Хлеба и зрелищ требовал человек во все времена. В былые времена человек искал развлечений в выходные дни на торговых площадях городов, где собирались шуты, фокусники, певцы и прочие деятели уличной культуры.
Вот таким зрелищем и обеспечил публику Элаш Отис в теплый майский день 1854 года. Его шоу можно было бы поставить в ряд иллюзионистических, но это только на первый взгляд. Это было открытие, которое явилось основой безопасности подъемных лифтов до сегодняшнего времени.
Взобравшись на открытую площадку подъемного устройства (лифта), которая находилась на отметке в высоту четвертого этажа, он скомандовал своим ассистентам рубить канаты. Для наглядности присутствия нагрузки на площадку подъемного устройства загрузили тяжелые мешки.
Канат, разрублен, топа зевак затаила дыхание, но лифт после короткого рывка моментально останавливается. Так сработало самое первое устройства тормоза лифта (ловитель) в мире.
Здесь стоит напомнить, что это был далеко не первый лифт в мире. Эпоха строительства высотных домой как раз пришлась на 19 век, и лифты устанавливались в полный рост. Но с ростом их установок росла и статистика падений ну нулевую отметку. Надо было что-то делать!
Итак, в чем же конструктив тормозной системы лифта Элайша Отиса?
Уловитель представлял собой плоскую пружину, которая сегодня активно используется в автомобильных рессорах.
Под действием натяжения троса пружина приобретала дугообразную форму и свободно передвигалась по вертикальным направляющим. В случае обрыва троса напряжение с рессоры снималось, и расклинившись она упиралась в направляющие, блокируя тем самым движение лифта.
Наверняка каждый из нас заходя в лифт задавался вопросом что же там внутри лифтовой шахты. Принципиально конструкция лифта стоит на трех основных китах: кабина, электрическая лебедка и противовес, которые в свою очередь соединены между собой тросом.
Противовес необходим для снятия нагрузки на двигатель. Масса противовеса рассчитывается как сумма массы лифта и половина его максимальной нагрузки. Электрический двигатель расположен в большинстве случаев в верхней части лифтовой шахты в специальном помещении, отделенным от шахты плитой перекрытия.
Самый распространенный тип канала - стальной переплетенный трос со вставкой в середину веревки из пеньки или синтетики. Казалось, зачем внутри витого стального троса еще и веревка которая может усилить тяговую нагрузку на незначительную величину?
Так вот эти самые веревки служат антикоррозионным средством! Их пропитывают маслом. Таким образом стальной трос обволакивается масляной пленкой и не ржавеет.
Сегодня технология полимерного производства не стоит на месте и такая компания как Schindler представила для лифтовых компаний полностью полимерный трос.
Огромный плюс таких ремней, что они не требует постоянной смазки и обладает бесшумной работой. Стоит сказать, что ведущими производителем лифтов OTIS уже долгое время применяются приводные ремни с внутренней армировкой, подобные ремням ГРМ в авто.
Поскольку сегодня мы рассматриваем принципиальную систему безопасности лифтов, то мы не будем заострять свое внимание на механизмах, обеспечивающих движение лифта, а остановимся на системе, которая не позволит упасть лифту во время обрыва троса.
Элайша Отис после проведения своего демонстрационного шоу воскликнул - «Все безопасно, господа!» и задал темп в обеспечении безопасности лифтов до настоящего времени. И ведь если бы сегодня были многочисленные обрывы лифтов с людьми, то наш инстинкт самосохранения не позволил бы нам пользоваться лифтом. Да и органы контроля за лифтовым хозяйством не позволили бы перевозку в случае большой вероятности обрыва троса лифта без систем безопасности.
Безусловно с 19 века система ловителя лифта потерпела многочисленные изменения. Помимо технических средств добавилась электронная система управления безопасного передвижения лифта в наряду с оконечной периферией в виде разнообразных датчиков. Несмотря на наличие многочисленной электроники в конечном итоге срабатывает механический ловитель, который имеет отличное конструктивное решение от изобретение Отиса.
Давайте остановимся на примере системы безопасности лифтов, которые устанавливались в высотных домах еще в советское время. Данная система система еще не включала в себя сложные электронные блоки управления и действовала механически. По принципу - чем проще, тем надежнее.
Систему безопасности лифта можно разделить на следующие основные узлы:
В случае, когда конструкцию демонстрировал Отис, тянущий трос был одновременно и тросом уловителя. В современной системе безопасности трос, связывающий ловитель на кабине лифта с ограничителем, расположен отдельно от основного.
Ограничитель скорости расположен как и основной электрический двигатель в машинном отделении над лифтовой шахтой. Роль механического ловителя заключается в контроле скорости лифтовой кабины.
На ограничителе расположен шкив с тросом, который связан с конструкций ловителя на кабине лифта.
Принцип действия ограничителя скорости лифта
В случае обрыва троса лифтовой кабины, скорость кабины увеличивается и соответственно это ускорение через трос передается на шкив ограничителя. Внутри ограничителя расположены грузы, которые под действием центробежной силы вследствии ускорения расходятся преодолевая усилие пружины и упираются в неподвижные упоры.
Шкив ограничителя блокируется и трос натягиваясь приводит в действие устройство ловителя на кабине лифта.
Ловители лифтов в зависимости от принципа действия бывают следующий типов:
Лифт, больше чем какое-либо другое современное изобретение, сформировал облик современных городов, ведь именно благодаря ему стало возможно многоэтажное и высотное строительство. Кстати, в этом году весь строительный и архитектурный мир отмечает 160-летие первого в мире безопасного лифта. В этой статье, посвященной современному лифтостроению, мы хотели бы ответить на основные вопросы, с которых начинается подбор лифтового оборудования для строящегося здания: устройство лифта, характеристики лифтов, виды лифтов, управление лифта, безопасность.
Лифтом (от английского to lift – поднимать) сегодня принято называть стационарную грузоподъемную машину периодического действия, предназначенную для подъема и спуска людей, а также грузов. При этом перевозка пассажиров осуществляется отдельными партиями через определенное время, и движение чередуется с остановками для посадки и высадки людей.
В этом и заключается принцип периодического действия, который, кстати, роднит лифт с фуникулером. К подъемно-транспортным машинам относятся и эскалаторы, но это уже модели непрерывного действия. Посадка и высадка пассажиров с таких машин происходит без остановки последних в процессе работы.
При значительных и интенсивных пассажиропотоках, характерных для большинства общественных зданий, в метрополитенах, портах, вокзалах и универмагах наибольшее распространение получили эскалаторы. А вот там, где пассажиропоток сравнительно невелик и непостоянен (жилые дома, административные и торговые комплексы), устанавливают лифты. Всего, по оценкам специалистов, в мире сегодня эксплуатируется более миллиона лифтов.
Устройство лифта предполагает наличие необходимых элементов вне зависимости от вида и принципа работы лифта. Кабина (или платформа) пассажирского лифта крепится на стальных тросах, которые закреплены через шкив (колесо с канавкой или ободом по окружности) механизма привода, представляющего собой систему, с помощью которой передается сила с одного места на другое. Приводной механизм наряду с аппаратурой управления лифтом расположены в машинном отделении, находящемся в верхней части шахты, куда и передаются сигналы непосредственно из кабины лифта. Данные сигналы проходят по электрическому кабелю, протянутому внутри шахты и соединяющему кнопочную панель в кабине и шкаф управления в машинном отделении. На одном конце стальных тросов находятся грузы-противовесы, которые уравновешивают кабину лифта. Следовательно, когда кабина лифта приводится в движение электрическим двигателем (привод лифта может также быть гидравлическим, в котором не используется противовес, или пневматическим), противовесы опускаются вниз и за счет этого поднимают платформу (либо наоборот: опускается кабина, а грузы поднимаются). При этом мощность, используемая на эту работу, существенно снижается за счет того, что основная нагрузка по подъему кабины выполняется именно за счет противовеса.
По области применения лифты делятся на пассажирские, грузовые и специальные, по типу привода – на электрические и гидравлические. Упрощенно пассажирский лифт с электроприводом представляет собой кабину, подвешенную на стальных канатах в вертикальной шахте. Установленная в машинном помещении лебедка наматывает канаты на барабан, и кабина движется по направляющим, укрепленным на стенах шахты (угол наклона к вертикали при этом составляет не более 15 градусов). Конечно, современные лифты шагнули далеко вперед по сравнению с этой классической моделью: у электрических лифтов нового поколения машинное отделение, в котором находится главный силовой механизм, может размещаться над, под, сбоку или сзади шахты на любой остановке.
Есть сегодня и электрические лифты без машинного помещения: в этом случае имеющий форму диска приводной двигатель либо крепится прямо к направляющим, либо встраивается в дверную раму на верхнем этаже. Кроме того, сегодня активно внедряется система Twin, позволяющая двум независимым кабинам перемещаться в одной шахте. Они расположены одна над другой и используют одни рельсы и двери. Каждый лифт имеет собственный привод с ведущим шкивом и собственный противовес, и кабины могут независимо друг от друга подъезжать к этажам, находящимся друг над другом. Такая система обеспечивает высокую пропускную способность при наличии в задании двух и более основных посадочных этажей (например, фойе, приемные, подземные парковки). Движение гидравлических лифтов осуществляется в результате поступательного движения штока.
Гидравлика требует машинного отделения, потребляет довольно большое количество масла и имеет ограничение по высоте подъема – не более 20 м. Плюсы такого типа привода – в экономии электроэнергии (она тратится только на подъем кабины, спуск же происходит без ее потребления) и низкой статической и динамической нагрузке на здание. Кроме того, именно лифты с гидравлическим приводом позволяют реализовать сложные архитектурные и технологические решения: например, когда требуется установить полностью круглую (в горизонтальном сечении) кабину, выполнить выходы на смежных стенах кабины или сделать лифт без шахты. Гидравлические лифты также пользуются спросом у владельцев 3–4-этажных особняков, двухуровневых квартир, подземных и наземных гаражных хозяйств. В последнем случае гидравлический привод используется для перемещения по вертикали не только людей, но и машин, позволяя создавать полностью автоматизированные паркинги.
Основными характеристиками лифтов являются скорость движения, грузоподъемность, максимальная высота подъема кабины и количество остановок. Все эти показатели регламентируются Государственными стандартами (ГОСТ) России и национальными стандартами зарубежных стран на конкретный тип оборудования. Что касается скорости движения лифта, то специалисты различают номинальную, рабочую, предельную, ревизионную и остановочную скорости. Номинальная скорость – это скорость, на которую рассчитан лифт. Диапазон номинальных скоростей современных лифтов массового применения – от 0,18 до 4 м/с. Но в небоскребах применяются и гораздо более быстрые подъемники, способные разгоняться до 9,5 и даже 17 м/с. При этом для более эффективного использования этих лифтов они не обслуживают нижние этажи – эта экспрессная, то есть безостановочная зона обслуживается более простыми и медленными моделями. Рабочей скоростью называют фактическую скорость лифта в эксплуатационных условиях.
Правилами устройства и безопасной эксплуатации лифтов (ПУБЭЛ) допускается ее отклонение от номинальной не более чем на 15 %. Она изменяется в зависимости от напряжения в электросети, массы полезной нагрузки, сопротивления подвижных частей лифта. Предельная скорость лифта, как и следует из названия, – это наибольшая скорость, при которой обязательно должны срабатывать устройства безопасности (ловители). При этом в отличие от большинства отечественных лифтов, которые обладают только двумя скоростями (при движении и при торможении перед остановкой), импортные оснащены так называемым частотным регулятором, который по мере необходимости увеличивает или уменьшает мощность двигателя для повышения комфортности движения.
Грузоподъемность – это наибольшая масса расчетного груза, для транспортировки которой предназначен лифт, без учета массы кабины и постоянно расположенных в ней устройств. Современные лифты способны единовременно поднять от 50 кг (лифты для ресторанов, библиотек, коттеджей и т. д.) до 5 000 кг (грузовые лифты). Стандартная грузоподъемность пассажирских лифтов – 400 кг. Впрочем, в современных жилых комплексах повышенной комфортности все чаще используются лифты с большей грузоподъемностью – до 630 кг или даже 1 000 кг.
Как любое замкнутое помещение ограниченной площади, лифт требует соблюдения повышенных мер безопасности. Прежде всего лифтовое оборудование необходимо защитить от возможного возгорания. Для этого ограждающие конструкции кабины лифтов изготавливаются только из негорючих материалов, а также устанавливаются огнестойкие двери и специальный механизм, который в случае отключения электроснабжения доставит кабину до ближайшего этажа и откроет ее двери. Для лифтов, установленных в объектах жилой недвижимости, данная опция сегодня считается желательной, для коммерческой недвижимости – обязательной. Каждая страна имеет свод правил техники безопасности, который разрабатывается и хранится национальным комитетом по вопросам стандартизации.
В США перечень правил по технике безопасности для подъемников и эскалаторов разработан Национальным институтом стандартов США (ANSI), в России – Госстандартом. Естественно, главная цель правил техники безопасности – предупредить поломки подъемников. Среди самых распространенных возможных неприятностей – заклинивание в результате сдвига, застревание пассажиров в кабине лифта между этажами, падение кабины, зажим пассажиров между дверьми. В частности, от возможного падения кабину лифта страхуют устройства под названием ловители и специальные амортизаторы, а застревание пассажиров предотвращается благодаря тому, что на дверях лифта монтируется аварийное устройство по их раскрытию и предусматривается подготовка специально обученного персонала для открытия дверей лифта и освобождения пассажиров. Перегрузка лифта предотвращается благодаря тому, что строго соблюдается соотношение между номинальной нагрузкой и общей площадью напольного покрытия лифта.
Безопасным лифт также делают специальные устройства, предотвращающие преждевременное закрывание дверей. Как правило, в них используются инфракрасные датчики входа, позволяющие избежать травматизма даже при большом скоплении народа. Специальное устройство контроля дверей шахты предотвращает движение кабины лифта при несанкционированном открытии шахтной двери. Кроме того, при использовании лифтовой системы Twin, как правило, внедряется система компьютерного распределения вызовов кабины, что позволяет поддерживать между ними минимальное заданное расстояние и осуществлять постоянный мониторинг. В случае, когда кабины приближаются друг к другу, их скорость автоматически замедляется, чтобы в любой момент они могли остановиться, сохранив между собой заданное расстояние. А если вдруг расстояние между кабинами все-таки становится меньше их расчетных тормозных путей, срабатывают ловители обеих кабин при помощи рычажного механизма.
Безусловно, визитная карточка любого лифта – его кабина. Вот почему интерьеру подъемника и дизайну его дверей производители уделяют самое пристальное внимание. Двери лифтов бывают автоматические, раздвижные и телескопические, ручные распашные. Их выбор напрямую зависит от особенностей конструкции лифта и дизайна здания, в котором он устанавливается. Для широких шахт уместнее всего будут раздвижные двери, для узких – такие, которые открываются ручным способом, или телескопические. Последние наиболее компактны, так как складываются по принципу подзорной трубы и не требуют дополнительного места по бокам шахты. Возможна установка и нескольких дверей (спереди, сзади, по бокам) в кабине, что позволяет входить в нее с разных сторон.
При оформлении лифтовых кабин используют полированную нержавеющую сталь с покрытием под золото (серебро), стеклянные или деревянные панели, напольные покрытия в виде линолеума, резины, искусственного камня, велюрового ковра. Также используется целый ряд разнообразных поручней, светильников, кабинных постов управления и напольных покрытий, которые дополняют современный дизайн лифта и создают в сочетании с цветовым исполнением щитов купе и дверей кабины композицию в едином стиле. Впрочем, характер лифта определяется не только его «внешними данными», но и системой управления. Наиболее современной на сегодняшний день считается система предварительного планирования лифтового трафика. Вы вводите номер этажа назначения в лифтовом холле еще до того, как войти в кабину лифта.
После этого на панели высвечивается номер лифта, который отвезет вас на нужный этаж. Программное обеспечение выбирает для пассажира тот лифт, который довезет его с минимальным количеством остановок в пути. Благодаря этой системе можно установить меньшее количество лифтов в здании, избежать толчеи посетителей и сэкономить на техобслуживании. Такая система, как правило, устанавливается в зданиях высотой от 15 этажей, с группой лифтов не менее четырех. Предварительное планирование трафика позволяет увеличить производительность лифтов на 30–40 %. Подобная система действует, например, в офисном комплексе «Башня 2000» (ММДЦ «МоскваСити»), а вскоре появится в комплексе «Город Столиц», который строится неподалеку. Но у системы есть и недостаток. Она рассчитана на сообразительных людей. Если вы случайно сели не в тот лифт, изменить вы уже ничего не сможете – внутри лифта отсутствует панель управления.
Точнее, она есть, но закрыта на ключ и доступна только лифтеру. Придется ехать до ближайшего этажа, выходить на площадку и заново вызывать лифт. Поэтому в офисных зданиях чаще применяются лифты, в которых задается только направление движения. Существует и другая система, когда вычисляется время, необходимое данному лифту для ответа на вызов. Система управления определяет кабину, которая за минимальный промежуток времени отреагирует на поступивший вызов. Числовой индекс кабины определяется в процессе анализа ее основных параметров (положения, направления движения, загруженности), а также запросов, полученных от пассажиров (приказов из кабины и вызовов с этажей).
Кабина с самым лучшим индексом и отправится на этаж, с которого поступил вызов. Еще дальше пошли японские изобретатели. Так, корпорация Mitsubishi Electric недавно представила передовую систему управления группой подъемников (от 3 до 8 лифтов), которая называется AI Supervisory Control 2200. Аббревиатуру AI в данном случае следует расшифровывать как «искусственный интеллект», и эти слова использованы не случайно: компьютер не просто посылает лифты к вызвавшим их пассажирам, но и управляет кабинами, используя гибкий набор правил, так называемую нечеткую логику, которая позволяет системе принимать решения, используя фрагментарные данные. Главная цель программы – чтобы каждый человек ожидал нужный ему лифт как можно меньше времени, а все пассажиры в целом добрались до нужных этажей как можно быстрее.
Для этого японские инженеры предложили разместить на каждом этаже не стандартные пульты вызова, состоящие из двух кнопок (вверх-вниз), но копии внутрикабинного пульта с полным набором этажей. При этом табло, расположенное над головой ожидающих, высвечивает все актуальные в данный момент запросы, а система выбирает направление движения того или иного лифта исходя из картины «заказов». Но и это еще не все. Уникальность японской системы в том, что она запоминает все свои действия за день, неделю, месяц и так далее, составляя карту наиболее типичных пассажиропотоков по времени суток, по рабочим дням и выходным, праздникам.
Исследователи отмечают, что основной целью участников российского рынка лифтов сегодня является жилой фонд. Многие годы безденежья в жилищно-коммунальной сфере существенно повлияли на состояние лифтов: на данный момент износ лифтового парка превышает 60 % от общего числа всех пассажирских лифтов, так что установка новых моделей – одна из самых актуальных задач для производителей лифтов. Еще одной важной нишей рынка для лифтовых компаний является строительство элитного жилья, где устанавливаются бесшумные скоростные модели с качественной отделкой. Активно осваивается и сегмент коммерческой недвижимости.
Так, сегодня ни один торговый или офисный центр не обходится без современного лифтового оборудования – вместительных грузовых и представительских пассажирских лифтов. Наряду с этим крупным потребителем лифтового оборудования в нежилом секторе является гостиничное хозяйство, причем как вновь возводимые, так и реконструируемые объекты, а также активно строящиеся сейчас высотные многофункциональные комплексы. Круг основных поставщиков ограничен несколькими компаниями: Otis, KONE, Schindler, ThyssenKrupp Elevator, LG, Mitsubishi Electric и Toshiba Elevator and Building Systems. Каждая из этих компаний использует свой собственный метод анализа пассажиропотоков в здании и выработки рекомендаций по оптимальной конфигурации, количеству лифтов и их грузоподъемности, однако все они базируются на компьютерном расчете. Он предусматривает, что программное обеспечение имитирует будущий пассажиропоток: виртуальная лифтовая группа перевозит максимально возможное количество виртуальных пассажиров. Из собранных данных формируется отчет, по которому подбираются правильные показатели лифтовых групп.
1. Конструкция, технические характеристики, типы лифтов (подъёмников)
Внутри шахты вдоль вертикальных направляющих движутся кабина и противовес. Кабина и противовес подвешены на стальных проволочных канатах, которые крепятся к кабине посредством подвески. Тяговое усилие на канатах создается при вращении канатоведущего шкива при включенном приводном электродвигателе. Для остановки и удержания кабины и противовеса в неподвижном состоянии при отключенном электродвигателе служит тормоз. В приямке расположены натяжное устройство ограничителя скорости и буфера. Ограничитель скорости кинематически связан канатом с натяжным устройством и с ловителями, башмаки которых предназначены для остановки кабины, свободно движущейся вдоль направляющих, в случае обрыва или ослабления канатов, а также при превышении кабиной (противовесом) заданных величин скорости движения. Ограничитель скорости установлен в машинном помещении и связан с кабиной канатом.
Для управления движением кабины служит кнопочный аппарат, расположенный внутри на стенке кабины. Электрический сигнал от кнопочного аппарата передается по подвесному кабелю и проводам в шахте в машинное помещение на шкаф управления лифтом. Привод лифта обычно обеспечивает возможность перемещения кабины в двух режимах – на большой и малой скорости. Переключение с большой скорости на малую осуществляется этажным переключателем (датчиком), на который при подходе кабины воздействует отводка (шунт). Движение кабины с малой скоростью продолжается до подхода кабины к датчику точной остановки, закрепленному на стенке шахты. По сигналу датчика точной остановки электродвигатель лебедки и катушка приводного электромагнита тормоза отключаются от сети и кабина затормаживается и удерживается тормозом в неподвижном состоянии. Одновременно подается питание на электродвигатель привода дверей кабины. Двери автоматически открываются совместно с дверями шахты и остаются открытыми после выхода пассажиров из кабины в течение сравнительно малого промежутка времени, задаваемого реле времени в цепи управления лифтом. Затем реле времени замыкает свои контакты и подает питание на электродвигатель привода дверей кабины – двери закрываются. Лифт свободен и готов к работе по вызову, о чем свидетельствуют погасшие сигнальные лампы вызывных аппаратов, установленные на каждом посадочном этаже.
Лебедка лифта может иметь нарезной грузовой барабан или канатоведущий шкив. Барабанные лебедки применяются в настоящее время сравнительно редко, преимущественно в лифтах без противовеса, когда установка противовеса затруднена или невозможна. От канатоведущего шкива тяговое усилие передается канатом за счет действия сил трения между канатом и шкивом. Для увеличения сил трения шкив имеет ручьи (т.е. углубления на образующей цилиндрической поверхности), форма которых при данном угле обхвата шкива каната, выбранном материале и конструкции шкива позволяет обеспечивать сцепление каната со шкивом, достаточное для удержания кабины при статических испытаниях, и исключает возможность подъема кабины при неподвижном противовесе или противовеса при неподвижной кабине.
Преимущественное распространение получили лифты с верхним расположением привода. Нижнее расположение привода характерно для выжимных и тротуарных лифтов. Для малых грузовых лифтов возможно расположение привода сбоку шахты. Основные кинематические схемы лифтов приведены на рис. 2.
Габаритные размеры и конструкция лифтов определяется их назначением, расположением кабины и противовеса в плане и размещением дверных проемов в шахте. Преимущественное распространение в лифтах жилых, административных и промышленных зданий получили шахты и кабины с входом с одной стороны на всех этажах. Иногда предусматривают две двери на противоположных стенах или в двух смежных стенах, расположенных под углом.
Лифты подразделяют (ГОСТ 23748–79) по следующим основным признакам:
а) по виду транспортируемых грузов на: пассажирские, предназначенные для подъема и спуска людей, в том числе с предметами домашнего обихода, если общая масса людей и груза не превышает грузоподъемности лифта; больничные – для подъема и спуска больных на больничных транспортных средствах в присутствии сопровождающего персонала; грузовые – для транспортировки грузов в сопровождении проводника или специально выделенных людей без проводника, в том числе грузовые малые для транспортировки грузов без проводника, причем в последнем случае ограничены грузоподъемность, высота и площадь кабины с целью исключения входа человека в кабину при ее разгрузке и загрузке;
б) по виду грузонесущего устройства: на лифты, оборудованные кабиной или платформой;
в) по виду тягового органа, предназначенного для перемещения кабины или платформы: на канатные, цепные, реечные, винтовые и плунжерные;
г) по виду привода на электрические и гидравлические (грузовые);
д) по виду привода дверей на лифты с дверями, открываемыми вручную, полуавтоматически и автоматически;
е) по виду шахты: на лифты, устанавливаемые в глухой шахте, огражденной на всю высоту и со всех сторон сплошными стенами; устанавливаемые в металлосетчатой шахте, огражденной со всех сторон и на всю высоту металлической сеткой; устанавливаемые в комбинированной шахте, часть которой глухая, а часть – металлосетчатая;
ж) по конструкции дверей шахты и кабины на лифты: с распашными дверями (грузовые, больничные и пассажирские для производственных зданий); с горизонтально-раздвижными дверями; с горизонтально-раздвижными дверями, перемещающимся по криволинейным направляющим, с вертикально-раздвижными дверями;
з) по расположению машинного помещения на лифты: с машинным помещением, расположенным над шахтой, под шахтой и сбоку от шахты;
и) по виду системы управления на лифты: с кнопочным внутренним управлением, при котором пуск кабины осуществляется посредством воздействия на кнопки аппарата, находящегося в кабине, а ее остановка на посадочной (загрузочной) площадке происходит автоматически; с кнопочным наружным управлением (грузовые лифты), при котором пуск кабины осуществляется посредством воздействия на кнопки аппарата, установленного вне кабины, а ее остановка на посадочной (загрузочной) площадке происходит автоматически; с простым управлением, обеспечивающим регистрацию только одного приказа или вызова; с собирательным управлением только при движении вниз; с групповым управлением, при котором обеспечивается управление группой лифтов с общей регистрацией вызовов и автоматическим выбором кабин для их выполнения, в том числе только с групповым управлением при движении вниз; с программным управлением одним или группой лифтов, позволяющим установить программу работы лифтов автоматически или вручную.
Основными показателями лифтов (ГОСТ 26334–84) являются грузоподъемность и номинальная скорость движения кабины. Ряд грузоподъемностей лифтов, согласно ГОСТ 26334–84, следующий: 40, 100 (160), 250 (320), 400 (500), 630, 800, 1000, 1200, 1600, 2000, 2500 (3200), 4000 (5000), 6300 кг. Номинальная скорость движения кабины лифта должна составлять: 0,14; 0,2; 0,25; 0,4 (0,5); 0,63 (0,71); 1,0 (1,4); 1,6 (2,0); 2,5 (2,8); 4,0 (5,6); 6,3 м/с. Параметры, указанные в скобках, не являются предпочтительными. Значение фактической скорости движения кабины не должно отличаться от приведенных выше величин более чем на ±15%. Средняя величина ускорения (замедления) движения кабины лифта при нормальных режимах эксплуатации должна быть (ГОСТ 12.2.074–82 ССБТ) не более 1,5 м/с 2 – у больничного и 2 м/с 2 – у прочих лифтов. Точность остановки кабины на уровне посадочной (загрузочной) площадки должна быть в пределах ±20 мм у грузовых лифтов с загрузкой средствами напольного транспорта, а также у больничных лифтов и ±50 мм – у прочих лифтов.
Полезная площадь пола кабины в зависимости от ее вместимости (ГОСТ 12.3.075–82 ССБТ) должна соответствовать данным табл. 2.
| Таблица 2. Полезная площадь пола кабины в зависимости от ее вместимости | |||||
| Вместимость кабины, чел. | Вместимость кабины, чел. | Полезная площадь пола кабины, м 2 , не более | Вместимость кабины, чел. | Полезная площадь пола кабины, м 2 , не более |
|
| 3 | 0,70 | 11 | 2,05 | 19 | 3,25 |
| 4 | 0,90 | 12 | 2,20 | 20 | 3,40 |
| 5 | 1,10 | 13 | 2,35 | 21 | 3,52 |
| 6 | 1,30 | 14 | 2,50 | 22 | 3,64 |
| 7 | 1,45 | 15 | 2,65 | 23 | 3,76 |
| 8 | 1,60 | 16 | 2,80 | 24 | 3,88 |
| 9 | 1,75 | 17 | 2,95 | 25 | 4,00 |
| 10 | 1,90 | 18 | 3,10 | ||
Допускается увеличивать полезную площадь пола кабины до: 1,17 м 2 – для вместимости 5 человек; 1,66 м 2 – для 8 чел., 2,35 м 2 – для 12 чел., 3,56 м 2 – для 20 чел. При вместимости более 25 человек наибольшую полезную площадь пола кабины определяют исходя из удельной нагрузки на пол, равной 500 кг/м 2 . Площадь пола кабины определяют исходя из расстояний между стенками купе кабины, причем ту площадь пола, которая перекрывается во время открывания одной из створок распашных дверей, можно в расчет не принимать.
Исходя из полезной площади пола кабины и принципа свободного ее заполнения, а также руководствуясь данными табл. 2, определяют грузоподъемность лифта, принимая массу 1 человека равной 80 кг. Однако, если нормативная полезная площадь пола кабины превышена, то кабина должна быть оборудована ограничителем грузоподъемности и сигнализатором перегрузки. Это условие может не выполняться в лифтах, вместимость которых ограничена до нормы, приведенной в табл. 2, посредством дополнительной запираемой двери. Управление таким лифтом производится только проводником и только с применением специального ключа. Основные параметры лифтов приведены в табл. 3.
| Таблица 3. Основные параметры лифтов | ||||||
| Назначение лифта | Грузоподъемность, кг | Скорость кабины, м/с | Высота подъема, м | Число остановок, не более | Вместимость, чел. | Система управления |
| Пассажирский для жилых зданий (ГОСТ 5746–83*) | Смешанная собирательная при движении вниз | |||||
| Пассажирский для общественных зданий и зданий промышленных предприятий (ГОСТ 5746–83*) | 400 | 0,63 | 70 | 10 | 5 | Смешанная простая |
| 630 | 1,0/1,6 | 40/65 | 10/16 | 8 | Смешанная собирательная в двух направлениях | |
| 800 | 1,0 | 40 | 10 | 10 | ||
| 1,6 | 65 | 16 | ||||
| 2,5 | 100 | 25 | ||||
| 1000 | 12 | |||||
| 1250 | 15 | |||||
| 1600 | 20 | |||||
| Пассажирский для лечебно-профилактических учреждений (ГОСТ 5746–83*) | 1600 | 20 | Смешанная собирательная в двух направлениях с приоритетным вызовом кабины на любой этаж для транспорт. лежачих больных | |||
| Больничный (ГОСТ 5746–83*) | 500 | 0,5 | 45 | 14 | - | Кнопочная внутренняя с проводником и с сигнальным вызовом кабины с любого этажа |
| Грузовой (ГОСТ 8823–85) | 0,5 | 75 | 20 | - | Кнопочная внутренняя с проводником или кнопочная наружная с основного этажа | |
| 45 | 14 | |||||
| 5000 | 0,25 | |||||
| Грузовой с монорельсом | 0,5 | 45 | 12 | - | Кнопочная внутренняя с проводником или кнопочная наружная | |
| Грузовой выжимной | 500 | 0,5 | 25 | 6 | - | |
| 8 | ||||||
| Грузовой тротуарный | 500 | 0,18 | 6,5 | 3 | - | Кнопочная наружная с отметками расположения люка |
| Грузовой малый | 400 | 0,25 | 45 | 14 | - | Кнопочная наружная простая: а) с основной погрузочной площадки; б) со всех погрузочных площадок |
| 0,4 | ||||||
В настоящее время успешно эксплуатируются лифты с гидравлическим приводом (см. рис. 2, ж), количество которых в Скандинавских странах и США составляет более 50% общего числа лифтов. Преимущества гидравлического лифта состоят в отсутствии необходимости применения противовеса; в возможности удаления приводной насосной станции 2 на расстояние до 25 м от приводного гидроцилиндра 1, что способствует снижению уровня шума в здании; в высокой точности остановки кабины 3 на этажах и т.п. Основной недостаток таких лифтов заключается в ограниченной (до 25 м) высоте подъема кабины.
Подъемниками называют группу грузоподъемных машин, с помощью которых перемещение грузов и людей с одного уровня на другой производится в специальных грузонесущих устройствах, движущихся по строго определенному пути.
К подъемникам периодического действия относят: строительные подъемники, шахтные подъемники, скиповые, фуникулеры и лифты.
Рисунок 3 – Классификация строительных подъемников и легких кранов
Скиповые подъемники предназначаются для перемещения массовых сыпучих рудных и нерудных материалов в саморазгружающихся ковшах (скипах) по жестким направляющим. Они выполняются с противовесом и без него. При больших высотах подъема рудных ископаемых эти подъемники используются с двумя скипами, движущимися в противоположных направлениях в качестве шахтных скиповых подъемников.
На рисунке 4 показана схема устройства скипового подъемника с противовесом.
Фуникулеры устанавливают в гористых местностях для пассажирского сообщения между нагорной и низменной частью населенных пунктов или городов. Фуникулеры имеют два вагона, уравновешивающих друг друга. Когда один вагон идет вверх, другой спускается вниз. Перемещение вагонов происходит по рельсам от тяги, передаваемой при помощи канатов, наматывающихся на барабан подъемного механизма, установленного наверху.
Строительные подъемники применяют в основном для перемещения грузов строящегося здания в стадии отделочных работ, когда после монтажа стен и перекрытий здания использование башенных кранов невозможно.
Строительные подъемники вместе с легкими строительными кранами представляют собой комплекс средств механизации в стадии отделочных работ при строительстве зданий.
Направление грузовых потоков, обслуживаемых строительными подъемниками, намечается в основном от мест снаружи здания через оконные или балконные проемы во внутрь здания.
По характеру транспортируемых грузов строительные подъемники различают грузовые и грузопассажирские. Последние предназначаются для перемещения строительных рабочих, сопровождающих грузы, и рабочих, выполняющих строительные работы.
По конструкции различают строительные подъемники: мачтовые, шахтные и струнные. Шахтные подъемники состоят из шахт, внутри которых устанавливают направляющие для перемещения грузонесущих устройств. У мачтовых подъемников сооружаются мачты, несущие на себе направляющие. У струнных подъемников в качестве направляющих используют канаты. Мачты выполняют коробчатыми прямоугольными, треугольными или из двух швеллеров, соединенных планками или угольниками. Шахты обычно бывают прямоугольными из уголков и в необходимых случаях с сетчатым ограждением.
При небольшой высоте (12–16 м) и при необходимом расчете на устойчивость самоходные и передвижные мачтовые краны выполняются свободностоящими. Для больших высот применяют стационарные мачты с креплениями к стенам или проемам здания жесткими конструкциями или растяжками из стального каната, снабженного устройством для регулирования натяжения.
Для самоходных подъемников обеспечивается рельсовая колея. Передвижные снабжаются пневматическими колесами, которые в рабочем режиме убираются и заменяются опорной площадкой или опорными винтовыми домкратами. В качестве грузонесущих устройств служат кабины, платформы, ковши. Подача груза осуществляется в оконный проем на крюке подъемной стрелы, движущейся на мачте в направляющих.
Грузонесущие устройства передвигаются лебедками, на которых вал электродвигателя соединяется с редуктором. Выходной вал редуктора соединен с барабаном, на который наматывается тяговый канат, соединенный своим концом после сгибания верхнего блока мачты с грузонесущим устройством. Тормоз – колодочный электромагнитный на быстроходном валу.
На случай обрыва каната предусматриваются ловители: для грузопассажирских подъемников приводятся в действие от специального ограничителя скорости, а для грузовых – от непосредственной связи с несущими канатами.
Установка лебедок у канатных подъемников предусматривается внизу.
По способу подачи грузов подъемники разделяют на подающие грузы в оконный проем и на подающие грузы на перекрытие здания.
По способу монтажа различают подъемники наращиваемые секциями при монтаже снизу или наращиваемые сверху, а также монтируемые комбинированным способом наращивания и опрокидывания.
Шахтные подъемники служат для подъема на поверхность добытых в шахте полезных ископаемых, спуска и подъема людей, оборудования и материалов. Основными подъемниками являются те, которые транспортируют полезные ископаемые, а второстепенными – предназначаемые для подъема и спуска людей, грузов и материалов.
Главные шахтные подъемники в качестве грузонесущих сосудов снабжаются скипами, ковшами, бадьями, а вспомогательные – клетями (кабинами). При клетьевом подъеме клеть нагружается вкатываемыми вагонетками. Шахтная установка состоит из:
а) ствола шахты с укрепленными на нем направляющими при вертикальном подъеме или рельсами при наклонном подъеме;
б) околоствольных сооружений, состоящих из загрузочных бункеров и камер для опрокидывания вагонеток и скипов и из приемной площадки для клетьевого подъема и
в) надшахтных сооружений, состоящих из возвышающихся над стволом копра и приемного бункера. При клетьевом подъеме для вкатывания в клеть вагонеток сооружается надшахтное здание с площадками и откаточными путями.
По высоте подъема шахтные подъемники характеризуются малой глубиной – до 300 м, средней – от 300 до 800, большой глубиной – от 800 до 1600 и сверхглубокой – свыше 1600 м.
Подъемные механизмы применяются барабанные и со шкивами трения (канатоведущими шкивами). Максимальная разность статических натяжений канатов от 2,5 до 50 тс (25 до 500 кН).
а – однобарабанная без уравновешивающих канатов; б – с канатоведущим шкивом и уравновешивающими канатами; в-двухбарабанная с уравновешивающими канатами; г – двухбарабанная для наклонных шахт; 1 – клети, сосуды; 2 – канаты; 3 – барабаны; 4 – канатоведущим шкив; 5 – уравновешивающие канаты; 6 – отклоняющий блок
Диаметры барабанов для малых подъемных машин колеблются от 1,2 до 3,5 м, а длина барабанов – от 0,8 до 3,8 м. Крупные подъемные машины имеют диаметры от 4 до 6 м, барабаны – длиной от 1,8 до 3,4 м.
Подъемные машины с канатоведущими шкивами имеют диаметры шкивов от 2,1 до 5 м, число применяемых канатов – от 4 до 8.
Скорость подъема: для малых барабанных машин – от 3 до 10 м/с, а крупных – от 12 до 16 м/с; с канатоведущими шкивами у редукторных машин – от 11 до 14 м/с, а у безредукторных – от 12 до 16 м/с.
При однобарабанном двухсосудном или двухконцевом подъеме, когда одна клеть наверху, а другая внизу, канат верхней клети намотан на барабан, в то время как канат нижней клети размотан с барабана и находится в шахте, что связано с креплением концов канатов с разных сторон по диаметру. При подъеме нижней клети и спуске верхней канат нижней клети будет наматываться на барабан, занимая на нем витки сматывающегося каната верхней клети. Если вместо одной из клетей закрепить на канате противовес, то такой подъем будет одноконпевым или однососудным с противовесом.
Уравновешивающие канаты (рис. 7) применяют для шахт глубиной более 600 м. Эти канаты рассчитаны на уравновешивание веса канатов, спущенных в шахту до грузонесущего органа. Вес этот увеличивает момент на валу двигателя. В качестве уравновешивающих канатов применяют на шахтных подъемниках специальные плоские канаты.
Тяговые барабаны шахтных подъемников различают цилиндрические с постоянным радиусом (Ц), двухбарабанные (2Ц), с разрезным барабаном (РЦ) и барабаны с переменным радиусом или бицилиндрические (БЦК). При высоте подъема 400 м и более и невозможности применения уравновешивающих канатов применяют барабан с переменным радиусом. При этом канаты на барабан наматываются таким образом, чтобы канат от верхнего грузонесущего органа был намотан со стороны большего радиуса барабана, а канат второго грузонесущего органа, находящегося внизу, – со стороны меньшего радиуса. При таком расположении увеличение момента от веса канатов на стороне клети, расположенной внизу, компенсируется уменьшением момента на барабане и разность моментов останется положительной.
Барабаны малых подъемных машин выполняют литыми из стального литья. Барабаны крупных машин делают сварными. При этом цилиндрические обода барабанов в радиальном направлении укрепляются ребрами таврового сечения. К ободу барабана в торцевых частях справа и слева за ребордами привариваются лобовины с поверхностями для наложения тормозных колодок.
Подъемная барабанная машина с одним цилиндрическим барабаном Ц может обслужить одноконцевой и двухконцевой подъем как по вертикали, так и в наклонных шахтах. Установка при этом получается более компактной, чем при двух барабанах. Однако при однобарабанных машинах невозможно обслуживать несколько горизонтов, усложняется смена и навеска канатов и регулировка после их вытяжки.
Для перевода машин с нижнего горизонта, например, на верхний пользуются установками с двумя барабанами 2Ц с большей канатоемкостью, с одним разрезным барабаном РЦ и БЦК.
Во всех этих случаях имеется два барабана или две части одного разрезного барабана. При этом одна часть барабана или один барабан заклинен на валу, а другая часть или другой барабан (переставная часть или переставной барабан) имеет расцепное устройство, которое при перестановке отсоединяется от вала, и может быть заторможена колодками тормоза. Перестановка осуществляется следующим образом: 1) подъемник устанавливают в такое положение, когда сосуд или клеть от переставного барабана или переставной части барабана находятся на уровне нижнего горизонта, а сосуд от заклиненного барабана или заклиненной части барабана – на верхней приемной площадке; 2) сосуд или клеть переставного или части переставного барабана поднимают на высоту нового горизонта. При этом сосуд от заклиненного барабана или заклиненной части барабана опустится на ту же высоту. В этом положении отсоединяют и затормаживают переставной барабан или его переставную часть; 3) заклиненным барабаном или частью барабана поднимают сосуд до уровня приемной площадки и соединяют переставные части с заклиненными.
Шахтные машины с применением канатоведущих шкивов маркируются буквами ЦШ и цифрами, в которых первая цифра обозначает диаметр канатоведущего шкива в м, а вторая – число применяемых канатов в подвеске – 4, 6 или 8 (ЦШ‑5х4; ЦШ‑2,25х6; ЦШ‑5х6; ЦШ‑5х8).
Тормозные устройства шахтных подъемников кроме рабочего торможения на остановках и аварийного торможения при нарушениях нормальной работы участвуют также в управлении подъемной установки. В таких случаях тормоз рассматривается как регулируемый, что является основным признаком, отличающим подъемную машину от лебедки.
Привод тормозов шахтных подъемников пневматический или гидравлический в отличие от традиционного электропривода на лебедках.
Торможение осуществляется на валах барабанов или канатоведущих шкивов с двух противоположных сторон колодками, соединенными между собой системой тяг и рычагов.
При торможениях предусматривается поступательное перемещение колодок вместо углового, имеющего место в других системах торможения. При этом тормозной момент в 1,5–1,7 раза больше при тех же условиях углового перемещения.
Автоматическое дистанционное управление осуществляется с помощью специального аппарата задания и контроля АЗК, контролирующего положение сосуда или клети и скорость. С помощью этого аппарата осуществляется программное регулирование разгона и замедления. Аппарат АЗК имеет механическое соединение с коренным валом. Пульт управления электрически связан с механической частью.
На рисунке 8 представлен общий вид подъемной машины ЦШ. Редуктор 2 и канатоведущий шкив 3 приводятся в действие двумя асинхронными двигателями 1. Крупные подъемные машины ЦШ‑5х4, ЦШ‑5х6, ЦШ‑5х8 имеют привод по системе Г–М. При отклонении каната применяют отклоняющие шкивы. Тормоза 4 устанавливают с противоположных сторон канатоведущего шкива 3. – Каждая пара тормозных колодок, изготовляемых из износоустойчивой пластмассы, имеет свой пружинно-пневматический тормозной привод с грузами. Панель управлений тормозом выделена отдельно. Аппарат АЗК‑5 имеет механическую связь с главным валом. Пульт управления 6 имеет электрические связи с подъемной машиной.
Канатоведущий шкив сварной конструкции приваривается к ступице, которая насажена на главный вал горячей посадкой. На рабочем ободе канатоведущего шкива для опорной поверхности под канатами прижимами закрепляются специальные колодки из полихлорвинилового пластика, обеспечивающего высокий коэффициент трения и большую износостойкость.
Такой метод повышения коэффициента трения с применением на поверхности трения специальных материалов называют футеровкой.
Клетьевые подъемники (лифты) предназначены для вертикального перемещения людей и грузов в клети 2, движущейся в жестких направляющих 1 (рис. 9, а). Подъемную лебедку 3 с направляющим шкивом 4 устанавливают, как правило, над шахтой. Для уменьшения мощности привода предусматривают противовес 5, перемещающийся в направляющих. Кабина и противовес подвешены на нескольких канатах посредством балансиров. Лебедки клетьевых подъемников применяют двух типов – барабанные и с канатоведущими шкивами, где канаты только охватывают шкив и силой трения поднимают груз. Лебедки с канатоведущими шкивами имеют преимущества перед барабанными: большие компактность и надежность вследствие отсутствия перегрузки канатов и привода при возникновении препятствий на пути клети (заклинивание в направляющих и др.), так как шкив в этом случае будет проскальзывать по канату.
Клетьевые пассажирские подъемники выполняют грузоподъемностью 0,25… 1,25 т со скоростью подъема до 4 м/с. Приводы бывают редукторными и безредукторными. Последние более компактны и применяются на быстроходных подъемниках (v > 2 м/с).
В подъемных лебедках применяют червячные редукторы (рис. 9, б), а в последнее время предлагают волновые передачи. Канатоведущие шкивы выполняют чугунными литыми со специальными ручьями.
Наилучшей формой ручья являются канавки с прямолинейным подрезом (рис. 8, в), так как износ ее не влияет на коэффициент сцепления шкива с канатом. При большой высоте подъема применяют подъемники с уравновешивающим канатом, соединяющим снизу кабину с противовесом через направляющий шкив (рис. 9, г).
Согласно правилам Госгортехнадзора лифты в целях безопасности оборудованы ловителями, которые при ослаблении или обрыве канатов, а также при превышении предельной скорости опускания автоматически останавливают клеть. По принципу действия они делятся на самозаклинивающиеся, которые обеспечивают мгновенную остановку и применяются для грузовых лифтов, и скользящие – для плавной остановки кабины всех типов лифтов при скорости движения более 0,75 м/с. По конструкции ловители бывают клиновые, эксцентриковые, роликовые.
На рис. 9, д приведена конструкция эксцентрикового ловителя. При обрыве или ослаблении каната 1 гибкая тяга 2, прикрепленная к рычагу 3, ослабляется и под действием пружины 4 поворачивает валик 5. При этом эксцентриковые прижимы 6 захватывают направляющие 7 и удерживают клеть. Аналогичный принцип действия и других типов ловителей.
Кинематические схемы. Кинематические схемы дают наиболее общее представление о движении кабины при вращении канатоведущих органов и способах уравновешивания кабин с грузом при помощи противовеса. Вместе с тем кинематические схемы поясняют принципы устройства лифтов разного назначения.
На схемах условно кабины изображены прямоугольниками, противовесы – узкими заштрихованными прямоугольниками. Тяговые органы (канатоведущие шкивы или барабаны) показаны наиболее крупными окружностями, блоки – окружностями меньшего диаметра. Прямые линии, соединяющие перечисленные элементы, условно представляют необходимый комплект канатов. Один канат допускается только для грузового лифта без проводника и грузового малого лифта при наличии у этих лифтов барабанной лебедки. Блоки предназначаются для удерживания и изменения направления канатов, огибающих блоки. Перемещение же канатов осуществляется вращением канатоведущих органов (канатоведущего шкива трения или барабана).
У канатоведущих шкивов канаты вложены в лунки шкива и при вращении последнего канаты перемещаются силой трения. У барабанов концы канатов закрепляются на барабане и огибают его с разных сторон по диаметру: канаты кабины с одной стороны, а канаты противовеса – с другой. При вращении барабана одни канаты наматываются на барабан, а другие разматываются. Если канаты кабины наматываются, то кабина поднимается, а противовес опускается, так как его канаты разматываются, освобождая на барабане место для наматывания канатов, кабины.
Вращение канатоведущих органов то в одну, то в другую сторону осуществляется реверсивным электродвигателем через редуктор.
При канатоведущем шкиве канаты укладываются в лунки шкива, а их концы с одной стороны диаметра прикрепляются к кабине, а с другой – к противовесу. Натяжение канатов от веса кабины с грузом и веса противовеса создает в лунках канатоведущего шкива нормальное давление и трение при вращении шкива, что в конечном счете приводит к необходимому тяговому усилию.
Противовес в кинематических схемах лифта предназначается для уменьшения окружного усилия на канатоведущем органе. Это усилие равно разности натяжений. Уменьшение окружного усилия ведет к соответствующему уменьшению крутящего момента, а следовательно, и к уменьшению необходимой мощности электродвигателя.
Для лифтов с канатоведущей шкивами противовес является также необходимым условием обеспечения тягового усилия, поэтому лифт с канатоведущим шкивом, но без противовеса невозможен. У лифтов с барабанными лебедками отсутствие противовеса приводит только к увеличению необходимой мощности электродвигателя.
Возможные кинематические схемы лифтов приводятся на рисунке 10. На рисунке 10, а показано расположение тягового органа без противовеса, что указывает на необходимость применения подъемного механизма с барабаном. Эту схему используют, если невозможно расположить в шахте противовес и при малой грузоподъемности, когда увеличение мощности не имеет существенного значения. На рисунке 10, б имеет место тот же случай, но только с верхним расположением машинного помещения. На рисунке 10, в и 10, г показана кинематическая схема лифтов с верхним расположением машинного помещения с применением противовесов. В случае 10, в диаметр канатоведущего шкива или барабана равен расстоянию между центрами подвесок кабины и противовеса. В случае же 10, г это расстояние значительно больше диаметра тягового органа, вследствие больших размеров кабины. Для направления канатов по центрам подвесок здесь установлен отклоняющий блок. Угол обхвата канатом тягового органа в случае 10, в равен 180°, а в случае 10, г – меньше. На схеме приводится установка с нижним расположением машинного помещения. По сравнению с позициями 10, в и 10, г легко убедиться, что общая длина канатов при нижней установке машинного помещения по сравнению с верхней установкой примерно в три раза больше. Кроме того, при нижней установке машинного помещения необходимо верхнее дополнительное помещение для системы блоков, ухудшается КПД установки, увеличивается износ канатов вследствие увеличенного числа перегибов канатов и удорожается общая стоимость лифта. Следует также иметь в виду, что установка блочного помещения наверху создает по сравнению с верхней установкой машинного помещения давление на перекрытие почти в два раза большее.
Нижнее расположение машинного помещения, однако, обеспечивает лучшие условия для обслуживания, хотя и не удешевляет его, и несколько улучшает условия звукоизоляции.
По ГОСТ нижнее расположение машинного помещения предусматривается для выжимных тротуарных и малых лифтов.
На рисунке 10, е показана кинематическая схема лифта с многообхватным канатоведущим шкивом и контршкивами, а на рисунке 10, ж дан вариант с многообхватным канатоведущим шкивом, когда контршкив используется одновременно в качестве отклоняющего блока.
Контршкивы увеличивают угол обхвата канатом канатоведущего шкива и их применяют для увеличения тяговой способности и предотвращения скольжения (буксования) каната в лунках канатоведущего шкива при больших нагрузках и ускорениях.
На рисунке 10, з дана кинематическая схема выжимного лифта, где подвешивание кабины и противовеса полиспастное, как на рисунке 10, и. Разница только в том, что у выжимного лифта тяговое усилие действует снизу, кабину «выжимают». У лифта же со схемой и тяговое усилие действует сверху, кабину тянут.
Полиспастное подвешивание кабин и противовеса по рисунке, 10, з и 10, и по сравнению с прямым бесполиспастным подвешиванием по рисунке 10, в и 10, г при одной и той же мощности и одном и том же числе оборотов электродвигателя, одинаковом передаточном числе редуктора и одинаковом диаметре канатоведущего шкива увеличивает в два раза грузоподъемность и во столько же раз уменьшает скорость вертикального подъема подвешенных полиспастное кабин и противовеса. Полиспастное подвешивание по 10, и 10, обладает кратностью полиспаста, равной 2.
Все грузовые лифты общего назначения грузоподъемностью начиная с 1000 до 3200 кг включительно имеют такое подвешивание при скорости 0,5 м/с.
При скорости 0,25 м/с и грузоподъемности 5000 кг применяется полиспастное подвешивание с кратностью полиспаста 4, которое показано на рис. 10, н.
На рисунке, 10, л показана кинематическая схема тротуарного лифта. Грузовая платформа приводится в действие двумя барабанами без противовеса при грузоподъемности 500 кг и скорости 0,18 м/с. Расположение барабанной лебедки нижнее.
Кинематическая схема малого грузового лифта магазинного типа приводится на рисунке 10, м. Малые грузовые лифты общего назначения имеют или верхнее расположение машинного помещения, или нижнее при расположении сбоку шахты. Кинематические схемы этих лифтов соответствуют схемам на рисунке 10, в или 10, д).
2. Основные технические требования при проектировании, установке и эксплуатации лифтов (подъёмников)
1. Техническая характеристика электрического оборудования, электропроводок и их исполнение должны соответствовать параметрам лифта по напряжению и частоте питающей сети, токовым нагрузкам, надежности, а также условиям его эксплуатации, хранения и транспортирования.
2. Напряжение от источника питания должно подаваться в машинное помещение лифта через вводное устройство с ручным приводом, которым должен оборудоваться каждый лифт.
При размещении двух и более лифтов в общем машинном помещении в этом помещение должен быть осуществлен ввод не менее двух питающих линий.
Элементов АСУ ТП 2.1 Разработка общих алгоритмов функционирования АСУ ТП. Блок – схемы алгоритма и их описание Система управления процессом испытания электропривода лифтов предназначена для управления нагрузочным электроприводом испытательного стенда в ручном или автоматическом режиме, разработана на базе микропроцессорного программируемого контроллера и выполняет следующие функции: ввод, ...
Кабины. Рисунок 4 – Функциональная структура управления 2.3 Определение уровней управления ТП и архитектуры верхнего уровня АСУ Для управления технологическим процессом передвижения пассажирского лифта необходимо наличие трёх уровней управления. Верхний уровень В последнее время наблюдается тенденция к оснащению зданий сложным инженерным и коммуникационным оборудованием. Появляется...
Числа редуктора Расчет передаточного числа редуктора выполняется так, чтобы максимальной скорости рабочего органа механизма соответствовала номинальная скорость двигателя. Для привода грузового лифта: Расчет и построение нагрузочной диаграммы двигателя Для проверки предварительно выбранного двигателя по нагреву выполним построение упрощенной нагрузочной диаграммы двигателя (т.е. ...
Сегодня практически каждый подъезд современных многоэтажных зданий оборудован лифтом. Каждый из тех, кто проживает в высотках, имеет представление о том, что такое лифт, знаком с его функциями, а также в определенной мере знает, как пользоваться данным устройством и примерный принцип его работы. Попытаемся же расширить и систематизировать эту информацию.
Для начала необходимо определиться с тем, что же такое лифт. Он представляет собой стационарную грузоподъемную машину, которая предназначена для доставки грузов или людей к назначенному этажу. Движение кабины происходит по специальным направляющим, которые установлены в лифтовой шахте подъезда высотки. Эти направляющие обладают максимальной жесткостью и надежно закреплены по всей высоте шахты, над которой находится машинное помещение (МП), а ее начало (приямок) расположено ниже уровня первого этажа здания.
При более внимательном изучении весь подъемный механизм имеет следующее принципиальное строение. МП оборудовано станцией управления, лебедкой, ограничителем скорости, некоторыми устройствами безопасности, а также рядом других устройств, которые необходимы для работы системы и ее обслуживания.
Шахта имеет направляющие для кабины и отдельные для противовеса. Она также оборудована дверями на каждом остановочном этаже, непосредственно самой кабиной, противовесом, подвесным кабелем и электроразводкой, различными устройствами обеспечения безопасности и индикации.
В приямке находятся буферы для кабины и противовеса, которые позволяют амортизировать и впоследствии останавливать кабину или противовес, когда те переходят в крайние для них положения. Также приямок содержит и другие устройства безопасности. Сам же буфер, вопреки множеству вымышленных историй, никогда не позволит кабине подпрыгнуть под воздействием амортизации: он предназначен для ее гарантированной остановки и фиксации.
Канаты обеспечивают подвеску и взаимное движение системы кабина-противовес. В основном такая система имеет канаты, а точнее, стальные тросы. Каждый из этих тросов имеет показатель запаса прочности, равный числу 12. Это означает, что усилие, при котором канат оборвется, в двенадцать раз превышает усилие на разрыв, идущее от оборудования лифта, которое возникает во время его использования. То есть, каждый из канатов выдерживает вес, в двенадцать раз тяжелее самого лифтового оборудования. Концы тросов надежно закреплены и имеют запас прочности не менее 80% от запаса самого каната. Из чего также следует, что рассказы о случаях, в которых канаты лопнули, и кабина разбилась - не более чем вымысел.
Следующий элемент, заслуживающий отдельного упоминания - это ограничитель скорости, который отключает лифт и приводит в действие механизмы-ловители, если скорость спускания будет превышена больше допустимых значений. Допустимым значением принято считать превышение до 15%. В основном, средняя скорость движения - 0,71 м/с и 1,0 м/с. Для высотных домов этот показатель возрастает до 1,6 м/с.
Ловители являются одним из важнейших элементов, которые делают пользование лифтом абсолютно безопасным. Их предназначение - это остановка и удержание кабины на направляющих в том случае, если рабочая скорость будет превышена или произойдет обрыв элементов тяги. Чаще всего конструкция ловителей состоит из непосредственно корпуса, механизма для поднятия клиньев и самих клиньев. Кабина жестко соединена с корпусом, обхватывающим рабочие плоскости направляющих с обеих сторон. Противовес компенсирует вес кабины и равен массе грузоподъемности лифта.
Как видим, даже в общих чертах принцип работы пассажирского лифта - весьма сложный процесс, требующий одновременного функционирования многих систем.
При поступлении на компьютер сигнала с панели управления, расположенной в кабине, он приводит в движение лебедку, а, соответственно, и систему кабина-противовес. На каждом из этажей установлен датчик, сообщающий информацию о ее местонахождении. При прохождении заданного датчика она совершает остановку и дает команду на открытие дверей, которые не имеют ни своих датчиков, ни собственного питания, что является гарантией того, что они могут быть открыты только с получением сигнала точно на уровне заданного этажа.
Наряду с электрическими системами, сегодня огромной популярностью пользуются гидравлические, в особенности продукция компании Kleemann , которая славится не только высокими показателями надежности и комфорта, но и обладает современным дизайном и уютной атмосферой.
Введение 4
1. Описательная часть 6
1.1 Краткая характеристика здания 6
1.2 Назначение и устройство лифта 9
1.3 Режимы работы и требования к приводу лифта 18
1.4 Выбор рода тока и величины напряжения 19
1.5 Выбор системы освещения здания 21
2. Расчетная часть 24
2.1 Расчёт общего освещения здания 24
2.2 Проверка освещения точечным методом 29
2.3 Расчет мощности и выбор двигателей лифта 30
2.4 Проверка выбранных двигателей 34
2.5 Выбор пускорегулирующей и защитной аппаратуры лифта 35
2.6 Описание схемы управления 39
Источники информации 44
Введение
Электрификация народного хозяйства Российской Федерации является основой развития производительных сил страны. Электрификация обеспечивает выполнение задачи широкой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, что позволяет усилить темпы роста производительности общественного труда, улучшить качество продукции и облегчить условия труда. На базе использования электроэнергии ведется техническое перевооружение промышленности, внедрение новых технологических процессов и осуществление коренных преобразований в организации производства и управления им. Поэтому в современной технологии и оборудовании промышленных предприятий велика роль электрооборудования, т.е. совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройств, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологического процесса. Первостепенное значение для автоматизации производства имеют многодвигательный электропривод и средства электрического управления. Развитие электропривода идет по пути упрощения механических передач и приближения электродвигателей к рабочим органам машин и механизмов, а также возрастающего применения электрического регулирования скорости приводов. Широко внедряются комплектные тиристорные преобразовательные устройства. Применение тиристорных преобразователей не только позволило создать высокоэкономичные регулируемые электроприводы постоянного тока, но и открыло большие возможности для использования частотного регулирования двигателей переменного тока, в первую очередь наиболее простых и надежных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Электрооборудование промышленных предприятий и установок проектируется, монтируется и эксплуатируется в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и другими руководящими документами.
В данном курсовом проекте рассмотрены вопросы освещения шлифовального цеха и электрооборудования лифта.
ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Краткая характеристика здания
Шлифовальный цех предназначен для высококачественной обработки поверхностей изделий механическим и химическим способом. Он является составной частью крупного химического комбината.
В шлифовальном цехе размещены: станочное отделение, вспомогательные и бытовые помещения. Станочное отделение относится к пыльному помещению, так как при механической шлифовке постоянно и в больших количествах выделяется пыль, которая удаляется системой вентиляции.
Склад химикатов относится к взрывоопасным помещениям, так как там хранятся кислоты и щелочи.
Транспортные операции осуществляются с помощью мостовых кранов, грузовых лифтов и наземных электротележек.
Электроснабжение цех получает от собственной комплектной трансформаторной подстанции (КТП), подключенной к подстанции глубокого ввода (ПГВ) комбината и расположенной за пределами здания на расстоянии 10 м.
Прокладка линий ЭСН должна быть защищена от агрессивной среды и механических повреждений. Количество рабочих смен- 1.
Грунт в районе здания - песок с температурой +5 °С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 8 м каждый.
Перечень электрооборудования склада тарных химикатов шлифовального цеха дан в таблице 1.
Расположение основного электрооборудования показано на плане (рис. 1).
Рис.1 План расположения электрооборудования склада тарных участков шлифовального цеха.
Таблица 1 Перечень электрооборудование склада тарных участков шлифовального цеха.
Назначение и устройство лифта
1.2.1 Лифты
Предназначены для перемещения грузов в вертикальном направлении по строго определенному пути. По назначению лифты делятся на:
Грузовые с проводником и без проводника,
Грузопассажирские,
Специального назначения.
По скорости движения кабины лифты делятся на:
Тихоходные (до 0,71 м/с),
Быстроходные (от 1,0 до 1,6 м/с),
Скоростные (от 2,0 до 4,0 м/с),
Высокоскоростные (более 4,0 м/с).
С появлением высотных зданий и сооружений возникает вопрос о максимальных скоростях и высотах подъема, побочных эффектах, связанных с новшествами. Появляются высокоскоростные лифты.
Кинематическая схема лифта (рис. 2)
Лифтовая установка состоит из трех основных частей, в которых размещено электрооборудование: машинного отделения, шахты и кабины.
Машинное отделение предназначено для размещения основного оборудования. Как правило, оно расположено вверху, что считается более экономичным, чем внизу. Однако встречаются лифты и с нижним расположением машинного отделения.
В нем установлены: приводной двигатель с электромагнитным тормазом, подъемная лебедка, редуктор, шкаф управления и органы управления при наладке. Оно имеет входную дверь и люк для погрузки оборудования.
Лебедки по конструкции могут быть редукторные и безредукторные.
 |
Рис.2 Кинематическая схема лифта.
У редукторных лебедок канатоведущий шкив крепится к тихоходному валу редуктора. Они применяются на отечественных пассажирских лифтах со скоростью не более 1,6 м/с в сочетании с двухскоростным АД с КЗ-ротором.
Скоростные лифты имеют безредукторные лебедки в сочетании с регулируемым приводом постоянного тока независимого возбуждения. Канатоведущий трос крепится непосредственно к валу ЭД постоянного тока.
Для зданий и сооружений с большой высотой подъема безредукторные лебедки применяются в сочетании с электроприводом по схеме: реверсивный тиристорный преобразователь-двигатель.
Под машинным отделением находится блочное, в котором установлены отводные блоки и ограничитель скорости.
Шахта предназначена для размещения направляющих, по которым движутся кабина и противовес, этажной аппаратуры и аппаратуры обеспечения безопасности. С наружной стороны шахты (на этажных площадках) размещена аппаратура «вызова», шахтные двери по всей высоте.
Двери шахты открываются автоматически с помощью привода.
В нижней части шахты (в приямке) расположены гидравлические буферы кабины и противовеса и натяжные устройства уравновешивающих канатов и ограничителя скорости.
Кабина и противовес подвешены на 8 тяговых канатах.
Кабина предназначена для размещения груза, аппаратуры управления и сигнализации. Электроснабжение и связь с электрооборудованием вне кабины по гибкому подвесному кабелю. На кабине установлены: привод дверей, ловители скользящего типа, датчики замедления и точной остановки.
Аппаратура управления.
Этажные переключатели предназначены для коммутации цепей управления движением. Они регистрируют положение кабины, автоматически выбирают направление движения («верх» или «низ») и дают команду на отключение электропривода при остановке.
Конструктивно - это трехпозиционные рычажные переключатели (путевые командоаппараты) на три положения (1-0-2), имеющие подвижные (на рычаге) и неподвижные (на корпусе) контакты.
Этажные переключатели устанавливаются в стволе шахты на уровне этажа, а на кабине - фасонная отводка, которая действует на рычаг этажного переключателя.
При ходе кабины «вверх» поворотом рычага замыкается одна группа неподвижных контактов, а «вниз» - другая.
Когда кабина находится на уровне этажа, этажный переключатель - в нейтральном положении «О», а неподвижные контакты разомкнуты.
Переключатели скорости предназначены для подачи импульса на снижение скорости перед остановкой кабины. Применяются в быстроходных лифтах с электроприводом двухскоростного исполнения. Они построены по принципу действия этажных переключателей, но конструктивный вид имеют другой.
Переключатели скорости устанавливаются в стволе шахты комплектно выше и ниже этажа на расстоянии от 0,5 до 0,6 м.
Рычажные переключатели предназначены для управления грузовыми лифтами с проводником.
Конструктивно - это трехпозиционные рычажные переключатели с самовозвратом рукояти в нейтральное положение («верх»-0-«низ»), установленные в кабине.
Поворотом рукоятки выбирается направление движения, что достигается замыканием пары неподвижных контактов. При отпускании рукоятки контакты размыкаются, и двигатель останавливается (отключается).
Рычажные переключатели одновременно используется как конечный выключатель в крайних положениях кабины. Это достигается действием на ролик рычага специальных направляющих в стволе шахты.
Индуктивные датчики предназначены для применения в быстроходных лифтах в качестве этажного переключателя и переключателя скорости. Схема таких датчиков на переменном и выпрямленном токе представлена на рис.3.
В стволе шахты устанавливается П-образный шихтованный магнитопровод из стали (3), а на кабине стальная скоба (4), представляющая собой магнитный шунт. На магнитопроводе находится катушка с обмоткой (2), к которой подключается реле управления (1) непосредственно или через выпрямитель «Вп».
При уходе скобы (магнитопровод размыкается) индуктивное сопротивление (x l) катушки мало, что обеспечит срабатывание «РУ». Если стальная скоба перекрывает магнитопровод, резко возрастает индуктивное сопротивление катушки (Xl) и реле отпускает.
Надежность и четкость срабатывания «РУ» обеспечена включением емкости «С» параллельно катушке, которая выбирается из условия получения близкого к резонансу токов режима. "
Применение «Вп» для питания «РУ» повышает надежность срабатывания магнитной системы реле.
Кроме того, в путевых датчиках (ДПЭ) нашли широкое применение устройства с герметичными контактами (герконы).
Применение индуктивных датчиков устраняет такие недостатки «ЭП» и «ПС», как шумность и радиопомехи, возникающие при работе контактных устройств.
Рис. 3 Принципиальная электрическая схема ИД на переменном (а) и выпрямленном (б) токе
Магнитная отводка. Электромагнитное устройство, устанавливаемое на кабине и контролирующее работу замков дверей шахты. Упор «магнитная отводка» соединен с якорем электромагнита отводки «ЭмО». При нахождении кабины на этаже «ЭмО» обесточен, упор под действием пружины отводит защелку замка двери шахты, позволяя ее открыть.
При движении «ЭмО» под питанием - защелка введена, что запрещает открытие двери.
Такие защелки применяются в лифтах старой конструкции (или модернизированных) с ручным приводом дверей шахты.
Вентиляционные установки
Центробежные вентиляторы являются основным элементом различных вентиляционных установок.
Они обеспечивают технологический процесс производства (подача газа в рабочие объемы) и условия трудовой деятельности (кондиционеры, общецеховая система вентиляции).
Вентиляционные установки достаточно просто поддаются автоматизации по сигналам изменения режима и реагируют на них без участия обслуживающего персонала путем переключения в схемах управления.
Это позволяет задачи обслуживающего персонала свести к периодическому контролю за установками и плановой профилактике.
Основным параметром регулирования таких установок, на который надо воздействовать, является угловая скорость приводного электродвигателя.
Мостовой кран
Краны - это грузоподъемные устройства для вертикального и горизонтального перемещения грузов на небольшие расстояния. Однотипными узлами всех кранов являются:
1. Механизм передвижения моста.
Передвижение моста (несущей конструкции) осуществляется по рельсам подкранового пути, вдоль пролета цеха.
Кинематическая схема механизма передвижения представлена на рис. 4.
Главные балки коробчатого сечения или в виде решетчатых ферм расположены по ширине пролета цеха и скреплены концевыми балками.
Рис.4. Кинематическая схема механизма передвижения моста с общим приводом колес.
К концевым балкам устанавливаются ходовые колеса, которые движутся по рельсам.
Привод колес от электродвигателя с тормозом через редуктор может быть раздельным или общим. Скорость передвижения моста номинальная - от 2.0 до 2.3 м/с.
2. Механизм передвижения тележки.
Передвижение тележки осуществляется вдоль моста по проложенным рельсам на 4 ходовых колесах.
Кинематическая схема механизма передвижения тележки представлена на рис.5.
Рис.5. Кинематическая схема механизма передвижения тележки
Привод колесной пары от электродвигателя с электромагнитным тормозом через редуктор. Колеса передвигаются по рельсам. На тележке установлена лебедка подъемная для груза. Скорость передвижения тележки номинальная - от 0.65 до 1.0 м/с.
3. Механизм подъема.
Механизм подъема представляет собой подъемную лебедку барабанного типа.
Кинематическая схема механизма подъема представлена на рис.6.
Барабан лебедки с намотанным на него канатом приводится во вращение двигателем с тормозом через редуктор.
К канату крепится грузозахватывающее устройство - крюк. Для механизмов подъема наибольшее применение получили полиспасты, которые передают движение от барабана к крюку.
Среди грузозахватывающих устройств чаще всего применяются крюк или электромагнит.
По грузоподъемности мостовые краны условно делятся на малые (от 5 до Ют.), средние (от 10 до 20т.) и крупные (более 50т).
На тележках мостового крана грузоподъемностью более 15т. устанавливается 2 механизма подъема: главный и вспомогательный.
Подвод электропитания - от главных троллеев, уложенных вдоль подкранового пути, по скользящим токосъемникам. Питание грузозахватывающего устройства осуществляется гибким кабелем.
Рис. 6. Кинематическая схема механизма подъема.
Управление механизмами крана из кабины оператора-крановщика, в которой установлены контроллеры и командокон-троллеры. Аппаратура управления и резисторы расположены на мосту.
1.3.Режимы работы и требования к приводу лифта
Электроприводом должна обеспечиваться:
Реверсивная работа,
Жесткость механической характеристики,
Плавность пуска и торможения при условии, что ускорение и замедление не превышают допустимых значений,
Минимальное время переходных процессов,
Точность остановки кабины на уровне пола этажа,
режим работы - повторно-кратковременный или длительный.
Тихоходные лифты - АД с короткозамкнутым ротором или фазным ротором,
Быстроходные - АД двухскоростные, обеспечивающие понижение скорости при остановке или с фазным ротором, в случае ограниченной мощности сети,
Скоростные - систему «Г-Д» с магнитными, электромашинными или тиристорными усилителями для питания обмотки возбуждения генератора,
Высокоскоростные - систему «ТП-Д», наиболее перспективную и обеспечивающую наиболее оптимально законы управления.
