電梯的主要結構及組成

該電梯采用四層教學電梯，根據最常見的升降式客梯結構，主要結構由以下部分組成：

電梯機房部分：曳引減速機、曳引電動機、制動器、曳引輪、限速器、旋轉編碼器

電梯井道部分：導軌、對重機構、轎廂（門機機構、安全鉗、導靴、照明燈、風扇）、層門、樓層召喚指示控制器、曳引繩、導向輪、一層平層感應器(計數復位)、上限位開關、隨行電纜。

電梯底座部分：轎廂控制器、緩沖器、下限位開關。

電梯電氣控制部分：電源空氣開關（漏電脫扣器）、DC12V驅動電源、PLC可編程控制器、接線端口電路板、到站鐘。

電梯機房部份結構

電梯機房部分設備主要有：曳引減速機、曳引電動機、制動器、曳引輪、限速器、旋轉編碼器。
 

一、曳引減速機、曳引電動機、制動器與曳引輪

曳引機分為有齒輪曳引機和無齒輪曳引機兩種。有齒輪曳引機廣泛應用在運行速度V<2.0m/s的各種電梯上。本教學電梯即為有齒輪曳引機，它采用蝸輪減速傳動機構。主要由曳引電動機、蝸輪蝸桿減速機、聯軸器、制動器、制動電磁鐵、曳引繩輪、慣性輪等構成，其外形如圖所示。

曳引機是電梯的驅動裝置，它包括：

1）曳引電動機：一般分為交流曳引電動機、直流曳引電動機。

2）曳引減速機：大多數電梯廠選用蝸輪蝸桿減速箱，也有行星齒輪、斜齒輪減速箱。本教學電梯采用的是蝸輪蝸桿減速箱。曳引電動機通過聯軸器與蝸桿聯接，蝸輪與曳引繩輪共同裝在一根軸上。通過曳引減速機驅動繩輪正反旋轉，使轎廂和對重上下運行。

3）制動器：在電梯上通常采用雙瓦塊常閉式電磁制動器。在電梯停止或電源斷電的情況下制動抱閘，以確保電梯不致移動，電動機通電時制動器松閘。

制動器是電梯非常重要的安全裝置。一般都是裝在電動機和減速器之間，即裝在高轉速軸上。因為高轉速軸上所需的制動力矩小，這樣可減小制動器的結構尺寸。制動器的制動輪就是電動機和減速器之間的聯軸器圓盤。制動輪一般裝在蝸桿一側，以保證聯軸器損斷時，電梯仍能制動被掣停住。

4）曳引繩輪：曳引機上的繩輪稱為曳引輪。兩端借助曳引鋼絲繩分別懸掛轎廂和對重，并依靠曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽間的靜摩擦力來實現電梯轎廂的升降。

二、限速器

常見的限速器有凸輪式、剛性夾持式和彈性夾持式三種，電梯額定速度不同，使用的限速器也不同。

本教學電梯采用的是凸輪式限速器。凸輪式限速器也稱慣性式限速器，適用于電梯額定速度在0.5～1m/s以下的低速梯。其結構如下圖所示。當轎廂下行時，限速繩帶動限速輪作順時針旋轉，限速輪內有一五邊形盤狀凸輪，限速輪轉動時，五邊形盤狀凸輪的輪廊線處，與裝在擺動挺桿上的限速滾輪，凸輪輪廊線上徑向的變化，使挺桿猛烈的擺動，由于限速滾輪軸的另一端被限速器拉簧拉住，在額定速度范圍內，使挺桿右邊的棘爪與棘輪上的棘齒脫離接觸。當轎廂超速達到規定的超速值時，凸輪轉速加快，圓周上離心力增加，使挺桿擺動的角度增大到使棘爪與棘輪上的棘齒相嚙合，限速器輪被迫停止轉動。隨著轎廂繼續下行，限速器輪槽與限速繩之間產生摩擦力使限速繩軋住，帶動安全鉗聯動系統，將安全鉗拉桿提起，安全鉗楔塊動作，轎廂被制動在導軌上。

調節拉簧的拉力，可調節限速器的動作速度，當限速器動作后需要復位時，可以將轎廂慢速上行，限速輪反向旋轉，棘爪與棘齒脫開，安全鉗即可復位。

凸輪式限速器的缺點是沒有可靠的軋繩裝置，只靠限速繩與限速輪槽的接觸產生的摩擦力而動作安全鉗。

額定速度不大于0.63m/s的電梯，常采用剛性夾繩限速器，配用瞬時式安全鉗。大于0.63m/s的電梯，常采用彈性可滑移夾繩限速器，配用漸進式安全鉗。

三、旋轉編碼器 

本電梯的定位裝置為增量型旋轉編碼器。其特點是：只有在旋轉期間會輸出對應旋轉角度脈沖，它是利用計數來測量旋轉的方式，通過PLC采集旋轉編碼器旋轉時產生的脈沖信號將電梯定位。

上圖，即為本電梯所使用的旋轉編碼器及安裝結構方式。旋轉編碼器的中心軸通過彈性聯軸器與曳引輪的中心軸相連，當曳引輪正反旋轉時也帶動了與之相連的旋轉編碼器作相應的正反轉動。電梯每上升或下降一段距離，旋轉編碼器的脈沖信號數就相應的增加或減少來控制轎廂的平層位置。

電梯井道部份結構

一、導軌及其部件結構

本教學電梯的導軌，采用鋁合金材料按照實物比例通過拉模工藝制造，表面經過黑色鋁化處理。如圖所示。

電梯工作時轎廂和對重借助于導靴沿著導軌上下運行。在電梯井道中，導軌起始段一般都支承在底坑中的支承板上，每個導軌壓板每隔一定的距離就有一個固定點，借助于螺絲、與導軌壓板，將導軌固定在井道支架上。

電梯中的導軌，是轎廂和對重在垂直方向運動時的導向，限制轎廂和對重在水平方向的移動，防止由于轎廂的偏載而產生的傾斜。同時當安全鉗動作時，導軌作為被夾持的支承件支承轎廂和對重。

二、轎廂及其部件結構

與轎廂連接的相關部件有：轎廂箱體、轎廂支架、門機系統、轎門、安全觸板、超重報警裝置、安全鉗及安全連桿機構、上下導靴、照明、風扇、操縱箱等裝置。

1、 轎廂箱體、轎廂架

電梯轎廂是用于運送乘客或貨物的廂體。轎廂因用途不同，規格尺寸與外形設計也不同。轎廂架是牽引轎廂在軌道上運動的支架。在轎廂頂部及轎廂架上安裝許多電梯部件實現各種功能。

2、門機系統、轎門

本教學電梯采用了單扇中分門結構的門機傳動機構。門機以直流減速電機為動力，通過門機鏈條傳動。傳動鏈輪上安裝有曲柄桿，曲柄桿的兩端分別與門扇驅動連桿相連。帶動門扇的開與關。如圖所示電梯門按開門方式可分中分門、旁開門。中分門有單扇中分、雙折中分；旁開門有單扇旁開、雙扇旁開、三扇旁開。電梯的門按安裝位置可分為轎門和層門（或廳門）。層門裝在建筑物每層電梯停站的門口，掛在層門上坎上面。轎門則掛在轎廂上坎上面，與電梯一起上升、下降。層門通過轎門上的門刀插入進行開門或閉門。

門機傳動機構是指安裝在轎廂頂的前部，自動開、關轎門和廳門的裝置。

3、安全觸板

安全觸板是一種防止在電梯門閉合過程中夾住人及物品的接觸式保護裝置。它由觸板、控制桿和微動開關組成。平時，觸板在自重的作用下，凸出門扇一些距離，當門在關閉中碰到人或物品時，觸板被推入，控制桿轉動，并壓住微動開關觸頭，通過電氣控制使門電機迅速反轉，門被重新打開。

4、隨行電纜

電梯隨行電纜是跟隨轎廂一起運動的，連接機房電氣控制柜到轎廂電氣線路的電纜。包括有動力、信號控制、通訊、轎廂照明、通風、空調等方面。根據GB/5023.6-1997標準：隨行電纜導體的長期允許工作溫度不超過70℃，敷設環境溫度應不低于0℃。安裝自由懸掛長度不超過80m，移動速度不超過4m/s。電纜敷設安裝允許彎曲半徑應不小于電纜小邊的6倍

5、超重報警裝置

在實際電梯中，為了能使電梯在額定載重量范圍內正常安全的運行。必須配置超重報警裝置。本仿真教學電梯在轎廂頂部設計了一種超載裝置。它包括超重壓力彈簧和超重報警開關。當電梯超

重后，彈簧被壓下，超重報警開關斷開。通過電氣系統控制電機停止運行、轎門打開不能關閉、并輸出報警信號。只有減少轎廂內重到規定范圍內電梯才能關門、啟動。見圖所示

6、轎廂導靴、對重導靴

轎廂導靴安裝在轎廂上梁和轎廂下梁安全鉗座下面，對重導靴安裝在對重架上部和底部。導靴按其在導軌工作面上的運動方式，分為固定滑動導靴、彈性滑動導靴和滾動導靴。

本仿真教學電梯轎廂導靴采用的是彈簧式滑動導靴。彈簧式滑動導靴主要由靴座、靴襯、靴頭、靴軸、壓縮彈簧及調節絲桿等組成。彈性滑動導靴的靴頭是浮動的，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為穩定的水平位置，同時在運行中具有緩沖振動和沖擊的作用。如圖所示。

三、安全鉗及安全連桿機構

電梯的安全裝置有電氣安全裝置和機械安全裝置之分。機械安全裝置主要由限速器、安全鉗和緩沖器等部件組成。

安全鉗裝置在轎廂架的底梁上，處于下導靴之上，隨著轎廂沿導軌運動。安全鉗楔塊由連桿、拉桿、彈簧等傳動機構與轎廂上的限速器鋼絲繩相連接。

安全鉗的種類很多，如本教學電梯采用的是雙楔式安全鉗。限速鋼絲繩是一根兩端封閉的鋼絲繩。上面套繞在限速器輪上，下面繞過掛有重物的張緊輪，在限速鋼絲繩的某處與轎廂上的安全鉗的連桿機構固定，而連桿機構則裝在轎廂上梁預留孔中。

電梯因機械或電氣的某種原因出現故障使轎廂超速下行。如：鋼絲繩斷裂、轎頂滑輪脫離或電機升降速度過高……等使電梯失控而發生超速下降時(下行速度達到限速器動作速度)，限速器發生動作，通過制動機構將限速繩軋住，這時連接杠桿被上提，通過轎廂上的安全連桿機構和安全鉗楔塊拉條，將安全鉗楔塊上提，使楔塊楔進安全鉗鉗體與導軌之間，將轎廂卡在導軌上而不致繼續墜落。楔塊與導軌接觸的一面壓有花紋，以增加與導軌接觸時的摩擦力，增大制動力。

同時，安全鉗電氣聯鎖開關相應動作切斷控制電路電源，迫使曳引機停止工作。

不論是限速器，還是安全鉗都不能單獨完成上述任務，必須靠它們的配合動作來實現。限速器、安全鉗和轎廂三者之間的結構關系如圖所示。

四、層門及其部件結構

層門門鎖：由鎖臂、鎖鉤、鎖扣組成，設置在層門內側，門關閉后，將層門鎖住。電梯層門：是安裝在每個樓層的電梯層站入口的封閉門。開門與關門是通過安裝在轎門上的門刀來實現的。當轎廂離開層門開鎖區域時，層門無論何種原因開啟，都有一種裝置能確保層門自動關閉。可以是彈簧或者重塊滑輪機構，強迫層門閉合。

本教學電梯采用的是彈簧結構，見圖所示。此外，每個層門上都裝有一把層門鎖。層門關閉后，門鎖的機械鎖鉤嚙合，鎖住層門不被隨意打開。只有當電梯停站時，層門才在開門刀的帶動下開啟，或用專門配制的鑰匙開啟層門。

五、層樓指示召喚盒：

安裝在每個層站層門側邊，有上行下行召喚按鈕、上行下行指示燈、轎廂當前樓層數碼顯示。

六、對重及其結構

對重裝置由對重輪、對重支架、對重重塊、曳引繩、防護遮欄等組成。對重與轎廂起到重力平衡作用，以節約電能消耗，增加電梯安全性。

對重又稱為平衡重塊，其作用在于減少曳引電動機的功率和曳引輪、蝸輪上的力矩。對重的結構沒有固定的形式，但不論何種形式，在對重支架的四個角上都應設置四只導靴以保證對重在電梯運行時沿著對重導軌垂直運行。

對重鐵塊放入對重支架內，對重鐵塊應便于搬運。對重鐵塊配置的數量應使對重鐵塊和對重架的總重量等于轎廂總重量加（0.4～0.5）額定載重重量。

2-4電梯底座部份結構

一、底座

電梯底座部分主要包含：底座、緩沖器、限速器張緊裝置、電梯轎廂控制器。電梯底座下面安裝了四個萬向輪，方便整個電梯的移動觀察與維修。

外形尺寸：1450（長）×1160（寬）×220（高）mm

二、緩沖器

限速器張緊裝置包括限速繩、張緊輪、重砣塊等，它安裝在坑底內，限速繩由轎廂帶動運行，限速繩將轎廂運行速度傳遞給限速輪，張緊輪反映出電梯實際運行速度。當限速器動作時，通過限速繩使安全鉗動作。

四、電梯轎廂控制器

電梯轎廂控制器，又稱操縱箱。在本仿真教學電梯中，為了便于轎廂操作控制，安裝在電梯底座前面。實際電梯一般安裝在轎廂內靠近轎廂門的位置。

轎廂控制器主要包含：上行指示燈、下行指示燈、樓層數碼顯示器、樓層選擇按鈕、開門按鈕、關門按鈕、警鈴按鈕、檢修控制器。

檢修控制器主要由電梯檢修或管理人員操作使用。實際電梯常用蓋子鎖住，防止乘客誤操作。其中包含：風扇、照明、手動/自動、直駛、急停、慢上、慢下等按鈕。本電梯直接安裝在面板上面，用框線表示。