多层建筑的小型电梯设计

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剪应力的计算：

齿条根部的截面面积s为：70mm×20.24mm=1416.8mm

G轮齿受力为2，其中G为轿厢承载的最大重量。

2

图3-3 齿条 轮齿根部剪应力为

t=G/2×S×10-6=3.11MPa

弯曲应力的计算

S=M/W=G/2(h*+c*)m/bh2/6=1.86

查书[11]表15-1，45钢的剪切疲劳极限t-1=135MPa：弯曲疲劳极限为

[a-1]=60MPa。取齿条的工作等级为M4,所对应的安全系数为4.5。

齿条剪切许用应力为：

[t]=[t-1]135==30MPa4.54.5 [a-1]60==13.3MPa4.54.5

齿条的许用弯曲应力为：

[a]=由计算比较可知t<[t-1];a<[a-1]。故齿条符合使用要求。

3.1.5重量平衡系统设计

重量平衡系统是使对重与轿厢达到相对平衡，在电梯工作中使轿厢与对重间的重量差保持在某一个限额之内，保证电梯的曳引传动平稳、正常。 它由对重装置和重量补偿装置两部分组成。 平衡系统如图3-4所示。

对重装置起到相对平衡轿厢重量的作用，它与轿厢相对悬挂在曳引绳的另一端。

补偿装置的作用是：当电梯运行的高度超过30m以上时，由于曳引钢丝绳和电

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缆的自重，使得曳引轮的曳引力和电动机的负载发生变化，补偿装置可弥补轿厢两侧重量不平稳。这就是保证轿厢侧与对重侧重量比在电梯运行过程中不变。

图3—4重量平衡系统示意图

1—电缆；2—轿厢；3—对重；4—补偿装置

补偿装置的作用是：当电梯运行的高度超过30m以上时，由于曳引钢丝绳和电缆的自重，使得曳引轮的曳引力和电动机的负载发生变化，补偿装置可弥补轿厢两侧重量不平稳。这就是保证轿厢侧与对重侧重量比在电梯运行过程中不变。 对重又称平衡重，绕过曳引轮上的曳引绳的两侧，对重是相对于轿厢悬挂在曳引绳的另一侧，起到相对平衡轿厢的作用。因为轿厢的载重量是变化的，因此不可能两侧的重量都是相等而处于完全平衡状态。一般情况下，只有轿厢的载重量达到50％的额定载重量时，对重一侧和轿厢一侧才处于完全平衡，这时的载重额称电梯的平衡点。这时由于曳引绳两端的静荷重相等，使电梯处于最佳的工作状态。但是在电梯运行中的大多数情况曳引绳两端的荷重是不相等的，是变化的。因此对重的作用只能起到相对平衡。

在电梯运行中，对重的相对平衡作用在电梯升降过程中还在不断的变化。当轿厢位于最低层时，曳引绳本身存在的重量大部分都集中在轿厢侧；相反，当轿厢位于顶层时，曳引绳的自身重量大部分作用在对重侧，还有电梯上控制电缆的自重，也都对轿厢和对重两侧的平衡带来变化，也就是轿厢一侧的重量Q与对重一

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侧的重量W的比例Q／W在电梯运行中是变化的。尤其当电梯的提升高度超过30m时，这二侧的平衡变化就更大，因而必须增设平衡补偿装置来减弱其变化。 平衡补偿装置是悬挂在轿厢和对重的底面(如补偿链条，图2—76所示)，在电梯升降时，其长度的变化正好与曳引绳长度变化对重相反，当轿厢位于最高层时，曳引绳大部分位于对重侧，而补偿链(绳)大部分位于轿厢侧；而当轿厢位于最低层时，情况与上正好相反，这样轿厢一侧和对重一侧就起到了平衡的补偿作用，保证了对重起到的相对平衡。

例如，有一60m高建筑内使用的电梯，用6根Φ13mm的钢丝绳，其中不可忽视的是绳的总重量约360kg。随着轿厢和对重位置的变化，这个总重量将轮流地分配到曳引轮的两侧。为了减少电梯传动中曳引轮所承重的载荷差，提高电梯的曳引性能，就必须采用补偿装置。

对重可以平衡(相对平衡)轿厢的重量和部分电梯负载重量，减少电机功率的损耗。当电梯负载与对重十分匹配时，还可以减小钢丝绳与绳轮之间的曳引力，延长钢丝绳的寿命。

由于曳引式电梯有对重装置，如果轿厢或对重撞在缓冲器上后，电梯失去曳引条件，避免了冲顶事故的发生。

曳引式电梯由于设置了对重，使电梯的提升高度不像强制式驱动电梯那样受到卷筒的限制，因而提升高度也大大提高。

对重装置，一般分为无对重轮式(曳引比为1：1的电梯)和有对重轮(反绳轮)式(曳引比为2：1的电梯)两种。

不论是有对重轮式，还是无对重轮式的对重装置，其结构组成是基本相同的。一般由对重架、对重块、导靴、缓冲器碰块、压块，以及与轿厢相连的曳引绳和对重轮(指2：1曳引比的电梯)组成。各部件安装位置如图2—75所示。 其中的对重架是用槽钢制成，其高度一般不宜超出轿厢高度，对重块铸铁制造，对重块安放在对重架上后，要用压板压紧，以防运行中移位，和运行中振动声响。 为了使对重装置能对轿厢起最佳的平衡作用，必须正确计算其重量。对重的重量值与电梯轿厢本身的净重和轿厢的额定载重量有关。一般在电梯满载和空载时，曳引钢丝绳两端的重量差值应为最小，以使曳引机组消耗功率少，钢丝绳也不易打滑。

其中的对重架是用槽钢制成，其高度一般不宜超出轿厢高度，对重块铸铁制

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造，对重块安放在对重架上后，要用压板压紧，以防运行中移位，和运行中振动声响。

图3-5 (a)无对重轮；(b)有对重轮的对重装置

1—曳引绳；2—导靴；3—导靴；4—对重架；5—对重块；6—缓冲器碰块 其中的对重架是用槽钢制成，其高度一般不宜超出轿厢高度，对重块铸铁制造，对重块安放在对重架上后，要用压板压紧，以防运行中移位，和运行中振动声响。 为了使对重装置能对轿厢起最佳的平衡作用，必须正确计算其重量。对重的重量值与电梯轿厢本身的净重和轿厢的额定载重量有关。一般在电梯满载和空载时，曳引钢丝绳两端的重量差值应为最小，以使曳引机组消耗功率少，钢丝绳也不易打滑。

对重装置过轻或过重，都会给电梯的调整工作造成困难，影响电梯的整机性能和使用效果，甚至造成冲顶或蹲底事故。 对重的体积通常以下面基本公式计算：

m=600Kg

由公式可计算出： 平衡重的体积为：

v=0.053m3

平衡系数选值原则是：尽量使电梯接近最佳工作状态。

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