目錄

第一章 緒  言...- 2 -

第二章 電梯的結構...- 3 -

§2-1電梯的主要組成部分及其安裝部位...- 4 -

一、電梯機房裡的主要部件...- 4 -

二、電梯井道裡的主要部件...- 4 -

三、轎廂上的主要部件...- 5 -

§2-2電梯的傳動結構...- 5 -

§2-3電梯的曳引系統及定位裝置...- 5 -

一、曳引機是驅動電梯上下運行的動力裝置。...- 5 -

二、定位裝置...- 7 -

§2-4 導軌、導靴和對重...- 7 -

一、導軌...- 7 -

二、導靴...- 7 -

三、對重...- 8 -

§2-5 轎廂和門機機構...- 8 -

一、轎廂...- 8 -

二、門機機構...- 8 -

3.層門...- 9 -

4.轎門的安全保護裝置...- 9 -

§2-6 電梯的安全裝置...- 9 -

一、限速器...- 10 -

二、安全鉗...- 11 -

三、限速器張緊裝置...- 11 -

四、緩沖器...- 12 -

第三章 教學電梯控製原理...- 13 -

一、概述...- 13 -

二、自動開關門...- 13 -

三、電梯的啟動、加速和滿速運行...- 13 -

四、電梯的停站、減速和平層...- 13 -

五、電梯停站信號的發生以及信號的登記和消除...- 14 -

六、電梯行駛方向的保持和改變...- 14 -

七、音響訊號及指示燈...- 14 -

八、電梯的安全保護...- 15 -

九、電梯轎廂內照明及排風...- 15 -

十、電梯的緊急停車...- 15 -

第四章 故障及電氣原理圖...- 16 -

附錄1：電梯電氣原理圖...錯誤！未定義書簽。

第一章 緒  言

隨著人們生活水平的不斷提高，經濟的快速發展和生產生活的需要，城市高層建築如雨後春筍拔地而起。與此相應，作為一種可以垂直升降運輸的工具—電梯也得到迅猛的發展。現在，電梯已完全融入我們的生活、工作及學習中，人們越來越離不開它。因此，它的安全可靠性、迅速準確性、舒適性，對人們來說都是非常重要的。為瞭確保電梯正常運行、安全使用，一般電梯都有專業的維修管理人員。他們必須對電梯原理、性能、特點、控製、運行要全麵認識和掌握，才能做到對電梯的正確使用、管理及維護。根據我國有關部門的規定，電梯作業屬於特種作業，其作業人員必須經過專門培訓，並經理論考試和實踐考核合格後，發給《特種作業操作證》方可上崗操作。同時，對電梯操作人員定期考核，讓他們定期參加安全技術學習，紮紮實實地做好電梯維護和保養工作。才能使人們平安長久的使用電梯。

為瞭配合大中專院校、技校、職校、勞動就業培訓中心及電梯維修物業管理部門等單位的有關電梯專業和工業自動化專業課程，使更多的人能夠更好地瞭解電梯、使用電梯，培養出更多的電梯專業人才，適應電梯行業的發展。我公司經過深入探索研究,在原永磁感應器型的基礎上終於研製成功旋轉編碼器型透明仿真教學電梯。采用旋轉編碼器提高瞭電梯的智能化水平，優化瞭線路，更有利於學生對PLC的瞭解與學習。如：怎樣通過PLC的高速計數端口采集信號進行編程等。並根據實際情況，將電梯的工作電壓由原380V改為220V。這樣，更加方便瞭廣大師生對電梯的操作使用。

透明仿真教學電梯是根據最常見的升降式電梯結構，采用透明有機材料製成，其結構與實際電梯完全相同，且幾乎具備實際電梯的全部功能。事實上可以把它看作是小型化瞭的電梯。由於其幾乎所有部件均是采用透明有機材料，因此便於觀察、瞭解整個電梯結構。同時，電梯運行過程中的每個動作也一目瞭然，還可以反復實際動手操作。使學生能夠更直觀、透徹地瞭解、掌握電梯的結構及其動作原理，達到事半功倍的效果。因而特別適合於教學。

教學電梯的電氣控製系統是采用PLC和交流調速（VVVF）控製，其硬件結構的組成及功能與實際電梯完全一樣，具有自動平層、自動開關門、順向響應轎內外呼梯信號、直駛、電梯安全運行保護等功能，以及電梯停用、急停、檢修、慢上、慢下、照明和風扇等特殊功能。

采用變頻器作為220V交流曳引電動機的調速裝置。該裝置對電機具有加減速控製、正反轉控製、點動控製及根據模擬輸入控製等多種功能。系統邏輯控製則由PLC完成（可聯機）。PLC采用的是松下系列，其輸出方式為繼電器輸出形式。通過主機上配有的RS232介面，可實現PLC與PC機的通訊。使用松下編程軟件，可直接在PC機上用梯形圖編程、調試，直觀易學，便於初學者掌握；此外也可用西門子編程器進行指令編程，現場直接調試。

電梯轎廂位置檢測和電氣選層信號由安裝在轎廂頂上和曳引輪相連的旋轉編碼器得到,從而擺脫瞭以往靠繼電器和接觸開關等有觸點器件控製的龐雜線路系統，優化瞭線路，大大地提高瞭系統運行的可靠性，同時也便於檢修。

透明仿真教學電梯的軟硬件均采用開放式結構。因此，院校也可以利用此套裝置進行二次開發研究。如：1.群控電梯（統一調度多臺集中並列的電梯）2 .並聯控製電梯：（2-3臺電梯的控製線路並聯，進行邏輯控製，共用層站外召喚按鈕）3 .集選控製電梯  4.信號控製電梯。

采用此套設備進行配套教學，使廣大學生對電梯的結構、關鍵部件以及電氣控製、電梯的運作過程有瞭直觀、形象的認識，易於加深對電梯相關知識的瞭解、掌握。此外，通過使用松下編程軟件，直接在PC機上用梯形圖編程，並進行現場實際操作調試，為學生瞭解、學習和掌握可編程控製器（PLC）及其應用以及工業過程自動化控製提供瞭很大的幫助。

第二章          電梯的結構

本公司生產的透明仿真教學電梯是根據最常見的升降式客梯結構，采用透明有機材料製成。其結構如圖所示，與實際電梯相同，電梯結構包括機房、井道、廳門、轎廂等幾大部分。

§2-1 電梯的主要組成部分及其安裝部位

一、電梯機房裡的主要部件

1、曳引機：曳引機是電梯的驅動裝置，它包括：

1）驅動電動機：交流電梯為專用的雙速或三速電機。直流電梯為專用的直流電機。

 2）製動器：在電梯上通常采用雙瓦塊常閉式電磁製動器。在電梯停止或電源斷電的情況下製動抱閘，以確保電梯不致移動。    

3）減速箱：大多數電梯廠選用蝸輪蝸桿減速箱，也有行星齒輪、斜齒輪減速箱。無

   齒輪電梯不需減速箱。本教學電梯采用的是蝸輪蝸桿減速箱。

 4）曳引輪：曳引機上的繩輪稱為曳引輪。兩端借助曳引鋼絲繩分別懸掛轎廂和對重，

    並依靠曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽間的靜摩擦力來實現電梯轎廂的升降。

5）導向輪：為保證轎廂端與對重端鋼繩各自垂直於轎廂和對重，且保持平行，並保證曳引輪有足夠大的包角，故一般常設置導向輪（俗稱抗繩輪）。在本教學電梯中沒有配置/

2.限速器：當轎廂運行速度達到限定值時，能發出電信號並產生機械動作的安全裝置。

3.控製櫃：各種電子元器件和電器元件安裝在一個防護用的櫃形結構內，按預定程序控製電梯運行的電控設備。

4.旋轉編碼器：給轎廂定位的裝置(在本教學電梯中沒有配置)。

二、電梯井道裡的主要部件

1.轎廂：

轎廂由轎廂架、橋廂體（包括轎廂門、門機系統、導靴、操縱箱）等組成。轎廂因用途不同，規格尺寸與外形設計也不同。

2.導軌：

導軌通過導軌支架被固定在井道壁上，導軌的位置限定瞭轎廂和對重的位置。導軌是轎廂上下運行的軌道。

3.對重裝置：

對重裝置由對重輪、對重架、對重砣、曳引繩、防護遮欄等組成。對重與轎廂相襯托起平衡作用。

4.緩沖器：

當轎廂向下運行時，由於斷繩、超載、安全鉗限速器不動作、曳引輪和鋼絲繩打滑、製動器失效、無製動力矩以及極限開關不起作用等原因，會造成轎廂向底坑掉落，這時，裝在轎廂下方底坑中的緩沖器，可以減緩轎廂與底坑間的沖擊。

5.限位開關：

該裝置可以裝在轎廂上，也可以裝在電梯井道上端站和下端站附近，當轎廂運行超過端站時，用於切斷電源的安全裝置。

6.計數復位感應器：

使旋轉編碼器計數復位的裝置(在本教學電梯中沒有配置)。

7.隨行電纜：

電梯隨行電纜是電梯機房電氣器件與轎廂、井道及廳門等處電氣器件相連接的導線。

三、轎廂上的主要部件

1.操縱箱：操縱箱裝在轎廂內靠近轎廂門附近。用指令開關或按鈕，操縱轎廂運行。

2.轎內指層燈：轎內指層燈設置於轎廂內（，用以顯示電梯運行位置和運行方向。

3.自動門機：自動門機裝在轎廂頂的前部，以小型直流電動機為動力的自動開、關轎門和廳門的裝置。

4.轎門：轎門設置在轎廂入口的門。

5.安全鉗：安全鉗由於限速器作用而引起動作，迫使轎廂或對重裝置卡停在導軌上，同時切斷控製回路電源的安全裝置。

6.導靴：導靴設置在轎廂架和對重裝置上，使轎廂和對重裝置沿著導軌運行的裝置。

7.照明、風扇等裝置。

四、電梯層門口的主要部件

1.層門：層門設置在層站入口的封閉門。

2.門鎖：層門門鎖設置在層門內側，門關閉後，將層門鎖緊。

3.層樓指示：層樓指示燈設置在層站層門上方或一側，用以顯示轎廂運行層站位置和方向。

4.召喚盒：召喚盒設置在層站門側，當乘客按下需要的召喚按鈕時，在轎廂內可顯示或登記，令電梯運行停靠在召喚層站。

§2-2 電梯的傳動結構

透明仿真教學電梯采用的是世界電梯行業廣泛應用的提升式（曳引式）提升機構。在曳引式提升機構中，鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端與轎廂連接，另一端與對重連接。曳引輪轉動時，使曳引鋼絲繩與曳引輪之間產生摩擦力，從而帶動電梯轎廂上升或下降。

    由於懸掛轎廂和對重的曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽間有足夠的摩擦力來克服任何位置上的轎廂側和對重側曳引鋼絲繩上的拉力差，因而保證瞭轎廂和對重隨著曳引輪的正轉和反轉，而不斷地上升和下降。

§2-3電梯的曳引系統及定位裝置

一、曳引機是驅動電梯上下運行的動力裝置。

一般分為無齒輪曳引機和有齒輪曳引機兩種。

1、無齒輪曳引機（無減速器曳引機）：

無齒輪曳引機用在運行速度V>2.0m/s的高速電梯上。這種曳引機的曳引輪緊固在曳引電動機軸上，沒有機械減速機構，整機結構比較簡單。該曳引機製動時所需的製動力矩要比有減速器曳引機大得多，因此無齒輪曳引機的製動器比較大。同時由於無齒輪曳引機沒有減速器等有利因素，所以使用壽命比較長。

2、有齒輪曳引機

  有齒輪曳引機廣泛應用在運行速度V<2.0m/s的各種電梯上。本教學電梯即采用有齒輪曳引機，其一般采用蝸輪減速傳動機構。這種曳引機主要由曳引電動機、蝸輪、蝸桿、製動器、曳引繩輪等構成，其外形如圖2-4所示。

圖2-4有齒輪曳引機結構圖

圖2-4即為本教學電梯所采用有齒輪曳引機外形結構。曳引電動機通過聯軸器與蝸桿聯接，蝸輪與曳引繩輪共同裝在一根軸上。由於蝸桿與蝸輪間有嚙合關系，曳引電動機能夠通過蝸桿驅動繩輪作正反向運動，同時驅動轎廂和對重上下運行。

圖2-5電磁製動器、聯軸器

製動器是電梯非常重要的安全裝置，其結構如圖2-5所示。其工作特點是：電動機通電時製動器松閘，電梯失電或停止運行時抱閘。

製動器在工作時要做到

（1）能夠使運行中的電梯在切斷電源時自動把電梯轎廂掣停住。電梯正常使用時，一般都是在電梯通過電氣控製使其減速停止，然後再機械抱閘。

（2）電梯停止運行時，製動器應能保證在125%～150%的額定載荷情況下，電梯保持靜止直到工作時才松閘。

製動器一般都是裝在電動機和減速器之間，即裝在高轉速軸上。因為高轉速軸上所需的製動力矩小，這樣可減小製動器的結構尺寸。製動器的製動輪就是電動機和減速器之間的聯軸器圓盤。製動輪一般裝在蝸桿一側，以保證聯軸器損斷時，電梯仍能製動被掣停住。

二、定位裝置

電梯隨行電纜是電梯機房電氣器件與轎廂、井道及廳門等處電氣器件相連接的導線。

三、轎廂上的主要部件

1.操縱箱：操縱箱裝在轎廂內靠近轎廂門附近。用指令開關或按鈕，操縱轎廂運行。

2.轎內指層燈：轎內指層燈設置於轎廂內（，用以顯示電梯運行位置和運行方向。

3.自動門機：自動門機裝在轎廂頂的前部，以小型直流電動機為動力的自動開、關轎門和廳門的裝置。

4.轎門：轎門設置在轎廂入口的門。

5.安全鉗：安全鉗由於限速器作用而引起動作，迫使轎廂或對重裝置卡停在導軌上，同時切斷控製回路電源的安全裝置。

6.導靴：導靴設置在轎廂架和對重裝置上，使轎廂和對重裝置沿著導軌運行的裝置。

7.照明、風扇等裝置。

四、電梯層門口的主要部件

1.層門：層門設置在層站入口的封閉門。

2.門鎖：層門門鎖設置在層門內側，門關閉後，將層門鎖緊。

3.層樓指示：層樓指示燈設置在層站層門上方或一側，用以顯示轎廂運行層站位置和方向。

4.召喚盒：召喚盒設置在層站門側，當乘客按下需要的召喚按鈕時，在轎廂內可顯示或登記，令電梯運行停靠在召喚層站。

§2-2 電梯的傳動結構

透明仿真教學電梯采用的是世界電梯行業廣泛應用的提升式（曳引式）提升機構。在曳引式提升機構中，鋼絲繩懸掛在曳引輪上，一端與轎廂連接，另一端與對重連接。曳引輪轉動時，使曳引鋼絲繩與曳引輪之間產生摩擦力，從而帶動電梯轎廂上升或下降。

    由於懸掛轎廂和對重的曳引鋼絲繩與曳引輪繩槽間有足夠的摩擦力來克服任何位置上的轎廂側和對重側曳引鋼絲繩上的拉力差，因而保證瞭轎廂和對重隨著曳引輪的正轉和反轉，而不斷地上升和下降。

§2-3電梯的曳引系統及定位裝置

一、曳引機是驅動電梯上下運行的動力裝置。

一般分為無齒輪曳引機和有齒輪曳引機兩種。

1、無齒輪曳引機（無減速器曳引機）：

無齒輪曳引機用在運行速度V>2.0m/s的高速電梯上。這種曳引機的曳引輪緊固在曳引電動機軸上，沒有機械減速機構，整機結構比較簡單。該曳引機製動時所需的製動力矩要比有減速器曳引機大得多，因此無齒輪曳引機的製動器比較大。同時由於無齒輪曳引機沒有減速器等有利因素，所以使用壽命比較長。

2、有齒輪曳引機

  有齒輪曳引機廣泛應用在運行速度V<2.0m/s的各種電梯上。本教學電梯即采用有齒輪曳引機，其一般采用蝸輪減速傳動機構。這種曳引機主要由曳引電動機、蝸輪、蝸桿、製動器、曳引繩輪等構成，其外形如圖2-4所示。

圖2-4有齒輪曳引機結構圖

圖2-4即為本教學電梯所采用有齒輪曳引機外形結構。曳引電動機通過聯軸器與蝸桿聯接，蝸輪與曳引繩輪共同裝在一根軸上。由於蝸桿與蝸輪間有嚙合關系，曳引電動機能夠通過蝸桿驅動繩輪作正反向運動，同時驅動轎廂和對重上下運行。

圖2-5電磁製動器、聯軸器

製動器是電梯非常重要的安全裝置，其結構如圖2-5所示。其工作特點是：電動機通電時製動器松閘，電梯失電或停止運行時抱閘。

製動器在工作時要做到

（1）能夠使運行中的電梯在切斷電源時自動把電梯轎廂掣停住。電梯正常使用時，一般都是在電梯通過電氣控製使其減速停止，然後再機械抱閘。

（2）電梯停止運行時，製動器應能保證在125%～150%的額定載荷情況下，電梯保持靜止直到工作時才松閘。

製動器一般都是裝在電動機和減速器之間，即裝在高轉速軸上。因為高轉速軸上所需的製動力矩小，這樣可減小製動器的結構尺寸。製動器的製動輪就是電動機和減速器之間的聯軸器圓盤。製動輪一般裝在蝸桿一側，以保證聯軸器損斷時，電梯仍能製動被掣停住。

二、定位裝置

   此電梯的定位裝置為增量型旋轉編碼器。其特點是：隻有在旋轉期間會輸出對應旋轉角度脈沖，它是利用計數來測量旋轉的方式，通過PLC采集旋轉編碼器旋轉時產生的脈沖信號將電梯定位。圖2-7即為本教學電梯所使用的旋轉編碼器的組裝位置。

旋轉編碼器的中心軸通過彈性聯軸器與曳引輪的中心軸相連，當曳引輪帶動轎廂及對重上下運行的同時也帶動瞭與之相連的旋轉編碼器作相應的正反轉。電梯每上升或下降一段距離，旋轉編碼器的脈沖信號數就相應的增加或減少來控製轎廂的平層位置。

§2-4  導軌、導靴和對重

一、導軌

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

電梯工作時轎廂和對重借助於導靴沿著導軌上下運行。在電梯井道中，導軌起始段一般都支承在底坑中的支承板上，每個壓道板每隔一定的距離就有一個固定點，借助於螺栓、螺母與壓道板，將導軌固定在井道壁上。如圖2-8所示。

二、導靴

   導靴是使轎廂和對重裝置沿導軌運行的裝置。

轎廂導靴安裝在轎廂上梁和轎廂底部安全鉗座下麵，對重導靴安裝在對重架上部和底部。導靴按其在導軌工作麵上的運動方式，分為滑動導靴和滾動導靴。本教學電梯采用的是彈性滑動導靴，如圖2-9所示。彈性滑動導靴主要由靴座、靴襯、靴頭、靴軸、壓縮彈簧及調節絲桿等組成。

彈性滑動導靴的靴頭是浮動的，在彈簧力的作用下，靴襯的底部始終壓貼在導軌端麵上，因此能使轎廂保持較為穩定的水平位置，同時在運行中具有緩沖振動和沖擊的作用。

圖2-9彈性滑動導靴                  圖2-10對重裝置

三、對重置四隻導靴以保證對重在電梯運行時沿著對重導軌垂直運行。如圖

   對重又稱為平衡重，其作用在於減少曳引電動機的功率和曳引輪、蝸輪上的力矩。對重的結構沒有固定的形式，但不論何種形式，在對重的四個角上都應設2-10所示。

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

§2-5  轎廂和門機機構

一、轎廂

   電梯轎廂是用於運送乘客或貨物的電梯組件。電梯的轎廂一般由轎底、轎壁、轎頂、

轎廂架等幾個主要部件組成，如圖2-11所示。

圖2-11 轎廂機構

二、門機機構

1.門的分類

   電梯的門機機構按安裝位置可分為轎門和層門（或叫廳門）。層門裝在建築物每層電梯停站的門口，掛在層門上坎上。轎門則掛在轎廂上坎上，與電梯一起上升、下降。電梯門按開門方式可分中分門、旁開門。中分門有單扇中分、雙折中分；旁開門有單扇旁開、雙扇旁開、三扇旁開。本教學電梯門為單扇中分門。

2.轎門及其安全機構

   電梯的門由門扇、門滑輪、門地坎和門導軌架等部件組成。層門和轎門都由門滑輪懸掛在門的導軌（或導槽）上，下部通過門滑塊與門地坎相配合。門的關閉、開啟的動力源是門電動機。門電機通過傳動機構驅動轎門運動，再由轎門帶動廳門一起運動。

   本教學電梯的門機傳動機構見圖2-12，門機以帶齒輪減速器的直流電機為動力，由門機鏈條傳動。傳動鏈輪軸上安裝有曲柄桿，曲柄桿的兩端分別與門扇驅動連桿相連。電機轉動帶動門扇的開與關。

3.層門

電梯層門的開與關是通過安裝在轎門上的開門刀片來實現的。當轎廂離開層門開鎖區域時，層門無論何種原因開啟都應有一種裝置能確保層門自動關閉，這種裝置可以利用彈簧的作用，強迫層門閉合。本教學電梯采用的是彈簧結構，見圖2-13所示。此外，每個層門上都裝有一把門鎖。層門關閉後，門鎖的機械鎖鉤嚙合，鎖住層門不被隨易打開。隻有當電梯停站時，層門才在開門刀的帶動下開啟，或用專門配製的鑰匙開啟層門。

圖2-12層門機構

4.轎門的安全保護裝置

   接觸式保護裝置——安全觸板，它由觸板、控製桿和微動開關組成。平時，觸板在自重的作用下，凸出門扇一些距離，當門在關閉中碰到人或物品時，觸板被推入，控製桿轉動，並壓住微動開關觸頭，使門電機迅速反轉，門被重新打開。

§2-6  電梯的安全裝置

電梯的安全裝置有電氣安全裝置和機械安全裝置之分。電氣安全裝置在第三章電梯控製原理中作相應的介紹。機械安全裝置主要有：限速器、安全鉗和緩沖器等部件。

在電梯中，限速器和安全鉗是十分重要的機械安全保護裝置。它們的作用在於：因機械或電氣的某種原因，例如鋼絲繩斷裂、轎頂滑輪脫離或電機升降速度過高等使電梯失控而發生超速下降，當下降速度達到一定限值時，限速器就會緊急製動，通過安全鋼絲繩及連桿機構帶動安全鉗動作，使轎廂卡停在導軌上而不致繼續墜落。

不論是限速器，還是安全鉗都不能單獨完成上述任務，必須靠它們的配合動作來實現。限速器、安全鉗和轎廂三者之間的結構關系如圖2-14所示。

圖2-13限速器、安全鉗和轎廂三者示意圖

限速鋼絲繩是一根兩端封閉的鋼絲繩。上麵套繞在限速器輪上，下麵繞過掛有重物的張緊輪，在限速鋼絲繩的某處與轎廂上的安全鉗的連桿機構固定，而連桿機構則裝在轎廂上梁預留孔中，如圖2-15所示。

圖2-14限速器和安全鉗的連桿結構圖

這樣當電梯下降速度達到限速器動作的規定速度時，限速器就被其夾繩裝置夾持掣停。與此同時，由於轎廂繼續下降，這時被掣停的限速鋼絲繩就以較大的提拉力，使其連桿機構動作，並通過安全拉條提起楔塊，將轎廂卡停在導軌上，達到保護轎廂、乘客或貨物的目的。

一、限速器

常見的限速器有凸輪式、剛性夾持式和彈性夾持式三種，電梯額定速度不同，使用的限速器也不同，額定速度不大於0.63m/s的電梯，采用剛性夾繩限速器，配用瞬時式安全鉗。大於0.63m/s的電梯，采用彈性可滑移夾繩限速器，配用漸進式安全鉗。本教學電梯采用的是凸輪式限速器。凸輪式限速器也稱慣性式限速器，適用於電梯額定速度在0.5～1m/s以下的低速梯。其結構見圖2-16

當轎廂下行時，限速繩帶動限速輪1作順時針旋轉，限速輪內有一五邊形盤狀凸輪2，限速輪轉動時，五邊形盤狀凸輪的輪廊線處，與裝在擺動挺桿上的限速膠輪8，凸輪輪廊線上徑向的變化，使挺桿10猛烈的擺動，由於限速膠輪軸的另一端被限速器拉簧6拉住，在額定速度范圍內

二、導靴

   導靴是使轎廂和對重裝置沿導軌運行的裝置。

轎廂導靴安裝在轎廂上梁和轎廂底部安全鉗座下麵，對重導靴安裝在對重架上部和底部。導靴按其在導軌工作麵上的運動方式，分為滑動導靴和滾動導靴。本教學電梯采用的是彈性滑動導靴，如圖2-9所示。彈性滑動導靴主要由靴座、靴襯、靴頭、靴軸、壓縮彈簧及調節絲桿等組成。

彈性滑動導靴的靴頭是浮動的，在彈簧力的作用下，靴襯的底部始終壓貼在導軌端麵上，因此能使轎廂保持較為穩定的水平位置，同時在運行中具有緩沖振動和沖擊的作用。

圖2-9彈性滑動導靴                  圖2-10對重裝置

三、對重置四隻導靴以保證對重在電梯運行時沿著對重導軌垂直運行。如圖

   對重又稱為平衡重，其作用在於減少曳引電動機的功率和曳引輪、蝸輪上的力矩。對重的結構沒有固定的形式，但不論何種形式，在對重的四個角上都應設2-10所示。

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

§2-5  轎廂和門機機構

一、轎廂

   電梯轎廂是用於運送乘客或貨物的電梯組件。電梯的轎廂一般由轎底、轎壁、轎頂、

轎廂架等幾個主要部件組成，如圖2-11所示。

圖2-11 轎廂機構

二、門機機構

1.門的分類

   電梯的門機機構按安裝位置可分為轎門和層門（或叫廳門）。層門裝在建築物每層電梯停站的門口，掛在層門上坎上。轎門則掛在轎廂上坎上，與電梯一起上升、下降。電梯門按開門方式可分中分門、旁開門。中分門有單扇中分、雙折中分；旁開門有單扇旁開、雙扇旁開、三扇旁開。本教學電梯門為單扇中分門。

2.轎門及其安全機構

   電梯的門由門扇、門滑輪、門地坎和門導軌架等部件組成。層門和轎門都由門滑輪懸掛在門的導軌（或導槽）上，下部通過門滑塊與門地坎相配合。門的關閉、開啟的動力源是門電動機。門電機通過傳動機構驅動轎門運動，再由轎門帶動廳門一起運動。

   本教學電梯的門機傳動機構見圖2-12，門機以帶齒輪減速器的直流電機為動力，由門機鏈條傳動。傳動鏈輪軸上安裝有曲柄桿，曲柄桿的兩端分別與門扇驅動連桿相連。電機轉動帶動門扇的開與關。

3.層門

電梯層門的開與關是通過安裝在轎門上的開門刀片來實現的。當轎廂離開層門開鎖區域時，層門無論何種原因開啟都應有一種裝置能確保層門自動關閉，這種裝置可以利用彈簧的作用，強迫層門閉合。本教學電梯采用的是彈簧結構，見圖2-13所示。此外，每個層門上都裝有一把門鎖。層門關閉後，門鎖的機械鎖鉤嚙合，鎖住層門不被隨易打開。隻有當電梯停站時，層門才在開門刀的帶動下開啟，或用專門配製的鑰匙開啟層門。

圖2-12層門機構

4.轎門的安全保護裝置

   接觸式保護裝置——安全觸板，它由觸板、控製桿和微動開關組成。平時，觸板在自重的作用下，凸出門扇一些距離，當門在關閉中碰到人或物品時，觸板被推入，控製桿轉動，並壓住微動開關觸頭，使門電機迅速反轉，門被重新打開。

§2-6  電梯的安全裝置

電梯的安全裝置有電氣安全裝置和機械安全裝置之分。電氣安全裝置在第三章電梯控製原理中作相應的介紹。機械安全裝置主要有：限速器、安全鉗和緩沖器等部件。

在電梯中，限速器和安全鉗是十分重要的機械安全保護裝置。它們的作用在於：因機械或電氣的某種原因，例如鋼絲繩斷裂、轎頂滑輪脫離或電機升降速度過高等使電梯失控而發生超速下降，當下降速度達到一定限值時，限速器就會緊急製動，通過安全鋼絲繩及連桿機構帶動安全鉗動作，使轎廂卡停在導軌上而不致繼續墜落。

不論是限速器，還是安全鉗都不能單獨完成上述任務，必須靠它們的配合動作來實現。限速器、安全鉗和轎廂三者之間的結構關系如圖2-14所示。

圖2-13限速器、安全鉗和轎廂三者示意圖

限速鋼絲繩是一根兩端封閉的鋼絲繩。上麵套繞在限速器輪上，下麵繞過掛有重物的張緊輪，在限速鋼絲繩的某處與轎廂上的安全鉗的連桿機構固定，而連桿機構則裝在轎廂上梁預留孔中，如圖2-15所示。

性夾持式三種，電梯額定速度不同，使用的限速器也不同，額定速度不大於0.63m/s的電圖2-14限速器和安全鉗的連桿結構圖

這樣當電梯下降速度達到限速器動作的規定速度時，限速器就被其夾繩裝置夾持掣停。與此同時，由於轎廂繼續下降，這時被掣停的限速鋼絲繩就以較大的提拉力，使其連桿機構動作，並通過安全拉條提起楔塊，將轎廂卡停在導軌上，達到保護轎廂、乘客或貨物的目的。

一、限速器

常見的限速器有凸輪式、剛性夾持式和彈梯，采用剛性夾繩限速器，配用瞬時式安全鉗。大於0.63m/s的電梯，采用彈性可滑移夾繩限速器，配用漸進式安全鉗。本教學電梯采用的是凸輪式限速器。凸輪式限速器也稱慣性式限速器，適用於電梯額定速度在0.5～1m/s以下的低速梯。其結構見圖2-16

當轎廂下行時，限速繩帶動限速輪1作順時針旋轉，限速輪內有一五邊形盤狀凸輪2，限速輪轉動時，五邊形盤狀凸輪的輪廊線處，與裝在擺動挺桿上的限速膠輪8，凸輪輪廊線上徑向的變化，使挺桿10猛烈的擺動，由於限速膠輪軸的另一端被限速器拉簧6拉住，在額定速度范圍內，使挺桿右邊的棘爪與棘輪上的棘齒脫離接觸。當轎廂超速達到規定的超速值時，凸輪轉速加快，圓周上離心力增加，使挺桿擺動的角度增大到使棘爪與棘輪上的棘齒相嚙合，限速器輪被迫停止轉動。隨著轎廂繼續下行，限速器輪槽與限速繩之間產生摩擦力使限速繩軋住，帶動安全鉗聯動系統，將安全鉗拉桿提起，安全鉗楔塊動作，轎廂被製動在導軌上。

調節拉簧6的拉力，可調節限速器的動作速度，當限速器動作後需要復位時，可以將轎廂慢速上行，限速輪反向旋轉，棘爪與棘齒脫開，安全鉗即可復位。

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

二、安全鉗

安全鉗裝置在轎廂架的底梁上，處於下導靴之上，隨著轎廂沿導軌運動。安全鉗楔塊由連桿、拉桿、彈簧等傳動機構與轎廂上的限速器鋼絲繩相連接。當電梯出現故障使轎廂超速下降時，如果下降速度達到限速器動作速度，限速器發生動作，通過製動機構將限速繩軋住，這時連接杠桿被上提，通過轎廂上的連動機構和安全鉗楔塊拉條，將安全鉗楔塊上提，使楔塊楔進安全鉗鉗體與導軌之間，將轎廂卡在導軌上。這時安全鉗電氣聯鎖開關相應動作切斷控製電路電源，迫使曳引機停止工作。安全鉗聯鎖開關應在轎廂卡在導軌上之前與安全鉗同時動作。安全鉗示意圖見圖2-17

安全鉗動作帶動聯鎖限位開關動作後，限位開關隻能由人工用慢速將轎廂向上提升復位。安全鉗釋放後，必須經專職人員參與調整後，才能恢復使用。      

圖2-18雙楔漸進式安全鉗

   電梯用安全鉗的種類很多，如本教學電梯采用的是雙楔式安全鉗。安全鉗的結構如圖2-18所示。瞬時式安全鉗一般都是上拉桿操縱的，限速繩兩端繩頭與安全鉗杠桿系統的聯動連桿相連接。當轎廂下超速運動時，限速器通過杠桿系統的提升，拉桿將安全鉗的楔塊向上提起，使楔塊與導軌發生接觸，依靠自鎖夾緊並隨著轎廂的繼續下降將轎廂軋牢在導軌上。楔塊與導軌接觸的一麵壓有花紋，以增加與導軌接觸時的摩擦力，增大製動力。

三、限速器張緊裝置

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

四、緩沖器

緩沖器設在井道底坑的地麵上。若由於某種原因，當轎廂或對重裝置超越極限位置發生蹲底時，緩沖器用來吸收轎廂或對重裝置的動能。

在轎廂和對重裝置下方的井道底坑地麵上均設有緩沖器。在轎廂下方，對應轎廂架下緩沖板的緩沖器稱為轎廂緩沖器；對應對重架緩沖板的稱為對重緩沖器。同一臺電梯的轎廂和對重緩沖器其結構規格是相同的。

緩沖器有蓄能型（彈簧）和耗能型（液壓）兩種。本教學電梯采用的是蓄能型（彈簧）緩沖器。彈簧緩沖器由緩沖墊、緩沖座、緩沖彈簧和彈簧座等組成，見圖2-20。當彈簧緩沖器受到轎廂或對重裝置的沖擊時，依靠彈簧的變形來吸收轎廂或對重裝置的動能。當電梯運行到井道下部時，因斷繩或超載等各種原因，

使轎廂超越底層停站繼續下行，但下行速度未達到限速器動作速度，在下部限位開關不起作用的情況下，則設置在底坑中的轎廂緩沖器，可以減緩轎廂對底坑的沖擊。同樣，當轎廂超越最高停站，繼續上行時，在上部限位開關不起作用的情況下，對重緩沖器可以減緩對重對底坑的沖擊。彈簧緩沖器一般用於額定速度在1m/s以下的電梯中。                                                 

第三章 教學電梯控製原理

一、概述

本教學電梯是一種由乘客自己操作的自動電梯。電梯在底層和頂層分別設有一個向上或向下召喚按鈕，而在其它各層站各設有上、下召喚按鈕。轎廂操縱盒安裝在電梯底座外部（便於實際演示中操作），設有與層站數相等的相應指令按鈕。當進入轎廂的乘客按下指令按鈕時，指令信號被登記，當等待在廳門外的乘客按下召喚按鈕時，召喚信號被登記。電梯在向上運行的過程中按登記的指令信號和向上召喚信號逐一予以停靠，直至信號登記的最高層站，然後又反向向下運行，順次響應向下指令及向下召喚信號予以停靠。每次停靠時，電梯自動進行減速、平層、開門。當乘客進出轎廂完畢後，又自行關門啟動，直至完成最後一項工作。如有信號再出現，則電梯根據信號位置選擇方向自行啟動運行。若無工作指令，則轎廂停留在最後停靠的層樓。

二、自動開關門

（1）自動開門：當電梯慢速平層時，經過平層延遲後門機動作，自動開門，當門開到位時，門開到位開關動作，門機停止。

（2）自動關門：電梯停靠樓層開門後，經過約2秒延時，門電機向關門方向運轉。當門關到位時，門關到位開關動作，門電機停。

（3）提早關門：在一般情況下，電梯停靠站開門後約2秒後又自動關門。但當乘客按下關門按鈕時電梯就立即關門。

（4）“開門”按鈕：如電梯在關門時或門閉合而未啟動前需要再開啟，則可按下開門按鈕，重新開啟門。

（5）安全觸板和門力矩保護裝置：當門在關閉過程中，如觸及到乘客或障礙物時，則門安全觸板開關動作，門電機反轉，重新打開門。在關門或開門過程中，若門出現故障或其他原因而使門機轉動力矩增大到一定限度時，力矩開關起作用，使門電機停止運轉。

（6）本層廳外開門：當轎廂停在某層且門關閉，按下該層召喚按鈕，則門將被打開。

三、電梯的啟動、加速和滿速運行

電梯的啟動由PLC、變頻器及電磁製動器共同控製。首先PLC根據指令信號確定上升(YC口輸出)或下降(YD口輸出)指令，然後將上升或下降及速度控製指令傳遞給變頻器相應的正轉(FDW)或反轉(REV)及預置速度（S1,S2），並將開閘指令給電磁製動器使製動器抱閘松開。變頻器經過內部設定預置速度控製電梯的啟動、加速及滿速運行。

四、電梯的停站、減速和平層

當電梯達到要停靠的層站時（設電梯向上運行），由PLC經過判斷此樓層符合，則當旋轉編碼器的計數脈沖數處於此層的減速脈沖區域時，PLC慢速信號輸出至變頻S1，則變頻器按減速到慢行速度，轎廂繼續上升，編碼器脈沖數繼續增加至此層的平層段，經過平層延時調整（使電梯準確平層），曳引電動機停止，製動器抱閘，平層完畢轎廂停止運行。

五、電梯停站信號的發生以及信號的登記和消除

（1）指令信號停站

無論電梯上行或下行時，按下轎廂內指令按鈕，則指令信號被登記，並儲存瞭停層信號。當停站後，此指令信號消除。

（2）順向召喚停站

在電梯運行中，順向按下樓層的召喚按鈕，信號被登記並儲存停層信號，而逆向按下的召喚按鈕則不被登記，同時也不儲存其停層信號。

順向向上召喚停站。如：當轎廂從2樓向上運行時，若3樓有召喚信號，則轎廂到達3樓時，電梯平層停站。同時此召喚信號消除。

順向向下召喚停站。如：當轎廂從3樓向下運行時，若2樓有召喚信號，則轎廂到達2樓時，電梯平層停站。同時此召喚信號消除。

（3）最高層向下召喚停站

當轎廂上行時，如最高層信號是4樓向下召喚。當轎廂到達4樓時停站，召喚信號消除。

最底層向上召喚停站  當轎廂下行時，如最底層信號是1樓向下召喚。當轎廂到達1樓時停站，召喚信號消除。

（4）電梯直駛狀態下的停層

當電梯轎廂滿載時，按下直駛開關，則電梯隻響應轎廂內指令信號按鈕停層，不響應樓層召喚信號。

六、電梯行駛方向的保持和改變

（1）電梯的行駛方向

由PLC根據召喚信號或指令信號與轎廂的相對位置，經過邏輯判斷決定。如：轎廂在3樓，若2樓有召喚指令，則電梯將下行；反之，若4樓召喚，則電梯將上行。

（2）運行方向的保持

當電梯上行時，指令信號、向上召喚信號和最高層向下召喚信號首先逐一地被執行。當電梯執行這個方向的最後一個指令而停靠時，這時如有乘客進入轎廂，則其指令信號可優先決定電梯運行方向。當電梯門關閉後如無向上指令出現，但下方有召喚信號，則電梯反向下行，逐一應答被登記的向下召喚指令信號。

七、音響訊號及指示燈

（1）召喚記憶燈

當召喚按鈕按下後，其信號被登記，同時其記憶燈被接通點亮，當其信號指令被執行後，記憶燈熄滅。

（2）門外指層燈和轎廂內指層燈

電梯廳門外和轎廂操縱盒上設有方向箭頭指示燈及指層燈，表示電梯的運行方向和轎廂所在的樓層。

（3）到站鐘鈴

當轎廂到達適合樓層時，到站鐘鈴提示到站平層。

八、電梯的安全保護

（1）超速安全保護

當電梯發生意外事故時，轎廂超速或高速下滑（如鋼絲繩折斷，轎頂滑輪脫離，曳引機蝸輪蝸桿合失靈，電機下降轉速過高等原因）。這時，限速器就會緊急製動，通過安全鋼索及連桿機構，帶動安全鉗動作，同時使轎廂卡在導軌上而不會下落。同時，限速開關打開，切斷電氣控製線路，電磁製動器失電製動抱閘。

（2）轎廂、對重用彈簧緩沖裝置

緩沖器是電梯極限位置的安全裝置，當電梯因故障造成轎廂或對重蹲底或沖頂時（極限開關保護失效），轎廂或對重撞擊彈簧緩沖器，由緩沖器吸收電梯的能量，從而使轎廂或對重安全減速直至停止。

（3）門安全觸板保護裝置

在轎廂門的邊沿上，裝有活動的安全觸板。當門在關閉過程中，安全觸板與乘客或障礙物相接觸時，通過與安全觸板相連的聯桿，觸及裝在轎廂門上的微動開關動作，使門重新打開，避免事故發生。

（4）門機力矩安全保護裝置    

門機用一定的力矩同時開啟或關閉轎廂門和廳門。當有物品或人夾在門中時，就增加瞭門機力矩，於是通過相連的行程開關斷開門機電路，使門電機停止，從而避免事故發生。

（5）廳門自動閉合裝置

電梯層門的開與關是通過安裝在轎門上的開門刀片來實現的。每個層門都裝有一把門鎖。層門關閉後，門鎖的機械鎖鉤嚙合，同時轎門電氣連鎖觸頭閉合，電梯控製回路接通，此時電梯才能啟動運行。不用廳門鑰匙，從外部

八、電梯的安全保護

（1）超速安全保護

當電梯發生意外事故時，轎廂超速或高速下滑（如鋼絲繩折斷，轎頂滑輪脫離，曳引機蝸輪蝸桿合失靈，電機下降轉速過高等原因）。這時，限速器就會緊急製動，通過安全鋼索及連桿機構，帶動安全鉗動作，同時使轎廂卡在導軌上而不會下落。同時，限速開關打開，切斷電氣控製線路，電磁製動器失電製動抱閘。

（2）轎廂、對重用彈簧緩沖裝置

緩沖器是電梯極限位置的安全裝置，當電梯因故障造成轎廂或對重蹲底或沖頂時（極限開關保護失效），轎廂或對重撞擊彈簧緩沖器，由緩沖器吸收電梯的能量，從而使轎廂或對重安全減速直至停止。

（3）門安全觸板保護裝置

在轎廂門的邊沿上，裝有活動的安全觸板。當門在關閉過程中，安全觸板與乘客或障礙物相接觸時，通過與安全觸板相連的聯桿，觸及裝在轎廂門上的微動開關動作，使門重新打開，避免事故發生。

（4）門機力矩安全保護裝置    

門機用一定的力矩同時開啟或關閉轎廂門和廳門。當有物品或人夾在門中時，就增加瞭門機力矩，於是通過相連的行程開關斷開門機電路，使門電機停止，從而避免事故發生。

（5）廳門自動閉合裝置

電梯層門的開與關是通過安裝在轎門上的開門刀片來實現的。每個層門都裝有一把門鎖。層門關閉後，門鎖的機械鎖鉤嚙合，同時轎門電氣連鎖觸頭閉合，電梯控製回路接通，此時電梯才能啟動運行。不用廳門鑰匙，從外部無法打開廳門。

（6）終端極限開關安全保護

在電梯井道的頂部及底部裝有終端極限開關。當電梯因故障失控，轎廂發生沖頂或蹲底時，終端極限開關動作，發出報警信號並切斷控製電路，使轎廂停止運行。

九、電梯轎廂內照明及排風

轎廂的側壁上裝有照明燈和排風扇，其對應控製開關在轎廂操縱盒上，其電路獨立，不經PLC控製。

十、電梯的緊急停車

轎廂內操縱盒上設有急停開關，當電梯發生意外情況時，按下急停開關，電梯緊急製動，停止運行。

第四章 故障及電氣原理圖

在操作使用本教學電梯之前，請仔細閱讀註意事項。請嚴格按使用說明操作，避免造成不必要的損失。

註意事項：

1．不要提供高於額定規格電壓的輸入電壓，以免損壞器件。本產品出廠前已連接好線路，且已調試驗收合格，使用時隻需提供220V的動力電源即可。原則上，使用者最好不要隨意拆接線路。若確實需要拆接線路時，應註意各器件的工作電壓（變頻器、曳引電動機、PLC可編程控製器、交流接觸器線圈、電磁製動器及照明電路用AC220V電源）；旋轉編碼器及PLC輸入各開關量用DC24V電源；PLC輸出用DC12V電源；電梯製動AC220V和電梯

和電梯上升、下降（不需用電源）除外。

2．當用戶使用本電梯自行開發應用程序演示時，用戶首先應熟悉本電梯的結構，電氣控製原理，線路的實際連接，及各器件的動作關系等。然後再自行編程調試（應有熟悉電梯運行原理的老師或電梯專業人員指導）建議用戶在原電梯程序基礎上先分步改動單個環節程序調試，調試成功後再自行整體的編程調試。

3．本教學電梯幾乎具備瞭真實電梯的全部結構及功能，其運行控製方式相對較為龐大，初學者必須在專業老師指導下實驗、調試。

4．此電梯具有自運行功能。具體操作如下：先將電梯平層在一樓，確保無其他呼梯信號且底盤所有開關處於正常狀態（手自動開關處於自動狀態，急停開關直駛開關斷開）的情況下按下慢上按鈕，則電梯便自動在一至四樓之間往返運行。若要使其停止則隻須閉合急停開關即可。

5．本教學電梯可手動調節平層，具體操作於下：

1)將電梯轎廂停在一樓。

2)將手動自動開關置於手動狀態,急停和直駛開關斷開。然後按慢上慢下調節一樓平層。（按下開門按鈕，把手放在轎廂和廳門檻處感覺是否平層。）同時確保轎廂上的鐵片插入瞭復位感應器中央。

3）慢上將轎廂上升到二樓附近調節二樓平層。（方法如一樓）平層關門後同時按下底盤上操作麵板上的“二樓”和警鈴按鈕。再按一次警鈴按鈕消除報警。用同樣的方法調節“三樓”和“四樓”的平層。

4）平層調節好後，若電梯不響應呼梯信號，手動開門一次或斷電再上電即可。若其響應呼梯信號但到層不開門，手動開門關門。運行一圈後便能正常運行。

電梯松下PLCIO對照表

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電梯隨行電纜是電梯機房電氣器件與轎廂、井道及廳門等處電氣器件相連接的導線。

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