—安全鉗
圖2—54 對重導向系統(立面圖)
1—導軌;2—對重;3—曳引繩;4—導靴
導向系統是使轎廂和對重順利地沿著各自的導軌平穩地上下運動,轎廂和對重是通過曳引鋼絲繩分別掛在曳引機的兩側,兩邊就形成平衡體,起到相對重量平衡作用。
另外,連接轎廂和對重的曳引鋼絲繩,如樓層高,鋼絲繩長,自身的重量增多,通過連接在轎廂底和對重的補償鏈(見圖2—52中的補償鏈)起著兩邊重量平衡的補償作用。這樣,導向系統配合了重量平衡系統,從而保證了電梯曳引傳動的正常,運行的平衡可靠。
綜上所述,導向系統的主體構件是導軌和導靴;重量平衡系統的主體構件是對重和補償鏈(繩)。
一、導軌
1.導軌的種類和規格
(1)導軌的橫截面(斷面)形狀
一般鋼導軌,常采用機械加工方式或冷軋加工方式制作。常見的導軌橫截面形狀如圖2—55所示。
圖2—55 導軌及其橫截面形狀
電梯中大量使用的“T”形導軌如圖2—55(a)所示,但對于貨梯對重導軌和速度為1m/s以下的客梯對重導軌,一般多采用“L”型(圖2—55(b))導軌(規格為L75×75×8~10)。
如圖2—55(c)(d)(e)所示,常用于速度低于0.63m/s的電梯,導軌表面一般不作機械加工。
圖2—55(f)(g)所示為一次冷軋成型的導軌。
(2)T型導軌的規格
T型導軌是電梯常見的專用導軌,具有良好的抗彎性能及良好的可加工性能。
T型導軌的主要規格參數,是底寬b、高度h和工作面厚度k,如圖2—56所示。我國原先用b×k作為導軌規格標志,現已推廣使用國際標準T型導軌,共有十三個規格,以底面寬及工作面和加工方法:即以“b/加工方法”作為規格標志。
圖2—56 T型導軌橫截面
2.導軌的安裝
(1)導軌的連接
架設在井道空間的導軌是從下而上,由于每根的導軌一般為3~5m,因此必須進行連接安裝,連接工藝在安裝時,兩根導軌的端部要加工成凹凸形的榫頭與榫槽楔合定位,底部用連接板將兩根固定,如圖2—57所示(表示兩根導軌端部連接后的正立面圖與側立面圖)。
圖2—57 導軌的連接
1—上導軌;2—下導軌;3—連接板;4—螺栓孔
(2)導軌的固定
導軌不能直接緊固在井道內壁上,它需要固定在導軌架上,固定方法一般不采用焊接或用螺栓連接,而是用壓板固定法,如圖2—58所示。
圖2—58 壓板固定法
1—壓板;2—導軌
壓板固定法,用導軌壓板將導軌壓緊在導軌架上,當井道下沉,導軌因熱脹冷縮,導軌受到的拉伸力超出壓板的壓緊力時,導軌就能作相對移動,從而避免了彎曲變形。這種方法被廣泛用在導軌的安裝上,壓板的壓緊力可通過螺栓的被擰緊程度來調整,擰緊力的確定與電梯的規格,導軌上、下端的支承形式等有關。
二、導軌架
(一)導軌架的作用及其種類
1.作用
導軌架作為導軌的支承件,被安裝在井道壁上。它固定了導軌的空間位置,并承受來自導軌的各種作用力。
2.種類
導軌架有各種形狀,常見的有山形導軌架、L形導軌架、框形導軌架等三種。
圖2—59 導軌架種類
a.山形導軌架(轎廂導軌架);b.L形導孰架(對重導孰架);c.框形導軌架(轎廂、對重導軌共用架)
(1)山形導軌架:如圖2—59(a)所示,其撐臂是斜的,傾斜角常為15°或30°,具有較好的剛度。這種導軌架一般為整體式結構,常用作轎廂導軌架。其平面示意圖如圖2—60所示。
圖2—60轎廂導軌架
1—導軌架;2—轎廂T形導軌
(2)L形導軌架:如圖2—59(b)所示,這種導軌架結構簡單,用于對重的導軌架。其平面圖示意如圖2—61所示。
圖2—61 L形導軌架應用
1—導孰架;2一對重T形導軌
(二)導軌架的固定與安裝方法
1.用地腳螺栓
將尾部預先開叉的地腳螺栓固定在井壁中,埋深度不小于120mm,然后將導軌架旋緊固定,如圖2—63所示。
(3)框形導軌架:如圖2—59(c)和2—62所示。
圖2—62 框形導軌架應用
1—導軌架;2—對重T形導軌;3—轎廂T形導軌
圖2—63 用地腳螺栓固定
1—導軌架;2—地腳螺栓
2.用膨脹螺栓
以膨脹螺栓代替地腳螺栓,不需預先埋入,只需在現場安裝時打孔,放入膨脹套筒螺母,然后擰入螺栓,至螺栓被脹開固死即可,因此具有簡單、方便、靈活可靠的特點,是目前常用的一種方法,如圖2—64所示。
圖2—64 用膨脹螺栓固定
1—導軌架;2—膨脹螺栓
地腳螺栓法和膨脹螺栓法,
一般用于整體式導軌架。為了調整架的高度,允許在撐臂與墻面之間加金屬墊板,但當墊板厚度超過10mm時,應與撐臂焊成一
3.預埋鋼板彎鉤
預先將鋼板彎鉤按導軌架安裝位置埋在井道壁中,在安裝時將導軌架焊在上面。為了保證強度,焊縫應是雙面的。如圖2—65所示。
圖2—65 預埋鋼板彎鉤
1—導軌架;2—鋼板彎鉤
4.用螺栓穿入緊固
當井道壁的厚度小于100mm時,以上幾種方法都不能采用,這時可采用螺栓穿過井道壁,同時要在外部加墊尺寸不小于100×100×10mm(長×寬×厚)的鋼板,如圖2—66所示。
圖2—66 螺栓穿入緊固
1—導軌架;2—螺栓;3—鋼板墊
5.預埋導軌架
在土建時,井道壁上預留埋入孔,然后
在安裝時將導軌架端部開叉埋入,深度不小于120mm。如圖2—67所示。
圖2—67 預埋導軌架
1—導軌架:2—井道壁
三、導靴
導靴的凹形槽(靴頭)與導軌的凸形工作面配合,使轎廂和對重裝置沿著導軌上
下運動,防止轎廂和對重運行過程中偏斜或擺動,如圖2—68所示。
圖2—68 導靴與導軌配合
1—導靴;2—導軌;3—轎架或對重架;4—導靴凹凸槽;5—導軌凸形工作面
導靴分別裝在轎廂和對重裝置上。轎廂導靴安裝在轎廂上梁和轎廂底部安全鉗座(嘴)的下面,共四個,如圖2—69所示。對重導靴是安裝在對重架的上部和底部,一組共四個,如圖2—70所示。實際上導靴是在水平方向固定轎廂與對重的位置。
圖2—69 裝在轎廂上的導靴
1—轎廂;2—導靴;3—轎廂上梁;4—安全鉗座(嘴)
圖2—70 裝在對重裝置上的導靴
1—對重裝置;2—導靴
一個導靴一般可以看成是由帶凹形槽的靴頭、靴體和靴座組成,如圖2—71所示。簡單的導靴可以由靴頭和靴座構成。靴頭可以固死的,也可以流動(滑動)的;靴頭可以是凹形槽與導軌配合,也可以用三個滾輪與導軌配合運行。
圖2—71 導靴的組成
1—導靴頭;2—導靴體;3—導靴座
由于固定式導靴的靴頭是固死的,沒有調節的機構,導靴與導軌的配合存在一定的間隙,隨著運行時間的增長,其間隙會越來越大,這樣轎廂在運行中就會產生一定的晃動,甚至會出現沖擊,因此固定式導靴只用于額定速度低于0.63m/s的電梯。
1.彈性滑動導靴
彈性滑動導靴由靴座、靴頭、靴襯、靴軸、壓縮彈簧或橡膠彈簧、調節套或調節螺母組成,如圖2—72所示。
圖2—72 彈簧式滑動導靴
1—靴頭;2—彈簧;3—尼龍靴襯;4—靴座;5—導軌;6—靴軸;7—調節套
彈簧式彈性滑動導靴的導靴頭只能在彈簧的壓縮方向上作軸向浮動,因此又稱單向彈性導靴。
彈簧式滑動導靴與固定式滑動導靴的不同之處就在于靴頭是浮動的,在彈簧力的作用下,靴襯的底部始終壓貼在導軌端面上,因此能使轎廂保持較穩定的水平裝置,同時在運行中具有吸收振動與沖擊的作用。
2.滾動導靴
剛性滑動導靴和彈性滑動導靴的靴襯無論是鐵的、鋼的或尼龍的,在電梯運行過程中,靴襯與導軌之間總有摩擦力存在。這個摩擦力不但增加曳引機的負荷,而且是轎廂運行時引起振動和噪聲的原因之一。為了減少導靴與導軌之間的摩擦力,節省能量,提高乘坐舒適感,在運行速度υ>2.0m/s的高速電梯中,常采用滾輪導靴取代彈性滑動導靴。
滾動導靴由滾輪、彈簧、靴座、搖臂等組成,如圖2—73所示。
圖2—73 滾動導靴(上為立面圖,下為俯視圖)
1—滾輪;2—彈簧;3—搖臂;4—靴座
滾動導靴以三個滾輪代替了滑動導靴的三個工作面。三個滾輪在彈簧的作用下,壓貼在導軌三個工作面上,電梯運行時,滾輪在導軌面上作滾動。
滾動導靴以滾動降擦代替廠滑動摩擦,大大減少了摩擦損耗,節省了能量;同時還在導軌的三個工作面方向,都實現了彈性支承,從而對Fx及Fy力都具有良好的緩沖作用。并能在三個方向上自動補償導軌的各種幾何形狀誤差及安裝偏差。滾動導軌的這些優點,使它能適應高的運行速度,在高速電梯上得到廣泛應用。
滾動導靴的滾輪常用硬質橡膠制成。為了提高與導軌的摩擦力,在輪圈上制出花紋。滾輪對導軌的壓力,其意義與滑動導靴相同。初壓力的大小通過調節彈簧的被壓縮量加以調節。
應當注意的是,滾動導靴,不允許在導軌工作面上加潤滑油,否則,會使滾輪打滑,無法工作。滾輪轉動應靈活、平穩、可靠。
對于重載高速電梯,為了提高導靴的承載能力,有時也采用六個滾輪的滾動導靴。滾動導靴可以在干燥的不加潤滑的導軌上作,因此不存在油污染,減少了火災的危險。