电梯门系统

电梯门系统（通用9篇）

电梯门系统 篇1

0 引言

电梯门控系统是电梯控制系统中一个非常重要的子系统。相对于整个电梯控制系统来说，由于它的动作最频繁并且直接面对乘客，因此在实际应用中需要一个运行安全可靠、性能稳定的电梯门控制系统来为乘客服务。乘客对电梯门运行的一般要求是门在开或关的开始阶段要求速度快，在开或关的结束阶段要求门速慢。老式电梯门的控制及运行大多采用直流电机配以继电器、限位开关及电阻等器件来实现开、关门的控制，门在运行中依靠安装在轿门上的开关打板依次撞击装在轿顶上的各换速行程开关，逐渐短接分压电阻，从而改变直流电机电枢绕组两端的电压来实现调速，这种方法实现电梯开、关门的缺点是平稳性较差、调试较为困难、易受外界干扰、故障点多且故障率较高，已无法满足新型电梯的技术要求。[1]本文采用了PLC和变频器作为控制器来控制电梯门的开、关动作。

1 控制器选取

1.1 系统控制核心选取

系统控制核心选用西门子S7-200PLC，该PLC的优点是工作可靠性高、功耗小、功能强大、程序设计方便灵活、价格便宜且体积小，可以方便的安装在轿门上方。[2]

1.2 调速装置选取

变频器应用于交流调速拖动系统中有易于实现的优良控制特性，并且变频器具有完备的保护功能，在条件比较恶劣的环境下也能正常使用，所以本设计的调速装置选用西门子MM420变频器，该变频器与PLC配套使用，具有调速范围广、转速精度高、耐高温且运行可靠等特点。[3]

2 电梯门运行特点分析

电梯门在运行过程中，为了使电梯门开、关时间尽量短且门在开、关过程中撞击程度尽量小，电梯在开、关门时一般具有如下特点：

2.1 开门过程：

电梯门在打开时，一般有三级变速。开始以某一高速开门;开门达到70%左右时，换速成某一低速;当开门达到90%左右时，以一更低的速度爬行;当碰触终点限位开关时，开门电路断开，开门过程结束。

2.2 关门过程：

电梯门在关闭时，一般有四级变速。开始以某一高速关门;关门达到60%左右时，换速成某一低速;当关门达到80%左右时，以一更低的速度运行;当关门达到90%左右时，以比前段更低的速度爬行;当碰触终点限位开关时，关门电路断开，关门过程结束。

电梯开、关门速度变化曲线如图1所示。

3 电路、控制程序及变频器相关参数设计

3.1 电路设计

电梯开门信号(手动开门按钮、防撞击信号)、关门信号(手动关门按钮、延时关门触点)及开、关门终点限位开关作为PLC的输入信号，利用PLC的三个输出端子Q00、Q0.1和Q0.2分别与MM420变频器的数字端子5、6和7点连接，当PLC的控制程序使Q0.0、Q0.1和Q0.2三个输出点通、断状态发生变化时，使变频器的5、6及7点的通、断也随即发生变化。电梯开、关门电路设计如图2所示。

3.2 控制程序设计

3.2.1 开门控制程序设计如图3所示。

3.2.2 关门控制程序设计如图4所示。

3.2.3 变频器相关参数设置方法

(1) 西门子MM420变频器重点参数简介

P700：选择命令源，当设置成2时，表示命令源由端子排输入决定。

P1000：频率设定值的选择，当设置成3时，表示固定频率设定。

P1001～P1007：固定频率1～7的设定值。

P701～P703：该三个参数设置成17时，表示二进制编码的十进制数(BCD码)对应频率选择+ON命令，具体解释如表1所示。

(2) 变频器参数设置

本系统中变频器调速采用外表端子控制多频率选择方式，西门子MM420变频器最多可选择7段速度运行，前3段速度控制开门运行，后4段速度控制关门运行。假设开门运行时，电机开始以25Hz频率正转运行，延时一段时间后以10Hz频率正转运行，再延时一段时间后以5Hz频率正转运行;关门时，电机开始以25Hz频率反转运行，延时一段时间后以15Hz频率反转运行，再延时一段时间后以10Hz频率反转运行，继续延时一段时间后以5Hz频率反转运行;根据上述要求，变频器相关参数设置如表2所示。

4 运行过程分析

开门：开门信号给定时，通过PLC控制程序控制Q0.0接通，运行开门第一段速度;运行延时后Q0.1接通，运行开门第二段速度;运行再延时后Q0.0、Q0.1同时接通，运行开门第三段速度。

关门：关门信号给定时，通过PLC控制程序控制Q0.2接通，运行关门第一段速度;运行延时后Q0.0、Q0.2接通，运行关门第二段速度;运行再延时后Q0.1、Q0.2同时接通，运行关门第三段速度;关门即将结束前，Q0.0、Q0.1、Q0.2同时接通，运行关门第四段速度。

5 结语

利用变频器与PLC配合来控制电梯门的开和关，此方法在实现开、关门时可靠性高、平稳性较好，调试起来也较为简单、不易受外界干扰且故障率较低;将此方法应用于电梯门开、关控制实验台中，经过现场实测验证，达到了较为理想的控制效果。

摘要：为了使电梯更好的为大众服务, 本文利用PLC和变频器配合使用来控制电梯门的开和关。本文设计了PLC和变频器控制电梯门的电路和控制程序, 列出了变频器的控制参数设置表。经过试验验证, 该方法应用在电梯门的开、关控制中能收到很好的效果。

关键词：PLC,变频器,电梯门

参考文献

[1]郎东革, 姜润峰.DSP控制的自适应电梯门机系统[J].沈阳工程学院学报, 2007, 3 (3) :279.

[2]罗恒年.PLC控制的步进电机门系统[J].中国现代教育装备, 2010, (3) :50.

[3]高峻峰, 闫洪波.新型喂线机自动控制系统的研究与开发[J].机械工程师, 2009, (3) :119.

当电梯门快要关上时 篇2

有人鞋跟断了

在一次10个人的集体面试中,刚刚做完自我介绍的陈小姐可能由于紧张,下台时突然滑了一下,更糟糕的是她的鞋跟也折断了,弄得陈小姐十分尴尬,一瘸一拐地回到了她的座位上。

Patrick是在陈小姐之后做自我介绍的候选人。他走到讲台,微笑地看着大家,说出了令所有人难忘的一段话:“看来今天的竞争真是激烈,连高跟鞋的鞋跟都感受到了这种压力。可能很多人会觉得,在面试现场断了鞋跟简直是运气糟糕透顶了,不过我想,我们中国有一句古话,叫做‘否极泰来’。当运气真的糟糕透顶的时候,好运气就在咫尺之遥了,看来陈小姐很快就要有好运气了!我的名字是……”

当天负责面试的几个评委不约而同地给了Patrick满分,他反应机敏,寥寥数语就化解了尴尬气氛,使之轻松而温馨。

败于细节——

她一进电梯就失败了

那天上午,电梯里人比较多,我站在最后面。就在电梯门快要关上的时候,一个人匆匆忙忙跑过来,按了“上楼”的按键。门刚要打开的时候,站在电梯最右面的一个女孩因为没有看到外面有人,所以按住了“关门”键想把门关上。外边那位大概立刻又按了“上楼”键,门再次打开,她一进电梯就用愤怒的眼神责备站在电梯口的那个女孩子,狠狠给了她一个白眼。

10分钟后,最后进电梯的那个女孩出现在我的办公室,她申请的是“客户服务代表”职位。尽管她笑靥如花,我的脑海中实在难以抹去她那愤怒冰冷的眼神。一个动不动就横眉冷对的人,一个连小事都不肯包容的人,怎么可能做好客户服务?

乘电梯的小小礼节体现了一个人的修养。当电梯门快要关上时,除非你有急事,尽量等候下一部电梯。如果你一定要再次开门,请你进电梯的时候小声地说一声:“抱歉!抱歉!”

她失败在洗手间

小赵也是不幸被我在面试之前就否决了的一个候选人。当时我正在洗手间清理茶杯,一个女孩子走进来,用脚碰开一个厕位的门,“哗啦”一声开始冲水,然后才如厕。要知道我们公司是在一个四星级的大厦办公,打扫厕所的女工时刻关注着每个厕位的卫生,完全没有必要如厕前冲水。如厕后的小赵更加注重卫生,她把水龙头开到最大,洗手梳头左看右看,即使旁边有人在等着洗手她也熟视无睹。最后她拿手纸包着龙头把它关上了,似乎上面沾满了病菌。

你可以说我偏激,但是我一定会fail如厕前冲水的人,用脚开门的人,用纸包着水龙头的人。他们要么有洁癖,要么完全不在乎浪费公共资源,完全没有社会责任感。

旧式杂物电梯门系统安全隐患探析 篇3

关键词：杂物电梯,门系统,门锁,悬挂部件,窥视窗

0 引言

杂物电梯以其价格低廉、使用方便、控制系统简单、对建筑物要求低等优点, 广泛应用于饭店的食物运送和医院、图书馆、银行等部门的小件货物运送[1]。和常见的乘客电梯相比, 杂物电梯额定载重量小、层站少、不载人, 因此人们普遍认为杂物电梯比较安全, 这可能在一定程度上也让杂物电梯的使用单位对其安全管理产生了惰性[2]。事实上, 这是一种非常错误的观点。近几年电梯事故的统计结果表明, 杂物电梯导致的人员伤亡事故每年均占一定的比例。操作杂物电梯时, 使用人员一般站在层门口进行, 直接和门系统接触, 因此大部分事故都和门系统有关, 尤其是采用旧标准生产的杂物电梯更是如此。实际上, 目前还有相当数量的旧式杂物电梯仍在使用。那么, 和新式杂物电梯相比, 旧式杂物电梯的门系统存在哪些安全隐患呢?

1 门锁

如图1所示, 杂物电梯的层门一般采用垂直中分式滑动门, 上门扇为主动门扇, 下门扇为被动门扇, 二者通过钢丝绳连接, 并悬挂在滑轮上。门的两边设有导向装置, 方便门上下手动开启。在上下门扇中间位置附近设有机械门锁和验证层门关闭状态的电气安全装置 (俗称“电气门锁”) 。

旧式杂物电梯一般选用行程开关作为验证层门关闭状态的电气安全装置, 并且仅装设一个, 有的装在上门扇旁边, 有的装在下门扇旁边, 通过门扇的开启或闭合使其触点断开或导通。多年的实际应用效果表明, 上述门锁结构主要存在以下三个问题。

(1) 仅仅装设一个电气安全装置, 在层门打开状态下非常容易发生非故意的碰触电气安全装置的情况, 那么此时电梯就具备了运行条件, 若有人呼叫电梯, 电梯就会运行。实际上, 人们在打扫轿厢卫生或者搬运东西时, 经常会不小心碰触到该电气安全装置, 由此引发的事故全国已发生多起。

(2) 机械门锁都位于上门扇上, 而电气安全装置有的装在上门扇旁边, 有的装在下门扇旁边。作者认为, 若机械门锁和电气安全装置都位于上门扇是非常不安全的。因为此时机械门锁锁紧的是上门扇, 电气安全装置验证的也是上门扇的关闭状态, 而下门扇既没有机械锁紧装置, 也没有电气安全装置。如果连接上下门扇的某根钢丝绳发生断裂导致下门扇倾斜或下沉, 那么在该侧上下门扇之间将形成比较大的间隙, 人的手指是可以伸入的, 但是位于上门扇的电气安全装置依然处于导通状态, 杂物电梯可以正常运行, 这是非常危险的。

(3) 许多杂物电梯是使用于油污特别严重、湿度相当大的饭店、食堂等餐饮场所, 随着使用时间的增加, 油污会附着在行程开关的驱动杆上造成其复位不灵活, 有粘滞现象, 甚至干脆不释放, 此时即使层门处于打开状态, 但是电气安全装置依然处于导通状态, 杂物电梯可以正常运行[3]。2011年, 奉化市技工学校食堂内的杂物电梯就曾因该原因导致一名清洁人员死亡。

可见, 旧式杂物电梯的门锁结构导致电梯容易出现开门运行的情况。大量事故案例表明, 杂物电梯发生的比较严重的事故一般都是因开门运行引发的, 因此必须消除这种安全隐患。一个比较好的方法就是将电气安全装置的触头和导通片分别附着在上下门扇上, 这样电气安全装置的分合与门扇的分合有直接的联动关系, 层门门扇打开的情况下电气安全装置不会导通, 杜绝了电梯开门运行的现象[4]。

2 悬挂部件

GB25194-2010《杂物电梯制造与安装安全规范》中7.4.3.1规定:垂直滑动层门的门扇应固定在两个独立的悬挂部件上[5]。实际操作中, 杂物电梯一般都是采用钢丝绳作为悬挂部件, 垂直滑动门的上下门扇固定在两根独立的钢丝绳上 (见图1) 。但是, 在安装过程中, 安装人员有时会使用一根钢丝绳来达到同样的效果, 此时为防止钢丝绳断裂导致上下门扇彻底分离, 会在钢丝绳适当位置安装夹头。如图2所示, 为悬挂部件的安装方式。其中, (a) 夹头安装在层门内侧, (b) 夹头安装在层门外侧。分析图2 (a) 所示安装方式可以发现, 无论是位置A、位置B、位置C哪一处发生断裂, 上下门扇至少还会通过一根钢丝绳连接在一起并悬挂在滑轮上, 不会发生坠落, 是符合要求的。分析图2 (b) 所示安装方式可以发现, 钢丝绳在位置A或位置B发生断裂时门扇不会坠落, 但如果在位置C断裂, 那么上下门扇之间就完全失去了连接, 会发生坠落事故, 是不符合要求的。因此, 一旦发现如图2 (b) 所示安装方式应当予以纠正。

3 窥视窗

杂物电梯的层门一般是手动开启的, 使用人员在开门前, 应该能够知道轿厢是否在层站。新式杂物电梯一般采用一个发光的“轿厢在此”的信号进行指示。但旧式杂物电梯有时会在层门上安装窥视窗直接进行观测。窥视窗一般为透明玻璃, 容易破碎。玻璃破碎后, 有些人因为好奇或者不开层门直接拿取轿箱内的物品, 而将头或手伸入窥视窗内, 此时若电梯运行就会导致伤亡事故。杭州某公司内就曾发生使用人员违章将头和手伸入玻璃缺损的窥视窗引发的死亡事故。因此, 采用玻璃窥视窗的一定要确保玻璃完好无损, 玻璃一旦损坏应及时予以更换。

4 结束语

受技术水平、安全理念、经济条件所限, 生产年代较早的旧式杂物电梯的门系统存在一些缺陷, 由此引发的安全隐患在后期的使用过程中逐渐显现。尤其在北上广等发达城市, 旧式杂物电梯的保有量仍较多, 针对这部分杂物电梯必须加强安全管理, 同时在条件允许的情况下应当进行改造, 通过采用更新的、更加安全的技术消除门系统的安全隐患, 提高安全性能。

参考文献

[1]毛怀新.电梯与自动扶梯技术检验[M].北京:学苑出版社, 2001.

[2]潘文革, 李平.TW-200杂物电梯事故技术分析及思考[J].特种设备安全技术, 2007 (4) :52-54.

[3]徐峰.杂物电梯层门门锁触点不宜选用行程开关[J].中国电梯, 2009, 20 (7) :48.

[4]周引, 李赵.对杂物电梯层门事故的思考[J].电梯工业, 2011 (3) :45-48.

电梯门系统 篇4

1.典型事故回放

事故一：2011年10月28日下午14：09，重庆市渝北区银鑫花园国际公寓商业楼1#电梯发生1名乘客死亡的事故。事故的经过是这样的： 2011年10月28日14：09分左右，该电梯处于1楼平层位置开门（层门、轿门）状态，当第16位乘客进入时，电梯轿厢开始向下溜车，在溜车过程中，有2位乘客迅速离开电梯轿厢，第三位乘客在离开电梯轿厢过程中，被下溜的轿厢挤压在电梯轿厢门楣与1楼层门地坎之间，在轿厢内其他乘客和1楼大厅人员的帮助下，伤者于14：35左右被救出，经医院抢救无效死亡。

事故二：2013年5月15日，深圳市罗湖区长虹大厦1号电梯发生一起安全事故，电梯下行至3楼，深圳某医院实习护士王某拟走出电梯时，电梯门突然关闭并下行，造成其被夹死。事故的经过是这样的：2013年5月15日11时30分许，在深圳市笋岗东路长虹大厦1号电梯内，一名鹏程医院的实习护士搭乘电梯时，因运行电梯出现故障，在护士王某即将迈出电梯时身体被电梯门夹住，随后被电梯拖行至死，事发时电梯处于下行状态，电梯里有十几个人，当电梯抵达3楼时，电梯门打开后，该女子便往外走，但刚把头和脚探出去，电梯门就突然关闭了，当时该女子手上拿着手机，可能因为太专注没注意到电梯门关闭，头就被夹住了，然后电梯就直接降到负一楼，当时该女子一直悬在半空中。

2.事故原因探讨

事故一的原因探讨，通过现场检查，事故电梯制动轮与制动闸瓦之间有明显的油污。由此分析该起事故的直接原因是事故电梯曳引机制动器的制动力不足，没有足够的制动力使事故发生时的电梯轿厢保在持静止状态，从而没能避免开门溜车事故的发生。再就是在事故调查中发现该电梯的平衡系数偏小，但笔者认为这不是造成人员死亡的主要原因。

事故二的原因探讨，通过现场检查，事故电梯制动轮与制动闸瓦之间也存在明显的油污。由此分析该起事故的直接原因是事故电梯曳引机制动器的制动力不足，没有足够的制动力使事故发生时的电梯轿厢保在持静止状态，从而没能避免开门溜车事故的发生。第二个原因是电梯轿门和层门在未关好时，电梯启动了，说明该电梯门连锁也存在故障。

以上两个事故的直接原因在于电梯制动系统和门系统：电梯制动轮与制动闸瓦之间存在油污导致电梯曳引机制动器的制动力不足，从而造成电梯开门溜车的情况发生而带来事故。不同的是第一个事故是人员进入，电梯内的重量增加，电梯未关门而走梯，第二个事故是人员向外走时电梯突然关门，而门未关好电梯运行了，说明电梯门连锁故障也是本次事故的原因。

3.创新设计建议

经过事故原因分析发现，造成这些事故的主要原因是电梯制动器制动力不足，制动力不足的原因是电梯制动轮与制动闸瓦之间存在油污，那么这些油污又是从何而来呢？电梯作为一种机电产品，它由机械和电气两部分组成，为了让电梯能够正常工作，机械部分必须要有良好的润滑系统，电梯上使用的曳引机、减速机、各种轴承等都需要进行良好润滑，而在设计上电梯的制动器与这些润滑点的距离都较近，导致了电梯制动器会被油污污染而降低了电梯制动效果。这就要求电梯维修保养人员在对电梯维修保养时勤检查电梯制动器，如果维修保养不到位，就会酿成事故。

目前在电梯曳引机的设计上进行了改革，减少电梯制动器被油污污染的机会，但是要想完全杜绝在电梯制动轮和制动闸瓦上污染油污几乎不可能，因为存在许多不可见因素和偶然因素，电梯使用时间较久，清洁卫生没有跟上，或者是由于其他原因污染了电梯制动器等。故我们可以考虑增加安全装置的设置来弥补人为因素的不足。

通过以上事故分析和从事特种设备多年工作的经验来看，电梯事故造成人员死亡的案例中主要表现均在制动系统和门系统上，因此笔者提出如下创新设计，拟达到电梯更加安全运行，更好的保护好人们的生命安全。

设计建议：一是电梯制动系统采用两套独立的制动轮和制动闸瓦。机械部分两套相对独立，电气控制系统相互连锁，也就是机械部分任何一套装置负荷要求，电梯均能可靠制动，电气系统任何一套装置出现故障，电梯就不能运行；二是设立两套独立的门连锁系统。机械部分相对独立，一套锁钩出现故障，电梯厅门不能自由开启，必须将两套锁钩打开后才能开启电梯厅门，电气系统由原来的主副触电变为两套主副触点，但只要其中任何一个触点故障，电梯就不能运行，确保电梯在安全状态下运行。

4.预期效果分析

通过对电梯安全系统的设计变更，会大大提高电梯运行的安全性，但带来的影响是两个方面的。一方面是积极的一面，提高安全性，减少对电梯乘客的伤害，特别是可以有效减少死亡事故的发生，两套制动系统同时被污染的可能性极小，只要平时加强维保和检查，可以杜绝两套制动系统同时被污染，加上电气系统也同步增加保护触电，电路不通制动器不打开，可以有效地起到保护电梯乘客的效果；另一方面是消极的一面，一是增加电梯维保人员的工作量和工作责任心，维保电梯时必须仔细检查电梯两套制动系统和门系统，特别是电气触电的清洁必须保证，不然电梯就不会运行，二是电梯的故障会增加，只要有电气触电被污染，电梯就会保护性停梯。

电梯门系统 篇5

1 防止电梯门夹人的保护装置

水平滑动门是以动力驱动, 在运行时需要设置防止夹人的装置, 在出现人员进入层门被即将关闭的门扇撞击或即将撞击的情况时, 保护装置需要保证门可自动重新开启, 以免出现夹伤人的情况。电梯门入口的保护装置主要分为接触式和非接触式两种, 前者称为安全触板;后者依据其功能原理, 分为超声波监控、电磁感应和光电式等保护装置。在现场检验时, 检验人员需要采取模拟动作进行试验的方式, 检验电梯门保护装置的有效性。

2 门的运行和导向

在电梯层门和轿门正常的运行过程中, 二者不可出现机械卡组、脱轨或行程终端错位的情况。为了避免因锈蚀、磨损或火灾等因素的影响, 进而导致电梯层门的导向装置失去效用, 电梯门中需要设置应急导向装置, 保证在遇到类似问题时层门可保持原位。

电梯门导向装置主要由吊板滚轮、反滚轮和门靴等部件构成, 如果这些部件失效, 则极易导致门扇脱轨或错位问题出现, 甚至造成门扇掉入电梯井道。尤其是在遇到火灾时, 滚轮塑料外缘和门靴非金属的外包层容易被烧融。此时, 电梯门主要依靠紧急制导装置保持其处于原位。在检验电梯门的运行和导向时, 检验人员可采用目测的方法检查, 仔细观察电梯门的导向装置是否真正处于导轨中。

3 自动关闭层门的保护装置

在电梯轿门开始驱动层门运行, 轿厢处于开锁的区域之外时, 如果电梯层门突然无故开启, 则很容易酿成安全事故。因此, 电梯门中需要设置保证层门自动关闭的保护装置。如果自动关闭是通过利用重块实现的, 则电梯需要设置避免重块坠地的保护措施。

层门的自动关闭装置主要为重块式与弹簧式两种。在检验其性能时, 检验人员需要选择端站、基站和20%的其他层站层门, 在电梯轿厢运行到开锁区域时打开层门, 仔细观察层门的关闭情况, 以及为避免重块坠落而采取的保护措施的有效性, 从而确保检验的科学性和合理性。

4 紧急开锁的保护装置

电梯的每个层门均需要1把可从外面开启的钥匙。紧急开锁后, 层门闭合时, 门锁装置不能保持在开锁位置。

在检验过程中, 检验人员需要选取端站、基站和20%的其他层站层门, 利用专用钥匙检验紧急开锁保护装置, 从而有效验证其功能是否完好。开启电梯层门的专用三角钥匙需要有专人负责保管, 很多电梯事故都是由于开锁人员对三角钥匙不熟悉, 或忽视了层门开启需要注意的事项而导致的。因此, 在检验紧急开锁装置时, 检验人员需要认真核查电梯钥匙的管理制度, 重点检查三角钥匙的管理和使用制度, 并确保三角钥匙由专人负责和使用。

5 门锁的保护装置

每个电梯层门需要设置门锁的保护装置, 层门锁紧的动作需要通过重力、弹簧或永久磁铁等共同产生和保持, 即使在弹簧或永久磁铁失效后, 重力也不会导致层门开锁。电梯轿厢需要在锁紧元件的啮合≥7 mm时才可启动。门的锁紧情况需要通过电气的安全装置验证, 且安全装置需要通过锁紧元件的强制操作启动, 不需要任何中间机构, 以免因操作失误导致电梯门锁紧。

在检验过程中, 检验人员需要目测门锁和电气安全装置的设置情况, 主要内容包括:目测电梯锁紧元件的啮合情况, 如果啮合长度有限, 则需要测量在电气触点开始闭合时锁紧元件啮合的长度;查看触头积垢和烧蚀的情况;锁紧元件和附件的耐冲击性, 确保其为金属材料制成或加固;锁紧装置与安全触点的元件之间需要设置防止误操作连接;检查门锁的锁钩、锁臂和搭接点的动作是否灵活;在电梯处于检修速度运行时, 打开门锁仔细观察电梯是否停止运行;用手将层门扒开时, 如果电梯没有处于运行状态, 则表明其啮合的长度已超出限定值。

6 门联锁的保护装置

门联锁是保证层门不被随意打开的保护装置。由于电梯每次运行时需要开、关门2次, 不但会使门锁的钩子因频繁动作而老化, 而且很容易因动作失灵而造成安全事故。在电梯未运行至停站时, 各层门需要被牢牢锁住, 只有在电梯已经停稳时, 层门才可以被轿门上的开门刀片开启。同时, 电梯只有在各层门完全关好、机械钩子锁紧后, 电气触点才可被接通, 从而保障电梯的安全、平稳运行。

电梯在正常运行的过程中, 层门与轿门不能打开, 只有轿厢在层门开锁区域已停止或停站时才可打开。如果任何层门或轿门处于开启状态, 在正常操作时不能启动电梯或保持电梯的继续运行。每个层门和轿门的闭合都需要通过电气的安全装置验证, 如果滑动门是由许多间接机械相互连接的门扇组成, 则未锁门扇的闭合也需要通过其设置的电气安全装置验证。

检验方法为:保证电梯处于检修速度的运行状态, 打开层门检查电梯是否处于停止状态;将电梯设置为检修状态, 关闭层门、打开轿门, 观察电梯是否处于运行状态;对于机械连接的滑动门, 选取轿门、基站、端站和20%的其他层站层门, 将锁门电气安全装置短接, 保持各门扇处于打开状态, 观察电梯是否处于运行状态。

7 结束语

综上所述, 电梯门系统的保护装置在保障电梯的安全、平稳运行, 以及人们的生命财产安全方面起着重要作用。检验人员只有掌握电梯门的结构、运行原理和保护装置的检验方法, 才能真正为人们创造安全、平稳的乘梯环境, 避免电梯出现安全事故。

参考文献

[1]马艳秋.浅谈电梯门系统的安全保护装置及检验方法[J].科技致富向导, 2011 (27) :181.

电梯门系统 篇6

随着现代化工业的发展, 皮带的应用越来越广。在ATM、自动检票机的分离装置和定位装置及信息读取装置、印刷机、邮件自动分拣机、纺织机械、汽车、机器人、电动注射成型机、机床主轴、CT扫描相机、数码相机、电梯等设备中均需要应用到皮带传动, 工业上对皮带的需求越来越广。而对于电梯门系统, 皮带必不可少。

1 皮带的分类及其在门系统的应用

带传动可根据传动方式的不同分为摩擦传动和啮合传动两大类。摩擦带传动包括平带、V带、多楔带等。啮合传动主要是同步带。其中平带由顶布、带芯和底布组成。V带可分为包布带和切边带。包布带和切边带均有粘合胶、芯绳, 包布带外层为外包布, 切边带顶层为顶布。多楔带由粘合胶、芯绳、顶布和楔胶组成。同步带则由背胶、芯绳、齿包布、齿胶组成[1]。

门系统中分为层门和轿门部分。轿门部分包括开门机、轿门板、安全触板或光幕、轿门地坎、门套。层门部分包括层门导轨架、层门板、层门地坎、门套等。轿门部分随轿厢运动。每台电梯只有一至两个开门机。层门部分每层均有, 由于其成本随建筑的层数而增加, 因此层门联动采用了成本较低的钢丝绳。综观开门机的发展史, 由早期的铰链门发展到现在的皮带传动门机。铰链门机又称摇臂式门机, 广泛应用于20世纪70年代的电梯门, 通过三相异步电机, 带动链轮旋转, 并通过一系列的连杆机构实现门的开合, 传动系统与门板属于刚性连接。到了20世纪80年代初期, 皮带开始应用于电梯开门机。使用三相异步电机, 通过平带带动驱动轮旋转, 实现减速和增大力矩, 驱动轮与从动轮之间用V带传动, 中分门通过皮带连接板夹住上皮带和下皮带, 实现门的反向运动。旁开门则通过皮带连接板夹住皮带的一边使第一门运动, 并通过钢丝绳联动装置联动第一门与第二门, 但平带没有楔紧效应。到20世纪90年代初的门机则是电机到驱动轮, 驱动轮到从动轮均使用V带, V带应用在大部分门机上。到20世纪90年代末随着永磁同步驱动技术应用在门电机上, 实现了无需减速装置的直驱方式, 但仍使用V带。V带因依靠摩擦传动, 故使用一段时间后容易打滑, 造成维修保养的不便。而且对带轮楔角与V带楔角配合要求较高, 不同楔角容易产生打滑和皮带过早磨损, 或容易产生侧翻和皮带脱落。打滑的另一个弊端是会令开关门末端位置的误差增大, 在关门末端位置易产生撞门现象, 在开门末端位置可能产生开门到位时电机还继续旋转, 令门机械部件或皮带疲劳或损坏。而且需要的初张力也较大, 因此电机设计所需要的轴载荷也相应需要较大, 造成电机功率必须更大, 相关传动部件的强度也要求更高, 使得设备体积大、成本高。在20世纪90年代末期, 三菱、东芝等电梯制造商已开始将齿形同步带应用在电梯开门机上, 直到现今, 齿形同步带在门系统中已得到广泛应用, 无论是日系的异步门, 还是欧系的同步门, 均通用齿形同步带传动。

2 齿形同步带的分类及特点

齿形同步带按齿形可分为梯形齿和曲线齿。梯形齿中, 节距有3/8 in (9.525 mm) 和1/2 in (12.7 mm) 两种。最初应用于驱动缝纫机的上、下往复运动, 以后其用途日益广泛增加1/5 in (5.080 mm) 、7/8 in (22.225 mm) 、1/4 in (6.350 mm) 和1/12.5 in (2.032 mm) 四种节距, 一直沿用至今。曲线齿在台型齿的基础上开发, 相比梯型齿, 有以下优点: (1) 曲线齿采用公制节距; (2) 曲线齿的齿形大, 因此跳齿扭矩大; (3) 曲线齿与带轮啮合过程较平滑、噪声低; (4) 带齿与带齿轮的齿侧间隙小, 定位精度高; (5) 曲线齿的多边形效应小, 传动误差小, 定位精度高; (6) 曲线齿受力后在齿根部无应力集中现象, 齿剪切强度高[2]。

齿形皮带相对于V带有以下特点。

(1) 齿形带轮的节圆直径更小

V带传动属于摩擦传动, 其轮径不能过小, 否则会因包角小而降低传动效率, 容易打滑。同步带传动属于啮合传动, 不会发生打滑, 因此直径可更小。

例如在S5M型同步带的最小带轮直径为ϕ22.28 mm (最小齿数为14) , 相比之下M型V带轮最小直径才ϕ40 mm。又如S8M型同步带, 带轮的最小直径为ϕ56.02 mm (最小齿数为22) , 对应地A型V带的最小带轮直径为ϕ67 mm。因此齿形同步带具有带轮直径小的优势。

(2) 同步带的延伸率更小

V带的芯线一般使用聚酯纤维, 同步带的芯线一般使用玻璃纤维。玻璃纤维的最大特点是受热时不易被拉长, 具有延伸率小的优点, 如图1所示:

从图1可知, 同步带的抗拉伸性优于V带。

(3) 同步带轮的输出力和传动容量更大

电机输出公式:F=2T/d

其中T为电机的扭矩, d为节圆直径, F为电机额定输出力。

可知, 在相同的电机输出扭矩下, 电机输出力与带轮直径成反比, 门机的拖动负载取决于输出力F。

在已知功率情况下, V带的动态轴负载的计算式为:

其中:Fc——动态轴负载 (N) , Pd——设计动力 (k W) , v——皮带速度 (m/s) , Kθ——接触角修正系数, θ1——小皮带轮的接触角 (°) 。

同步带的动态轴负载的计算式为[1]:

其中:Fc——动态轴负载 (N) , Pd——设计动力 (k W) , v——皮带速度 (m/s)

由上可知, 在相同皮带速度情况下, 传动容量与输出力/动态轴负载成正比。因此带轮直径越小, 传动容量越大。容易推出, 同步带的传动容量优于V带。

(4) 同步带的噪音稍比V带大

噪音与带与带轮的接触面积有关。齿形带的运行噪音来自两个方面。一方面是带齿和齿轮啮合时产生的冲击噪音。这是由于带的多边形效应及带齿与轮齿相互碰撞而发出的声音。实际上啮合冲击噪音是带与带齿槽所形成的空腔内气柱共鸣产生的。另一方面是带的弦振动噪音, 包括带与带轮的挡边摩擦, 及带运行时与空气摩擦产生的噪音等。

但对于如开门机相对低速转动的机构, V带与齿形同步带的噪音差异基本上可以忽略。

3 齿形同步带在开门机的应用方式对皮带性能的影响

同步带应用在开门机有两种布置方式, 分别位横向放置和竖向放置。横向放置主要是因为门电机为碟型 (也叫卧式电机, 皮带连接板夹上或下皮带使其与门板联动) 。竖向放置主要是因为门电机为筒式 (也叫立式电机, 皮带连接板一般夹前皮带使其与门板联动) 。皮带竖向放置时, 过大的跨距长度会令皮带因重力作用下垂, 皮带受横向剪切的程度大于电机横向放置时。用立式电机通常是为节省门上坎部件的布置空间, 同时因皮带竖向放置的限制, 带轮的轴间距不能过大, 因此皮带竖向放置时只能联动一边门, 另一边门只能依靠钢丝绳联动装置。因此此种布置方式多应用在同步门的中分与旁开门, 而对于异步门, 只能应用在旁开门, 应用在中分门的并不多见。而对于同步带横向放置, 则皮带受重力时的下垂范围远小于同步带的弯曲允许范围, 因此适合于同步门和异步门。对于中分的异步门, 皮带可双边联动, 但对于同步门只能联动单边, 这是由于皮带驱动门刀转动决定两门不能用皮带联动。因此同步门所需要的皮带跨距长度更小, 而异步门则多用长跨距同步带。

对于同步门, 在关门末端时, 大多需要电机的堵转力令门刀闭合或张开, 故此阶段内对皮带的拉力过大。为降低跳齿轮的几率, 初始张力应比异步门的稍大。

初始张力的计算公式为:

其中:Fδ——挠曲负载;Ls——跨距长度;Lp——皮带长度;Y——与皮带型号有关的常数;δ——在Fδ作用下的挠度;T0——皮带的初始张力。

由上式可知, 在相同的挠曲负载情况下, Ls/Lp越大, 所需的初始张力T0就越小。而轴间距缩小时, 皮带周长缩短量为轴间距缩小量的2倍。因此轴间距越小, 轴间距与周长的比就越小, 在皮带同一挠度下所需的张紧负载 (T0) 就越大。因此同步门机一般不宜使用长跨距同步带。

4 不同材料齿形同步带在开门机的应用

齿形皮带的橡胶材料分为:天然橡胶、丁苯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶。天然橡胶的耐磨性、抗弯曲开裂性最好。氯丁橡胶的耐老化性、耐臭氧、耐碱性最好。丁腈橡胶的耐油性最好。更高抗拉强度要求的可用氢化丁腈橡胶 (可达50~400 kgf/cm2) 或聚氨酯橡胶 (200~450 kgf/cm2) , 氢化丁腈橡胶成本较高, 聚氨酯橡胶耐热、耐酸、碱性差, 若井道环境较恶劣, 也不适用。

齿形皮带的芯线材料分为:聚酰胺、聚酯、芳纶、棉、玻璃纤维、钢丝。其中玻璃纤维的抗拉强度较大, 因此其延伸率也较小。芯线的抗拉强度对比如表1。

由表1可知, 玻璃纤维的抗拉性能优于其他材料, 其稳定性和弯曲疲劳性能好, 在齿形皮带中最常用。但由于水对玻璃纤维的延伸率影响较大, 吸水后的玻璃纤维性能大大下降。故消防梯中不能使用玻璃纤维芯线的皮带, 而推荐使用芳纶芯线, 芳纶芯线的弯曲疲劳性和耐水性更好。

在常规的使用工况下的门机, 一般选用氯丁橡胶、玻璃纤维芯线的皮带。而在消防梯, 一般不使用玻璃纤维芯线的皮带, 而采用帆布或芳纶芯线的。

5 齿形同步带的选用要领

标准的齿形同步带选用方法是根据电机输出功率选用。还有另一种是依惯性矩计算, 主要应用在正反转频繁的场合。第三种是依有效拉力, 主要应用在低速的传送用带场合。

根据电机功率设计时, 应先确定电机的技术特征, 例如电机的额定功率, 带轮的转速, 带轮的节圆直径。根据电机的额定功率, 结合实际工况, 确定负荷修正系数、惰轮比修正系数、速比修正系数、环境修正系数, 得出设计功率;再根据带轮节圆直径, 将转速换算成皮带的线速度。结合以上所得值, 明确带的型号, 计算带与带轮的齿数, 修正带与带轮的啮合齿数, 然后确定带宽, 最后进行传动设计确认。

根据实际载荷设计, 首先要判断是否需正反转和急剧变速, 若有经常正反转, 则需考虑惯性矩的传动设计, 要计算负载的惯性矩, 计算加、减速转矩, 确定各种修正系数, 再确定带的型号, 后续步骤同根据电机功率设计时的相同。若没有正反转频繁和急剧变速的场合, 则可根据有效拉力设计, 进行有效拉力的计算, 再根据其值得出设计拉力, 再确定皮带型号, 后续步骤同根据电机功率设计时的相同。

6 结论

本文结论如下:

(1) 齿形同步带在电梯开门机中应用最广泛:

(2) 齿形同步带比其他皮带拥有更优异的性能, 包括带轮直径可做得更小、延伸率更小、输出的传动容量更大;

(3) 一般工况下的门机, 可选用玻璃纤维芯线, 氯丁橡胶的齿形同步带。

摘要：从20世纪初到现在, 电梯发展已有100多年历史。门系统的部件是电梯的核心部件之一, 起着至关重要的作用。门机的发展历程中, 由摇臂式门机发展到皮带驱动式门机。到目前为止, 所有的电梯门机均离不开皮带。皮带在门系统的应用中, 齿形同步皮带最受欢迎。齿形同步皮带相对于其他皮带性能更优越。随着化学工业的发展, 皮带的种类也越来越多, 选择材料合适的皮带对门机使用性能的提高有着必不可少的帮助。

关键词：皮带,齿形同步带,门系统,开门机

参考文献

[1]阪东化学株式会社.阪东传动带综合设计手册[Z].2011.

电梯门安全及其保护装置探讨 篇7

1 有关电梯门的相关要素

1.1 有关电梯门保护的相关标准和规定

在我国《电梯制造与安装安全规范》 (GB7588-2003) 中对于电梯门的相关保护做了如下的规定:当乘客在搭乘电梯的时候, 如果轿门已经或者将要夹住乘客身体的时候, 电梯上应该有相关的设备能够在这个时候使电梯的轿门自动打开, 以防止对乘客产生伤害。这种装置的保护作用能够在主动关闭的轿门最后50mm的行程中被取消, 但是及时在保护装置被取消时对于主动轿门来说其动能也应小于10 J (此处参考了《电梯制造与安装安全规范》 (GB7588-2003) 第8.7.2.1.1.3条和第7.5.2.1.1.3条的内容) 。从技术层面上讲, 这部分内容与国际《电梯制造与安装安全规范》 (EN 81-1:1998) 标准中的相关内容是等同的, 因此电梯生产企业在满足了国内《电梯制造与安装安全规范》 (GB7588-2003) 标准之后, 也就符合了相关的国际技术规范和标准。从国家相关的电梯制造和安装技术规范中可以看出, 电梯在制造、安装和使用的过程中必须有们安全及其保护装置的存在, 但是对于电梯中相关门安全及其保护装置的位置、类型和保护方式并没有做出具体的规定和解释, 这就在相关电梯设计和制造人员的具体工作执行中产生了一些混乱。

1.2 电梯门保护的种类

电梯门安全保护系统按照功能来分析有较多的类型, 而且在现实生活中其使用范围也不止限于电梯门的安装和使用上, 还可以被应用于任何相关的自动开关门类的设备上, 以更好的方便使用和保护人们的安全。根据电梯门保护的功能分析, 我们可将其分为两大类, 而每一类在特性方面又适用于不同的场合, 其分类如下:

首先是机械门保护系统, 在这种保护系统中又包含了机械安全触板保护系统和门机保护系统;其次是光电门保护系统, 在这种系统下又可分为两维光幕保护系统、单光束门保护系统、光幕和安全触板的二合一光幕保护系统、以及三维光幕保护系统。

2 机械门安全保护装置

2.1 门机保护装置

这种系统主要是将乘客保护模块集成到门机保护系统中, 这种保护方式多是应用于在已经碰撞的情况下, 其原理就是碰撞发生时, 电动机的转动就会受阻, 这时用来检测电动机运行状态的相关检测装置就会在检测到这一受阻状态, 并将信号通过控制系统, 然后控制系统再使门机做出反方向运动的动作, 既保护了乘客, 也预防了门机受损。但是这种门机保护系统的作用机制是在碰撞已经发生的情况下作用的, 且这种撞击实际上多在100N以上, 所以对于老人、弱者或小孩等可能会产生一定的伤害。门机保护功能在我国《电梯制造与安装安全规范》 (GB7588-2003) 第7.5.2.1.1.2条中有如下的规定:在平均的关门速度下电梯轿门及与其连接的各零件动能的计算值和测量值都不应该大于10J, 而关于其平均速度的计算中, 其总行程要在对中分门中每个动门都减去25mm, 在对旁开门中要减去主动轿门最后行程末端的50mm。所以在这种要求下可知, 这种门机保护系统对于运动质量和门机有着较高的要求, 只有将门机的运动部件质量降低, 并通过控制系统降低重开门力才能将这种系统的保护功能发挥地更好, 而我们可以根据关门动能的计算公式e=1/2mv2, 将门机的运动部件质量计算出来。

2.2 机械触板门保护装置

这种保护装置成本较低, 设计简单, 通常是在支架的固定下安装在门板上, 所以从安装和维修的角度来讲, 这种保护系统都有很大优势。所以在诸如住宅、商场等场所的使用较为普遍, 从材料角度看有铝合金和铁触板两类;从结构特点来看主要包括双安全触板+光束/光幕、单安全触板+双光束、单安全触板+单光束、双安全触板等。其工作原理主要是在电梯门关闭时, 触板往往会先接触到乘客, 然后它信号传送给控制系统, 通过控制系统控制电梯门及时打开, 但是如果在电梯关门速度较快的情况下, 有经验的人为了防止电梯门的碰撞可能会提前触碰触板或做出躲避电梯门的动作, 而这对于老人、弱者或小孩等可能也会造成伤害。

3 光电门保护装置

3.1 光束门保护装置

鉴于光束的直径较小, 而且在对物体的感知范围方面也很有限制, 所以其不能单独而多是和触板结合在一起使用才能发挥其价值。通常情况下会在安全触板或者轿厢前围壁上设置光束, 且对于数量没有明确的规定。其工作原理主要是当物体被光束感知后, 电梯门就会收到自动开启的信号, 然后做出开门的动作, 但是这种光束并不能作为独立的保护装置而被应用, 而且在很多城市也不会通过验收。

3.2 光幕门保护装置

这种光幕门保护装置的使用在很大程度上改善了乘客对于电梯的使用体验, 因为和机械安全触板不同, 它采用了无精密机械传感器和无机械运动部件, 所以其本身在工作的过程中可以避免与乘客或物体的直接接触, 从而有效的保护了乘客和物品的安全, 对于电梯而言其在很少碰撞的情况下也降低了故障发生率, 提高了使用的可靠性。这种光电保护系统产品的开发已经有很多种类, 许多实力较强的电梯制造公司也积极地加入到这种系统的研发和生产中。

在光幕门保护装置系统中, 轿门板多是光幕设置的位置, 并且和光幕电缆一起随着轿门的开关而做出循环往复的运动, 同时为了避免对光幕电缆和发射、接收端在随电梯门的往复开关运动中因摩擦等而产生损害, 相关工作人员在对这种保护装置进行安装的过程中多将缆线用导链捆束起来。光幕系统是由发射器、接收器、控制器和电缆共同组成的一个, 发射器和接收器多是被设置于电梯轿门或者轿厢的两侧, 控制器多是被设置于轿厢顶部。这种保护系统的工作原理是当发射器发出的光束遇到通过或是即将通过的乘客或物品时, 接收端对于光束的接受就会受阻, 从而使开门信号被控制系统发出, 门机在接受到相关指令后就会做出开门的运动。因为光幕门保护装置中其扫描精度和系统的反应灵敏度在很大程度上依赖于光束数量的多少, 所以光束数量在光幕门保护系统中占有重要的地位。虽然随着光束数量的增多, 光幕门保护系统的扫描精度和反应速度会得到提高, 但是着也使装置在成本方面增加很多, 所以当前光幕保护装置产品的价格也跟随着光幕从24线光束到194线光束的变化而差异较大, 但是为了保证电梯使用过程中的安全性, 企业在选择相关光幕保护装置的产品时, 要尽可能地选择光束较多的产品。这种保护装置在随着电梯门关闭的过程中其光束的数量也会逐渐减少, 这就会使光幕保护装置形成检测盲区, 其灵敏度也会降低, 所以其可能会对比较比较薄的物体并非十分敏感, 如女士的裙子等, 最终可能会使其被轿门夹住的风险增大, 这也是为什么在选择这类产品时要注重光束数量的原因之一。

3.2.1 两维光幕保护装置

两维光幕保护装置光束的发射数量可以根据电梯门关闭距离的大小而产生变化, 因为其光束是相互交错地在电梯门扇运动的方向形成反应面, 所以其感知和反应的灵敏度很高, 当物体或乘客进入其感知范围后都能被敏捷地感知。两维光幕保护装置的工作原理是每个探测束的形成都是由一个红外发射管、对应的红外接受管和红外光束三部分筑成, 在控制系统的的管理下形成一个由红外线组成的保护光幕。当光幕中的红外线被物体或者乘客阻挡之后, 系统就会在0.1s内依此做出预警和验证反应, 当阻挡被验证通过后就会通过控制系统使电梯门做相反方向的运动, 因为这种保护系统的优越性能和成本随着技术创新的不断降低, 其普及也会越来越近。

3.2.2 二合一光幕和三维光幕保护装置

二合一光幕保护装置是由以光幕为中心并加上安全触板辅助功能的保护装置, 主要是将光幕安置于安全触板的边缘部分, 从而实现了电气和机械方面保护的二合一, 但是这种二合一使得保护装置在安装、维护方面比单纯的一个方面有着更高的要求, 所以这种保护装置在成本方面是这两种单纯装置的综合, 一般多是被用于较高档的场所。

三维光幕保护装置其监测感应区域是多方位的, 在二维光幕的基础上增加了向外的红外线发射和接受管, 在这种保护装置中物体阻挡并反射的发射管发出的红外线被接收器接受, 电梯门会自动打开, 相比于其它, 这种系统具有智能化和自动化的优点, 这种保护装置多倍用于高档的建筑中, 由于其感应区的与众不同, 对其安装要严格按照标准执行。

国际和国内的有关电梯生产规范和技术标准都对电梯门的保护做出了一定的要求, 并组成了电梯安全保护系统的主要部分, 随着我国经济的发展和人们生活水平的不断提高, 人们对于电梯安全性和人性化的要求也会越来越严格, 所以如何使电梯的设计和生产更加符合使用者这方面的需求已经成为相关研究人员和电梯生产企业必须关注的焦点之一。

参考文献

[1]张书, 殷勤.电梯门锁安全回路改进设计[J].电子测试, 2014 (14) 41-43.

[2]李士林, 涂春磊.聚甲醛材料在电梯门地坎的替代应用[J].电子测试, 2013 (18) 220-222.

[3]孟调霞.电梯门保护装置的归纳与探讨[J].城市建设理论研究:电子版, 2013 (12) .

[4]钟宏庆.电梯门系统的安全保护装置与检验探讨[J].中国科技博览, 2012 (27) :634-634.

电梯层门加强筋横向优化设计研究 篇8

电梯是现代化大型商业建筑以及智能小区当中最为常见的一种垂直升降的交通工具。通常情况下, 电梯可以分为曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、逻辑控制系统以及安全保护系统共八大系统。其中电梯层门是乘客安全的重要保证, 所以在设计过程中对电梯层门的可靠性以及结构强度有很高的要求。电梯层门一般是由薄钢板制成, 为了给电梯层门提供一定的机械强度和刚性通常会在电梯层门背面设置加强筋。根据GB7588-95《电梯制造与安装安全规范》中的有关规定, 电梯层门与门锁应该具有一定的机械强度, 即在300N的垂直作用力下电梯层门能够从承受并且无永久形变、弹性形变不大于15mm, 经过反复试验后可以正常工作。

2 电梯层门加强筋横向优化分析

加强筋是电梯层门中不可或缺的一个重要组成部分, 通过加强筋能够有效地增加电梯层门的刚度以及强度, 但是由于加强筋属于附属性结构, 需要在确保电梯层门刚度以及强度的情况下, 尽量的缩小加强筋的体积。因此需要对电梯层门加强筋的结构特点以及受力情况进行科学、合理的分析。在进行结构设计的过程中, 加强筋的大小、形状与其材质以及受力情况有着很大的关系。通常情况下加强筋使用的是薄钢板的梁状结构, 因此在进行优化设计时可以将加强筋的材质以及形状设为常量, 即在同一材质和形状下分析研究不同大小的加强筋的受力状况。电梯层门加强筋通常情况下受到横向荷载的作用, 为了能够提供足够的刚度以及强度支持, 需要使加强筋的伸展方向应该与电梯层门最大应力以及最大偏移量的位置保持一致。因此以下就对电梯层门横向加强筋的优化设计进行具体研究。

(1) 建立有限元分析模型。

假设钢制电梯层门的厚度为t, 然后设置宽度为b、高度为h的加强筋, 此时电梯层门的厚度t与加强筋的宽度b都是常量, 而高度h则为设计变量, 所以可以通过改变h来调整加强筋横截面积。以便求出在满足电梯层门强度需求前提下加强筋体积的最小值, 根据矩形梁最大应力计算公式, 第i根加强筋在第k次分析中的最大应力σki m a x的数学模型表达式为:

其中, b为加强筋的宽度;M为加强筋最大应力处端面所承受的弯矩;hik为第i根加强筋在第k次分析中的高度。而在弯矩M以及加强筋宽度b相同的情况下, 使加强筋的边缘纤维发生屈服时的厚度hik+1符合如下关系:

其中, [σ]为屈服应力或者许可应力。将 (1) 除以 (2) 便可以得到第i根加强筋的高度修改公式:

其中hik+1为第i根加强筋在第k+1次结构分析中的高度。

(2) 设计算法。

使用迭代收敛的准则, 即用 (3) 式修改后的体积Vk+1与修改前的体积Vk之差的绝对值小于等于给定的最小量η时停止迭代, 表达式为:

当满足上式迭代收敛的准则时, 就可以进一步判断加强筋的高度是否小于阀值。如果计算结果小于阀值, 则说明还能够进行下一轮的迭代计算, 以便获得新的结构形式, 通常采用逐渐增大阀值的方法, 表达式如下所示:

其中, Cmax为阀值上限;Cmax/N为阀值增量;N为整数;Ck, Ck+1为结构修改后的阀值, 使C1=Cma x/N。

根据设计域的大小以及加强筋的高度b确定其尺寸大小, 并且给出加强筋的初始高度hi1以及初始阀值C1。然后进行离散化处理, 计算每一个高度下加强筋的最大正应力, 每计算一轮过后就根据 (3) 式对加强筋的高度进行修改, 以便获得新的加强筋高度, 进行下一阶段的分析研究。如果获得的加强筋高度等于0, 则可以令其等于一个很小的值δ, 例如10-8。计算修改前与修改后的总体积, 是否满足迭代收敛的准则, 如果无法满足要求, 则需要重新进行离散化处理, 并获得新的加强筋的最大正应力, 直到修改前与修改后的总体积满足迭代收敛的准则为止。然后在判断阀值Ck与阀值上限Cmax是否相等, 如果计算结果无法满足要求, 则需要删除高度小于阀值Ck的加强筋设计值, 以便获得一个新的结构形式, 代入 (5) 式中逐渐增加加强筋高度的阀值, 然后对其在进行离散化处理, 计算每一个高度下加强筋的最大正应力, 并进行新一轮的结构分析直到阀值Ck等于其上限值Cmax为止;如果阀值Ck等于其上限值Cmax, 则可以得到加强筋的最佳设计尺寸。

3 结语

综上所述, 电梯是人们日产生活中经常使用的一种垂直升降的交通工具, 但是在电梯的设计过程中, 往往由于结构设计上的不合理或者存在缺陷, 使得电梯运行安全性、舒适性、可靠性以及稳定性难以得到有效的保证, 而其中电梯层门是保证乘客安全的主要结构部件, 其结构的稳定性以及可靠性就显得尤为重要。因此本文主要通过对电梯层门加强筋横向优化设计的方法进行研究, 在给定荷载以及支撑的条件下, 通过使用有限元分析模型对加强筋的尺寸进行仿真分析, 并且根据加强筋的边缘纤维屈服准则进一步推导出加强筋截面高度的修改公式, 然后通过结构重分析的原理对加强筋的结构尺寸进行修改, 以便使其边缘纤维达到屈服要求, 并同时满足迭代收敛的准则后删除截面高度小于阀值的加强筋设计值, 从而获得新的加强筋分布形式并逐步提高阀值。在这种新的分布形式基础上对加强筋的尺寸结构进行下一轮的优化分析, 当阀值达到阀值上限时则可以获得加强筋的最优的分布形式以及设计尺寸。

参考文献

[1]王龙腾.浅谈永磁同步无齿轮电梯之原理及特点[J].福建农机, 2007 (3) .

[2]吕德海, 潘锋.PXI在电梯测试中的应用[J].电气应用, 2009 (16) .

[3]彭巨光.高层建筑电梯安装工程监理方法的研究[J].安装, 2011 (2) .

[4]郑希源, 周珊珊.浅谈电梯检验中应注意的三个问题[J].现代制造技术与装备, 2006 (5) .

电梯门系统 篇9

关键词：轨道交通,电梯玻璃门,防夹装置,安全

1 工程概述

深圳轨道交通4号线全长21 km, 是双轨设计的市区干线, 以港深交界的福田口岸为起点, 清湖站为终点, 共15座车站, 建成后将成为未来港深接驳的主要交通干线。4号线工程分两期进行, 一期长约5 km, 由福田口岸至少年宫, 已于2004年底通车。二期全长约16 km, 共增设10站, 每站出入口、站台、站厅均设置电梯作为垂直无障碍通道。

本工程电梯采用无机房曳引电梯方案, 考虑到公共交通型电梯人流量众多, 为便于运营人员观察电梯运行情况, 保证电梯通透性, 电梯门全部采用玻璃门设计。

2 标准及设计要求

电梯事故的种类按发生的位置可分为门系统事故、冲顶或蹲底事故、其它事故。据统计, 各类事故所发生的概率分别为:门系统事故占80%左右。冲顶蹲底事故占15%左右, 其它事故占5%左右。从全国近几年发生的电梯使用事故统计中可以发现, 门系统事故占电梯事故比重最大, 发生也最为频繁。由于本工程中龙华线电梯全部采用玻璃门, 亦属公共交通服务型电梯, 有着受众广, 乘客类型多的特点, 因此, 对电梯的安全性能要求颇高。再者, 在公共场所, 电梯满载情况下, 依然存在乘客强行进入, 小孩没有大人陪同独自乘坐电梯的情况, 这些均有可能引发危险。特别是小孩搭乘电梯, 手指被电梯门拖拽导致夹住手指的安全事故屡有发生。另外, GB7588-2003电梯制造与安装安全规范7.2.3.6规定:为避免拖拽孩子的手, 对动力驱动的自动水平滑动玻璃门, 若玻璃尺寸大于7.6.2的规定, 应采取使危险减至最小的措施, 例如:1) 减少和玻璃之间的摩擦系数;2) 使玻璃不透明部分高达1.10 m;3) 感知手指的出现;4) 或其它等效的方法。因此, 本工程电梯从设计阶段就提出高标准的玻璃门保护要求。

3 电梯玻璃门防夹指保护装置

3.1 防夹指保护装置的选择

本工程中的电梯为无机房曳引电梯, 电梯厅门、轿门均采用夹胶玻璃门。为保障乘客安全, 满足电梯安全规范要求, 电梯玻璃门需采取防夹指保护措施。供选择的电梯玻璃门防夹指保护预选方案:

(1) 电梯门胶条方式, 减小电梯门间隙。此方案较简单易实现, 成本低。只需在电梯门框与门扇之间增加胶条, 缩小电梯门框与门扇的间隙, 将间隙控制在安全范围, 避免手指等进入门缝隙导致夹伤。电梯门间隙过小较难准确控制, 对于频繁开关门动作的电梯门, 间隙过小容易造成开关门卡滞, 引发开关门故障, 甚至困人。另外, 过小的间隙为维护保养带来困难, 调整稍不到位, 则防夹保护失效, 保护效果难以得到保证。

(2) 电梯门超声波检测装置。电梯超声波检测, 属非接触三维感应式, 保护效果甚佳。但实施难度大, 对硬件要求高, 成本亦高。因此, 对部件选购带来困难, 不利于设备成本控制, 同时增加了运营维护费用。超声波检测装置故障失灵时不易发现, 由此引起夹指事故, 得不偿失。

(3) 电梯门防夹指装置。装置适用于所有安装玻璃门或者玻璃门的场所, 可以有效地防止乘客的手指在电梯开门的过程中被意外的夹伤, 是一种辅助性的安全装置。根据装置设计要求, 这种装置可以安装在立柱上, 还可以安装在玻璃门的门框部位, 在玻璃和立柱之间的间隙或者门板之间的间隙之间形成安全保护。既能保障电梯正常开关门动作不受任何影响, 又确保防夹功能有效发挥作用。

综合以上各种保护装置, 国内地铁电梯玻璃门防夹指保护多采用胶条封边方案, 电梯门防夹指装置在国内地铁电梯工程项目中尚属创新设计。该防夹指装置成本居中, 保护性能和外观性能俱佳。在满足本工程电梯玻璃门防夹指功能要求同时, 还为日后运营维护创造最佳条件, 从而在本工程电梯玻璃门防夹指保护的选择方案中脱颖而出。

3.2 防夹指保护装置的工作原理

这种防夹保护装置在电梯开门的过程中, 当障碍物给拖拽进入门缝隙前, 防夹指动作装置在摩擦力带动下收缩, 带动防夹指装置电气开关动作, 并且向装置的控制板发出信号, 根据电梯控制系统的预先程序设置, 可以使电梯开门动作停止或者重新关上, 从而避免将人的手指拖拽夹住, 有效地预防了电梯门夹住手指等事故的发生。

安装这种防夹保护装置时, 各扇门的防夹保护装置的电气开关应该串联在一起, 确保电梯每一次开关门动作均受到防夹指装置的保护, 并且将信号发送到电梯系统中。

该防夹指保护装置采用机械动作, 准确性高。检测到防夹动作, 及时通过电气信号反馈至电梯控制系统, 控制开关门动作停止, 起到较好保护作用。

3.3 防夹指保护装置的优点

这种防夹保护装置安装简便, 快捷, 适用于电梯玻璃门, 只要有适合安装的空间, 就可以简便地安装, 这种装置的外形尺寸为50 mm×40 mm, 另外, 该装置可以根据电梯的不同要求进行个性化定制, 可以安装在电梯的轿门、厅门或者立柱上;根据电梯所在的环境, 防夹指装置表面可以有各种不同的涂饰, 这样对于电梯周围的美观装饰不会有任何的影响, 并达到最佳的匹配效果。如本工程电梯采用带不锈钢边框的玻璃门, 则防夹指装置选择不锈钢材料制作, 既匹配电梯整体外观美学要求, 又增加了电梯耐用性, 同时, 也为日后运营的维护保养提供了便利。

4 防夹指保护装置安装、调试和测试

本工程共24台车站电梯, 根据该工程的性质及社会影响, 做为重点工程安排组织施工, 集中优势力量, 集专业施工优势, 优先配置各类生产资源, 统筹施工, 加强管理, 确保本工程能够高效、优质地完成。其中门防夹指装置安装简便, 在门框上按防夹指装置安装尺寸预留安装位置, 上中下均布螺丝孔, 用于螺丝紧固, 并未给电梯安装带来任何额外的难度。机械安装完毕后, 按设计电气设计图将防夹指装置的电气信号接线与电梯控制系统联接。在电梯调试阶段即可对防夹指装置功能进行调试, 测试防夹装置动作片的灵敏度、准确度。经调试测试, 防夹指装置预先检测出各种夹持动作, 并反馈信号给电梯控制系统, 从而停止开关门动作。电梯门防夹指装置在防止电梯玻璃门开关门过程拖拽手指方面起到显著作用, 杜绝了手指因门扇运动而受拖拽夹住的事故发生。

5 成果检验及小结

经有关检验部门的检测, 有效地降低了电梯事故的发生。另外, 在电梯的安全保护方面做了卓有成效的实际探索, 为宣传先进的安全理念做了良好榜样。

深圳轨道交通4号线二期工程垂直电梯玻璃门防夹指装置, 在电梯监督检验部门的验收时, 该玻璃门防夹指装置的保护效能得到监督检验部门的一致认可。电梯在配合地铁试运营演练阶段, 得到各部门高度评价。特别是各级专家评审时, 电梯防夹指功能作为公共交通领域安全防护的典范推荐。通过在深圳轨道交通4号线工程中电梯门防夹指装置的实际应用, 为乘客安全着想的理念落到实处。

参考文献

[1]电梯制造与安装安全规范[S].GB7588-2003.

[2]姚文志, 刘亚斌.电梯使用中安全事故分析与防范[J].动力与电气工程, 2010, (10) .

[3]陈永玉.电梯事故分析及检验对策[J].科技论坛, 2007.