電梯減速器結(jié)構(gòu)問題之探析

王旭鋒

摘要: 高層建筑物不斷涌現(xiàn)，電梯作為整個建筑物的一部分，其安全性和可靠性也日益被人關(guān)注。電梯的減速器是確保電梯運行的主要工作器件之一，筆者現(xiàn)結(jié)合實踐經(jīng)驗，就減速器的結(jié)構(gòu)和原理進行粗淺的探析，以供參考。

關(guān)鍵詞：電梯 減速器 結(jié)構(gòu) 原理

隨著建筑科技的發(fā)展，高層建筑物的建筑高度越來越高，電梯也成為這個建筑物的一部分，電梯保有量與日俱增，同時電梯的安全性和可靠性也日益被人關(guān)注。而電梯的減速器是確保電梯的主要工作器件之一，它通過齒輪或蝸桿傳動將電梯的原動機和工作機的聯(lián)接在一起，從而降低電梯原動機輸入的轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大輸出的轉(zhuǎn)矩，適應(yīng)電梯運行的要求?，F(xiàn)結(jié)合實踐經(jīng)驗，就減速器的結(jié)構(gòu)和原理進行粗淺的探析。

1.電梯減速器的功用

電梯減速機是一種動力傳機構(gòu)，功用主要有兩個：一是將電梯電動機輸出的轉(zhuǎn)速降低到電梯系統(tǒng)需要的速度，同時提高輸出扭矩，使電梯主機有足夠的動力，確保電梯正常運行。二是降低電梯曳引系統(tǒng)的慣量，避免將曳引系統(tǒng)的巨大動能反作用于電梯的電動機。

2.電梯減速器的工作原理

電梯減速機是把電梯的電動機高速運轉(zhuǎn)的動力通過減速機輸入軸上齒數(shù)較少的齒輪與輸出軸上大齒輪間的嚙合傳動達到電動機減速的目的，電梯減速器中的兩組大小齒輪的齒數(shù)之比，就是電梯減速器的傳動比。

3.電梯減速器的分類

將電動機軸輸出的較高轉(zhuǎn)速降低到曳引輪所需的較低轉(zhuǎn)速，同時得到較大的曳引轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)電梯運行的要求。電梯減速器的種類按照傳動類型可分為有齒減速器和無齒減速器，同時在有齒減速器又可分為斜齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器。

4.電梯減速器的結(jié)構(gòu)

4.1電梯有齒減速器

4.1.1電梯有齒減速器的結(jié)構(gòu)

電梯有齒減速器主要由齒輪(或蝸輪)、軸、軸承和箱殼等所組成，齒輪(或蝸輪)、軸和軸承等由箱殼來支承。因此，電梯有齒減速器箱殼應(yīng)具有足夠的強度，在電梯曳引電機和曳引系統(tǒng)加大負荷后不會發(fā)生變形，影響曳引電機和曳引蝸桿傳動效率。

箱殼由箱座和箱蓋兩部分所組成。其剖面則通過傳動的軸。為了增加電梯有齒減速器的剛性和散熱面積，在箱殼上加有外筋。箱座和箱蓋用螺拴聯(lián)接，并用兩個定位銷(圓錐銷)來精確固定箱蓋和箱座的相互位置。在箱蓋上設(shè)有檢查嚙合情況并向箱內(nèi)注油的視孔(檢查孔)，平時視孔用視孔蓋蓋好。電梯有齒減速器在工作時溫度升高，會使箱內(nèi)空氣膨脹，而將油自剖面部分擠出，故在箱蓋上設(shè)有通氣帽(亦可設(shè)在視孔蓋上)，以使空氣自由逸出。箱座下部設(shè)有一放油孔，是為放油用的，平時用油塞密封擰緊。

4.1.2 電梯有齒減速器的特點

電梯有齒減速器一般使用在電梯運行速度不超過 2.0m/s的各種電梯上。但是有齒減速器在運行時噪音很大，為了減少齒輪減速器運行噪音，并增加減速器工作平穩(wěn)性，多采用蝸輪蝸桿減速，具有工作平穩(wěn)可靠、無沖擊噪音、減速比大、反向自鎖、體積小結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢。由于蝸輪與蝸桿在運行時嚙合面間相對滑動速度較大，潤滑不良，齒面易磨損。近年來非蝸輪蝸桿減速器有了較大的發(fā)展，如采用行星齒輪減速器和斜齒輪減速器的減速器，有效克服了蝸輪減速器效率低發(fā)熱多的弱點，而且還提高了有齒輪減速器電梯運行速度，使電梯額定速度超過了2.0m/s。

4.2電梯無齒減速器

4.2.1電梯無齒減速器結(jié)構(gòu)

電梯無齒減速器是主要由永磁同步電動機、曳引輪及制動系統(tǒng)組成。它采用高性能永磁材料和特殊的電機結(jié)構(gòu)，具有低速、大轉(zhuǎn)矩特性。曳引輪與制動輪為同軸固定聯(lián)接，并直接安裝在電動機的軸伸端；由制動體、制動輪、制動臂和制動瓦等組成減速器的制動系統(tǒng)。

4.2.2永磁同步無齒減速器工作原理及特點：

永磁同步無齒無齒減速器工作原理是電動機動力由軸伸端通過曳引輪輸出扭矩，再通過電梯曳引輪和鋼絲繩的摩擦來帶動電梯轎廂的運行。當(dāng)電梯停止運行時則由常閉制動器通過制動瓦剎住制動輪，從而保持轎廂靜止不動。

永磁同步無齒減速器選用稀土材料，采用外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，永磁同步電機驅(qū)動，在結(jié)構(gòu)上取消了蝸輪蝸桿傳動，并將同軸傳動技術(shù)、數(shù)字變頻技術(shù)和群組電腦組合技術(shù)完美融合。使之具有體積小、傳動效率高、噪聲低、能耗低、使用壽命長、乘坐舒適，且基本不用維修等性能優(yōu)點。這種減速器沒有齒輪，電動機軸伸處直接安裝曳引輪，因為沒有齒輪減速器的機械損耗，沒有異步電動機的勵磁損耗，功率因數(shù)幾乎等于1，效率高，比異步交流有齒輪電梯減速器節(jié)能近40%，并且效率曲線平直，在低負載率時效率也很高，不像異步電動機高效率區(qū)間那樣狹窄，更具有節(jié)能優(yōu)勢。永磁同步無齒減速器調(diào)速性能優(yōu)越于異步變頻調(diào)速電動機，并且曳引輪沒有機械減速機構(gòu)因制造精度原因所產(chǎn)生的瞬時角速度的變化。所以乘坐舒適感比有齒減速器好，噪聲也小?？梢赃m用于高檔乘客電梯。這種減速器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可以實現(xiàn)小機房或無機房安裝，它的機座等承重件通過優(yōu)化設(shè)計，強度高，承載能力強。因為沒有齒輪減速機，不存在漏油污染問題。其結(jié)構(gòu)采用進口雙側(cè)密封軸承，該軸承一般不需要加油，免維護。

4.3永磁同步無齒輪減速器與有齒減速器的比較

(1)整體成本方面：有齒減速器體積龐大，需要專用的電梯機房，這樣增加了建筑成本；但永磁同步無齒輪減速器由于結(jié)構(gòu)簡單，體積小重量輕，薄型機甚至可取消機房。

(2)節(jié)約能源方面：有齒減速器采用齒輪傳動，機械效率較低，能耗高。永磁同步無齒輪減速器由于采用了永磁材料，沒有了勵磁線圈和勵磁電流消耗，比有齒減速器能源消耗可以少40%左右。

(3)安全方面：永磁同步無齒輪運行中，電梯轎廂的動能和勢能可以反向拖動電動機進入發(fā)電制動狀態(tài)，并產(chǎn)生足夠大的制動力矩阻止電梯轎廂超速，所以能避免轎廂沖頂或蹲底事故，當(dāng)電梯突然斷電時，可以松開減速器的制動器，使轎廂緩慢地就近平層。 另外，永磁同步電動機具有起動電流小，使電梯起動、加速和制動過程更加平順，

總之，通過對電梯兩種減速器不同結(jié)構(gòu)，從而分析電梯減速器的不同性能，進而實現(xiàn)電梯制造方面的發(fā)展。

5.參考文獻

[1] 李增長等主編。電梯機械基礎(chǔ)與制造[M]。北京：中國機械工業(yè)出版社，2005 201-211