Подъемный механизм лифта
К атегория:
Электромеханика лифтов
Подъемный механизм лифта
Какие требования предъявляются к подъемным механизмам лифтов?
Помимо общих требований, которые предъявляются к любому механизму, к механизмам лифтов должны предъявляться дополнительные требования, вытекающие из особенности работы и назначения лифтовых установок.
К этим требованиям можно отнести:
1) повышенную степень надежности установок для полноты гарантии безаварийности работы подъемн-ого механизма (лебедки);
2) компактность и возможно минимальные размеры, так как с габаритами ее связаны габариты машинного помещения, а следовательно, и расход строительных материалов;
3) отсутствие вибрации и шума при работе лебедки, что особенно важно для пассажирских лифтов, устанавливаемых в жилых домах;
4) обеспечение плавной и точной остановки на этажах, что особенно необходимо для грузовых лифтов, в кабинах которых перевозятся грузы на тележках;
5) доступность для ремонта и замены износившихся деталей, а также регулировка работы отдельных узлов лифтов.
Как разделяются лифты по типу подъемного механизма?
По типу применяемого подъемного механизма лифты подразделяются на барабанные и лифты с канатоведущим шкивом. На рис. 1 показан привод лифта с барабанной лебедкой.
У лифтов с этим приводом канаты, на которых подвешены кабина и противовес, жестко крепятся в барабане, независимо один от другого. При движении кабины вниз канаты ее сматываются с барабана, а канаты противовеса в это время наматываются на барабан.
У лифтов, имеющих лебедку с канатоведущим шкивом, канаты от кабины протянуты к противовесу через канатоведущий шкив лебедки. На шкиве канаты не закрепляются, они перекидываются через шкив и располагаются в имеющихся в шкиве канавках-ручьях.
Преимущества и недостатки лифтов с барабанной лебедкой и с канатоведущим шкивом?
Преимущества лебедки с канатоведущим шкивом, по сравнению с барабанной лебедкой, следующие:
1) на шкив расходуется меньше металла;
2) лебедки с канатоведущим шкивом однотипны, так как шкивы можно изготовлять одинаковых размеров, независимо от высоты здания, тогда как размеры барабанов целиком зависят от высоты подъема;
3) шкив занимает меньше места, поэтому машинные помещения можно устраивать меньших размеров;
4) почти полностью устраняется возможность аварии; при переходе кабины или противовеса в крайние рабочие положения произойдет скольжение канатов в желобках шкива, кабина или противовес не подтянутся к потолку шахты, что исключает отрыв каната.
Рис. 1. Лебедка барабанного типа.
К недостаткам лебедок с канатоведущим шкивом относятся:
1) относительно быстрый износ канатов вследствие усиленного трения их в ручьях шкива;
2) износ этих ручьев, вызывающий неебходимость в периодическом протачивании и замене шкива;
3) опасность перегрузки, даже при незначительном износе ручьев шкива; в этом случае кабина окажется значительно тяжелее противовеса и может пойти вниз, что может привести к несчастным случаям;
4) невозможность смазки канатов, вследствие чего они подвергаются коррозии и быстрому износу, особенно в сырых помещениях.
Рис. 2. Желобки канатоведущего шкива.
У лебедок с канатоведущим шкивом необходимое тяговое усилие на канатах обеспечивается силой трения между ними и стенками ручьев шкива, в которых располагаются канаты.
При однообхватном огибании шкива канатами применяются ручьи клинообразного профиля (рис. 2, а) или ручьи, показанные на рис. 2, б с подрезом на дне ручья. В случае двухобхват-ного огибания, т. е. при установке обводного блока (контршкива) применяются полукруглые ручьи (рис. 2, в), причем для одного каната делается два ручья.
Особо важной частью лебедки является редуктор, передающий вращение от электродвигателя барабану или шкиву.
Редуктор служит для уменьшения числа оборотов барабана или канатоведущего шкива по сравнению с числом оборотов электродвигателя.
В лифтовых установках получили широкое применение редукторы с червячной передачей (рис. 3), что обеспечивает бесшумность и компактность установки.
В настоящее время применяются редукторы с расположением червяка вверху или внизу шестерни.
Применение червячного редуктора с глобоидальным червяком дает возможность уменьшить габариты редуктора и повысить его коэффициент полезного действия.
Рис. 3. Редукторы: а - на скользящих подшипниках с верхним расположением червяка, б - то же, с нижним расположением червяка, в - то же, на шариковых подшипниках с нижним расположением червяка.
В обычных лебедках отношение между числом оборотов барабана или канатоведущего шкива и числом оборотов электродвигателя принимается 1:60; червячное колесо редуктора при этом имеет, как правило, 60 зубьев при однозаходном червяке.
Рис. 4. Редуктор с глобоидальным червяком.
На рис. 2 показан редуктор с червячной передачей простого профиля с верхним и нижним расположением червяка. Барабан или шкив посажены с червячной шестерней на общий вал. На рис. 15 показан редуктор с глобоидальной передачей.
Какая разница между барабанами лебедок, устанавливаемых вверху и внизу шахты лифта?
У лифтов с барабанной лебедкой при нижнем расположении машинного помещения нарезка ручьев на барабане производится по винтовой линии от одного конца барабана к другому. При этом канаты кабины укрепляют на одном конце барабана, а канаты противовеса - на другом.
Если же лебедка расположена вверху над шахтой лифта, то нарезка ручьев барабана производится «в елочку», т. е. от концов барабана к его середине. При таком расположении канаты кабины укрепляют по концам барабана, а канаты противовеса - в середине его.
Cнабжаются специальным зажимом для канатов, дающим возможность, в случае необходимости, поднимать по отдельности кабину и противовес.
Чем достигается точность остановки кабины на этажах?
Повышение этажности строящихся зданий вызвало необходимость применять лифты с большой скоростью передвижения кабин, но это, как правило, вызывает неточность остановки кабины относительно уровня пола этажа.
Перед конструкторами возник вопрос о применении специальных устройств, уменьшающих скорость движения кабин перед торможением. Для того, чтобы кабина остановилась на уровне пола требуемого этажа (с точностью ±5 мм), необходимо перед началом действия тормоза снизить скорость ее движения до 0,1-0,2 м/сек. Снижение скорости движения кабины достигается применением специальной электроаппаратуры, переключающей ток двухскоростных двигателей переменного тока, или использованием специальных электромеханических устройств- микроприводов.
У высокоскоростных лифтов канатоведущий шкив, тормозной диск и ротор электродвигателя постоянного тока соединяются жестко, т. е. на общем валу. На рис. 8 показан безредуктор-ный подъемный механизм, у которого канатоведущий шкив имеет 60-120 об/мин. У высокоскоростных лифтов перед остановкой окружная скорость канатоведущего шкива доводится до 0,1-0,2 м/сек. Для этого применяется электрическое торможение, и только непосредственно перед остановкой действует механический тормоз.
Как устроены соединительные муфты и их назначение?
Соединительные муфты подъемных механизмов, имеющих редуктор или привод, служат для соединения вала электродвигателя с червячным валом подъемного механизма. Муфты бывают двух типов - жесткого и эластичного соединения.
(пользователь github.com) на JavaScript, за основу взята схема из книги " Устройство, техническое обслуживание и ремонт лифтов" (Манухин С.Б., Нелидов И.К.).
Целью создания схемы действия лифта послужило желание наглядно продемонстрировать надежную древнюю программу построенную на реле без использования языков программирования. Эта система до сих пор используется в отечественных многоэтажках для пассажирских лифтов. Это схема которая сама рассказывает о себе.
Немного пояснений. С кнопками приказов и вызовов знакомы все. Реверс - это то, что происходит, когда двери кабины сталкиваются с препятствием. Сверху слева переключатели режимов работы и кнопки управления, которые находятся в машинном помещении (над самым верхним этажом) и на пульте управления (на кабине лифта), который используется для передвижения по шахте при техническом обслуживании лифта.
Слева - модель лифта , какой ее видит обычный пользователь (или начинающий электромеханик). Можно нажимать кнопки вызовов или приказов, входить-выходить в лифт, переключать режимы работы, как-бы ездить на лифте. Справа - сама схема с индикаторами , где зеленым показано, какой элемент включен (и механически и электрически), а серым все остальные. Красным обозначено прямое вмешательство в схему , к примеру, кто-то специально перемкнул какой-то контакт. Черным - наоборот (разомкнул контакт насовсем). Сверху, для удобства, размещены только реле. Мы как-бы моделируем ситуацию когда специалист может подойти к управляющей станции и посмотреть, как ведут себя реле или даже нажать на них вручную. К примеру, если нажать РОД (реле открытия дверей), то двери запустятся на открытие. Совсем справа - лог , где пишется когда на реле ток подается, а когда пропадает. Удобно, если надо глянуть последовательность работы разных реле.
Там много чего не симулируется, есть даже (да простит меня техника безопасности) внесение изменений в схему. Если присмотреться к з-контактам РИС, то можно заметить, что они загораются зеленым через один, хотя по схеме соединены последовательно. Это сделано, чтобы не мудрить с двунаправленностью токов, а сделать все как-бы однонаправленным, при этом алгоритм работы совпадает с реальным лифтом и. наверно, даже становится немного надежнее, потому что требуется меньше контактов на направление и меньше вероятность поломки. Когда-то делал еще одну интерактивную схемку на еще более старый лифт (с этажниками), там чисто логика, но зато в ключевом месте двунаправленность реализована хорошо , правда без кабины, зато перерисована под более удобное понимание.
Обыкновенный подъемник, который можно встретить в любой многоэтажке, представляется сегодня простым и привычным механизмом, работа которого воспринимается зачастую как что-то должное, элементарное. В то же время на самом деле обычный лифт - уникальное устройство, на изобретение и усовершенствование которого у людей ушли сотни лет. Давайте попробуем все же разобраться, как работает современный лифт?
В целом, лифт в большинстве случаев не воспринимается людьми как сложное и важное устройство. Однако на самом деле это изобретение играет огромную роль в нашей ежедневной жизни и представляет собой достаточно сложное и продуманное до мелочей устройство. Что касается роли подъемника, то ее трудно переоценить - каждый день лифты мира перемещают около трети населения планеты, при этом данный вид транспорта остается на сегодняшний день самым безопасным. Что же касается недооценки устройства лифта, то здесь отдельная история. Многие думают, что лифт является чрезвычайно простым устройством, которое представляет собой кабину и трос, но это далеко не так.
Первые в истории лифты действительно были весьма примитивными, однако, не смотря на простоту идеи подъемника, сегодня он представляет собой целую систему механизмов и устройств, необходимую не просто для подъема, а качественной, точной, быстрой и безопасной работы.
В целом, основной объект лифта - это непосредственно кабина. Однако для полноценной работы подъемника требуется еще и шахта, по которой кабина лифта перемещается. Шахта подъемника не пустая - в ней с каждой стороны от кабины есть аналог рельсов, по которым ездит лифт. Если бы этих рельсов не было, то кабина поднималась бы неравномерно, раскачивалась и билась бы о стены шахты. Кроме этого, на самом дне шахты есть так называемый приямок, место, куда кабина может упасть в случае обрыва тросов. Здесь зачастую установлены специальные пружины, которые готовы смягчить падение кабины подъемника.
У кабины лифта есть двое дверей: первые - внутренние, которые ездят вместе с самим подъемником. Внешние же двери остаются неподвижны. Они установлены на каждом этаже, где останавливается лифт, и открываются только в тандеме с внутренними дверями. В середине кабины установлена панель управления, благодаря которой пассажир дает команды лифту, отправляя его на нужный этаж или т.д.
Кабина лифта поднимается и опускается на металлических тросах - всего обычно кабину поднимает от трех до семи тросов, каждый из которых имеет чрезвычайную грузоподъемность. Если один или даже два троса лифта порвутся, то кабина не упадет, а будет держаться на оставшихся. В целях безопасности подъемного механизма, каждый трос в отдельности способен выдержать вес максимально наполненного лифта.
Для того чтобы лифт поднимался и опускался, его необходимо тянуть. В древности эту функцию выполняли люди, потом животные, после чего дело передали двигателям. Первый двигатель был паровой, затем создали гидравлический, в наши же дни всей задачей занимается электрический мотор. Большой канатоведущий шкиф представляет собой колесо, наматывающее на себя трос при подъёме кабины и разматывающее его при спуске лифта.
Для того чтобы работа стандартного лифта была возможна, необходимо обустройство специального машинного отделения, которое создают на самом высоком этаже здания. В этом помещении установлен мотор лифта и станция управления, представляющая собой аналог компьютера. Станция получает команды, когда пассажиры посылают ей, нажимая на кнопки лифта. При этом компьютер связан с различными датчиками в кабине. Именно благодаря датчикам кабина знает, когда открывать двери и точно определяет, на каком она находится этаже и куда ей необходимо доставить пассажира.
Но и это еще не все - для полноценной работы лифта ему нужен еще и противовес - специальный груз, который опускается, когда кабина едет вверх, и наоборот поднимается в случае спуска лифта. Если бы противовеса не было бы, то мотору подъемника было бы чрезвычайно трудно и энергозатратно каждый раз возить лифт.
Безопасность работы лифта обеспечивают сразу несколько факторов:
Как видите, не смотря на привычность лифтов и их ежедневное использование миллионами пассажиров, подъемник - это уникальное устройство, которое представляет собой сложную продуманную систему механизмов. Подъемная машина играет важную роль в нашей ежедневной жизни, перевозя количество людей, равное численности населения всей планеты, всего за три дня.
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.
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:
