液压电梯基本工作原理.docx

1、液压电梯基本工作原理液压电梯基本工作原理LT第二章 液压电梯概述 液压驱动的电梯是较早出现的一种驱动方式。早期的液压电梯的传动介质是水，利用公用水管极高的水压推动缸体内的柱塞顶升轿厢，下降靠泄流。但由于水压波动及生锈问题难以解决，以后就用油为媒介驱动柱塞做直线运动。由于液压电梯对于大的提升力可以提供较高的机械效率而能耗较低，因此对于短行程，重载荷的场合，使用优点尤为明显。另外液压电梯不必在楼顶设置机房，因此减小了井道竖向尺寸，有效地利用了建筑物空间，所以液压电梯应用前景较为宽广。目前液压电梯广泛用于停车场、工厂及低层地建筑中。对于负载大，速度慢及行程短地场合，选用液压电梯比曳引电梯更经济更适意

2、。 2.1 液压电梯基本原理图21 液压电梯工作原理图一、液压电梯的构成：1.动力装置：液压泵站2.提升装置：液压油缸，滑轮组及钢丝绳3.载客（货）装置：轿厢4.导向装置：导轨5.控制系统二、液压电梯的原理：1，电梯上行时，由液压泵站提供电梯上行所需的动力压差，由液压泵站上的阀组控制液压油的流量，液压油推动液压油缸中柱塞来提升轿厢，从而实现电梯的上行运动；2，电梯下行时，打开阀组，利用轿厢自重（客（货）的重量）造成的压差，使液压油回流液压油箱中，实现电梯的下行运动（由阀组控制速度）。 2.2液压电梯特点液压电梯具有如下特点： 一、建筑方面 1，不需要在井道上方设立要求和造价都高的机房。2，机房

3、设置灵活。液压传动系统是依靠油管来传递动力的，因此机房位置可设置在离井道20m内的范围内，且机房占有面积也仅45。3，井道结构强度要求低。由于液压电梯轿厢自重及载荷等垂直负荷，均通过液压缸全部作用于井道地基上，对井道顶部的建筑性能要求低。二、 技术性能方面1，安全性好，可靠性高。2，载重能力大，液压电梯是靠液压千斤顶的原理来顶升轿厢的，可采用多个油缸同时作用提升超大载重的轿厢。3，噪声低，液压系统可远离井道设置，隔离了噪声源。 井道预留埋设油缸的孔深度要求：一级柱塞缸：升程500mm；二级同步伸缩缸：升程/21000mm；三级同步伸缩缸：升程/31000mm；埋设油缸孔需做防水处理。2，由于采

4、用直顶式结构，在油缸上配置破裂阀的基础上，可以不设限速器与安全钳。二、单缸侧（后）置直顶1：1结构形式：油缸设置于轿厢侧（后）面，柱塞顶部直接作用于轿厢架上的一种结构。图25平面布置图图24 单缸侧直顶1：1适用范围：载重量在1250KG以下的提升高度不高的所有类型电梯。优点：结构简单，安装方便；缺点：1，提升高度受到限制；2，背包架结构，导轨水平受力；配置要点：1，土建要求： 电梯的顶层高度与底坑深度除了要满足标准要求外，还需要满足下面的条件：对于一级柱塞缸，顶层高度底坑深度提升高度1000。？由于导轨受侧向力，导轨支架的密度比较密， 1米一档，需在井道壁埋设预埋件或圈梁。2，由于采用直顶式

5、结构，在油缸上配置破裂阀的基础上，可以不设限速器与安全钳。3，由于导轨上侧向力的影响，对导靴的要求比较高，一般使用滚轮导靴。三、 双缸侧直顶1：11、结构形式：在轿厢的两侧各设置一油缸，两柱塞顶部直接作用于轿厢架上的一种结构。图27两导轨布置平面图图26双缸侧直顶1：1适用范围：1，16005000KG的载货电梯；2，各种汽车电梯；3，各种医用电梯。优点：1，结构简单，安装方便；2，稳定性好，运行平稳；3，轿厢平衡性好。缺点：提升高度受到限制。配置要点：1，土建要求：电梯的顶层高度与底坑深度除了要满足标准要求外，还需要满足下面的条件：对于一级柱塞缸，顶层高度底坑深度提升高度1000。对于多级伸

6、缩缸，根据土建与油缸实际情况确定。2，油缸的同步问题： 由于油缸的制造误差、柱塞与密封圈的配合差异以及油缸的误差，都会引起两个油缸在运行过程中的不同步，造成轿厢的倾斜与扭曲，解决油缸不同步问题需要从以下几个方面着手： 轿厢架要有足够的强度； 通过三通来分配流量，使进入每个油缸内的液压油流量达到均衡；在两个油缸间接平衡钢管，用来平衡两个油缸内的压力。3，对于特大吨位的电梯，可采用多缸同时作用形式，如四缸、六缸以及八缸等，对于多缸电梯，油缸的同步问题显得尤为重要，特别是多级缸，还存在油缸的自同步问题，具体措施如下： 如果采用多级缸，首先要解决油缸的自同步问题，所谓油缸的自同步，是指多级缸的每一级柱

7、塞应该做到同步伸缩。目前同步油缸有两种，一种是油缸靠油缸内部阀组同步的内同步油缸，另外一种是靠外部链条强制同步的外同步油缸，具体结构与原理见第3章液压电梯部件。接下来是组同步的问题，要使油缸间实现组同步：（1），轿厢架的结构及强度要足够的强，在油缸出现不同步时不能产生扭曲、变形。（2），大吨位电梯通常会采用多泵驱动，如果多泵驱动，每个本输出的液压有都必须输到同一个主油管中；（3）从主油管到分油管使用油路分配器，使分配到每个油缸中的流量达到均衡；（4）在电梯超速下行达到破裂阀动作速度时，每个油缸出口处装设的管道破裂阀动作会有不同步现象，所以将管道破裂阀安装于分配器与主油管接口之间，来达到超速下行

8、时管道破裂阀动作后油缸的同步。（5）对于特大吨位的电梯，还需使用液压支撑装置。图29轿厢架结构图 28四缸直顶配置 四、 侧（后）置背包式2：12、结构形式：油缸设置于轿厢侧（后）面，在柱塞顶部安装一绳轮，钢丝绳一端固定于油缸架底部装置上，另一端通过绳轮固定于轿厢架上的一种结构。适用范围：载重量在1250KG以下的各类电梯。优点：1， 结构紧凑，是一种最常用的结构；2， 提升高度高，最大可达30米。缺点：图211平面布置图背包式结构，导轨水平受力。图210单缸侧置2：1配置要点：1，土建要求：由于导轨受侧向力，导轨支架的密度比较密， 1米一档，需在井道壁埋设预埋件或圈梁。2，由于导轨上侧向力的

9、影响，对导靴的要求比较高，一般使用滚轮导靴。五、 后置四导轨2：13、结构形式：油缸设置于轿厢后面，在柱塞顶部安装一绳轮，钢丝绳一端固定于油缸架底部装置上，另一端通过绳轮固定于轿厢架上，主导轨设置于轿厢的两侧。适用范围：载重量在1250KG以下的各种电梯。优点：1， 有效地改善主导轨的侧向受力，2，紧凑，是一种最常用的结构；3，高度高，最大可达30米。缺点：虽然改善了导轨的测向力，但没有从根本上解决问题，所以载重量还是在1250KG以下。图213平面布置图图212后置四导轨2：1配置要点：1，土建要求：由于导轨受侧向力，导轨支架的密度比较密， 1米一档，需在井道壁埋设预埋件或圈梁。2，由于导轨

10、上侧向力的影响，对导靴的要求比较高，一般使用滚轮导靴。六、 双缸侧置2：1结构形式：两油缸分别设置于轿厢两侧面，在两柱塞顶部各安装一绳轮，钢丝绳一端固定于油缸架底部装置上，另一端通过绳轮固定在轿厢架两侧的一种结构。 适用范围：1， 16005000KG的载货电梯；2， 各种医用电梯；3， 各种汽车电梯。优点：1， 结构紧凑，运行平稳；2， 提升高度高，可达30米。缺点：高层站电梯成本较高。图215平面布置图图214双缸侧置2：1配置要点：1，土建要求：无特殊要求。2，油缸的同步问题： 由于油缸的制造误差、柱塞与密封圈的配合差异以及油缸的误差，都会引起两个油缸在运行过程中的不同步，造成轿厢的倾斜

11、与扭曲，解决油缸不同步问题需要从以下几个方面着手： 轿厢架要有足够的强度； 通过三通来分配流量，使进入每个油缸内的液压油流量达到均衡；在两个油缸间接平衡钢管，用来平衡两个油缸内的压力。七、 侧置倒拉式2：14、结构形式：倒拉式油缸、对重、滑轮组在轿厢一侧，柱塞顶部连接对重下部，通过滑轮钢丝绳绕组来拖动轿厢升降的一种结构。适用范围：1000KG以下的乘客电梯、住宅电梯。图217平面布置图图216侧置倒拉2：1优点：1， 结构紧凑；2， 节能，可节能30%左右（相对同载重其它提升方式液压电梯）；3， 可实现无机房配置。缺点：1， 背包式结构，导轨受水平力；配置要点：1，土建要求：由于导轨受侧向力，

12、导轨支架的密度比较密， 1米一档，需在井道壁埋设预埋件或圈梁。2，由于导轨上侧向力的影响，对导靴的要求比较高，一般使用滚轮导靴。八、 中心倒拉2：15、结构形式：采用拉式油缸和配重装置，油缸直接作用于配重架底部，通过井道顶部滑轮组，用2：1钢丝绳绕组来驱动轿厢运行。图219平面布置图图218中心倒拉2：1适用范围： 400kg1250kg乘客电梯、观光电梯、载货电梯、住宅电梯。优点：1， 节能，可节能30%左右（相对同载重其它提升方式液压电梯）；2， 运行平稳、舒适感好；3， 可实现无机房配置。缺点： 1， 井道顶部受力，土建时要做一定处理；2， 顶层高度要求高，不小于4200mm.配置要点：

13、1，土建要求：由于井道顶部需要设置滑轮组，顶层高度要比其它结构的液压电梯要高；并且井道顶部需要受力；九、 对重单缸侧置4：26、结构形式：采用顶升式柱塞缸，油缸作用于油缸顶部两个相反方向旋转的滑轮组，用4：2钢丝绳绕组来驱动轿厢运行。适用范围： 要求运行质量高的地方1000kg1600kg客梯； 1600kg3200kg货梯； 1600kg2500kg医梯； 优点：1， 与双缸梯比较无不同步的现象出现；2， 运行平稳、舒适；缺点：1， 制造成本高、安装复杂。2， 顶层高度要求高，不小于4000mm；3， 井道顶层受力。图221平面布置图图220单缸侧置4：2配置要点：1，土建要求： 顶层受力设

14、计； 2.3 液压电梯标准介绍一、JG50711996液压电梯标准，经批准执行的标准只有建设部标准，JG5071-1996；该标准规定了液压电梯的技术要求、试验方法、检验规则、安装和验收规范以及标志、包装、运输和储存。适用于利用液压油缸直接或间接驱动轿厢垂直升降，轿厢额定速度不大于1m/s的液压电梯。JG5071大部分参照了GB7588、GB10058、GB10059以及GB10060的要求，但是还是有区别之处，具体为：1，液压电梯的工作条件，除应符合GB10058的规定外，液压电梯每小时启动运行次数不大于60次，液压系统的液压油温度应控制在570。2，额定速度的测定条件及范围：GB10058

15、 3.3.1当电源为额定频率和额定电压、电梯轿厢在50额定载重量时，向下运行至行程中段（除去加速与减速段）时的速度，不得大于额定速度的105，且不得小于额定速度的92。JG5071 4.3.1 空载轿厢上行的速度与上行额定速度vm的差值不应超过8。额定载重轿厢下行的速度不应超过下行额定速度vd的8。（液压电梯的额定速度定义为上行额定速度与下行额定速度中的较大值。理论上，液压电梯的泵站、油缸与阀组选定后，其上行速度与下行速度均已经恒定，与轿厢内的载重无关。3，电梯运行过程中的噪音指标：GB10058规定：机房80dB(A)、运行中轿厢内55dB(A)、开关门过程65dB(A)。JG5071 规定

16、：机房85dB(A)、运行中轿厢内55dB(A)、开关门过程65dB(A)。4，电梯平层准确度：GB10058规定：v0.63m/s的交流双速电梯15mm， 0.63m/sv1.0m/s的交流双速电梯30mm，v2.5m/s的各类交流调速电梯和直流电梯均在15mm的范围内。JG5071 规定：液压电梯的平层精确度应在15mm的范围内。5，关于无轿门的规定：JG5071 4.7.3 轿厢入口应装设轿门，但对于主要为运货，通常有人伴随，且具有一个或两个相对的轿厢入口的电梯。当同时满足一下各规定时，可允许不设轿门。a).专为批准和受过训练的人员使用的电梯；b).额度速度不超过0.63m/s；c).轿

17、厢深度大于1.5m；d).轿内允许的乘客人数符合GB7588的规定；e).轿厢内的操作盘、停车及报警的按钮或开关设置于离轿厢入口至少0.4m远的地方。6，安全装置的设置：与GB7588比较，液压电梯没有要求有上行超速保护，增加了液压油温升保护装置的要求。7，关于钢丝绳松绳装置：GB7588 9.5.3 如果轿厢悬挂在两根钢丝绳或链条上，则应设有一个符合14.1.2规定的电气安全装置，在一根钢丝绳或链条发生异常相对伸长时电梯应停止运行。JG5071 4.9.4 钢丝绳至少有一个固定端应设有平衡各绳张力的调节机构。当其中一根钢丝绳（或链条）不受力时，应通过一套电气装置切断电梯控制油路，使电梯停止运

18、行。二、国家标准液压电梯制造与安装安全规范（报批稿）液压电梯制造与安装安全规范报批稿是国家电梯标准化技术委员会正在编制的国家标准，是修改采用了欧洲标准EN81-2电梯制造与安装安全规范第2部分：液压电梯。液压电梯与GB7588的差异点：1，电梯井道：5.1.2 液压电梯平衡重应与轿厢在同一井道内。5.1.3 液压缸应与轿厢在同一井道内，可以延伸至地下或其他空间。GB7588 5.1.2 电梯对重（或平衡重）应与轿厢在同一井道内（观光电梯可除外）。2，顶层空间：除了与GB7588一样规定的a)、b)、c)、d)外，5.7.1.1还规定：e) 井道顶最低部件与向上运行的柱塞头部组件的最高部件之间的

19、只有垂直距离，应不小于0.1m；f) 在直接作用式液压电梯的情况下，不考虑a)、b)、c)中提到的0.035vm2。3，底部空间：除了与GB7588一样规定的a)、b)、c)外，5.7.2.3还规定：d) 底坑底或安装在底坑的设备的顶部与一个倒装的液压缸的向下运行的柱塞头部组件的最低部件之间的自由垂直距离，不应小于0.5m。但如不可能误入柱塞头部组件下面（如按5.6.1设置隔障防护），该垂直距离可以从0.5m减低至0.1m。e) 底坑底与直接作用式液压电梯轿厢下的多级式液压缸最低导向架之间的自由垂直距离不应小于0.5m。4，关于轿厢面积的规定：对于液压载货电梯，8.2.2.1液压货梯的轿厢有效

20、面积可以大于表1规定的值，但不应超过表2规定的相应载重量对应的轿厢面积。GB7588对载货电梯的面积要求，8.2.2 通常是按照表1的规定，特殊情况，为了满足使用要求而难以同时符合表1的规定时，在其安全受到有效控制的条件下，轿厢面积可以超出表1的规定。a) 电梯各部件的强度按照轿厢面积按表1规定对应的载重量设计。b) 轿厢的超载应由符合14.2.5要求的装置控制。c) 应在从层站装卸区域总可看见的位置上设置标志，表明该载货电梯的额定载重量。d) 应专用于运送特定轻质货物，其体积可保证在装满轿厢情况下，该货物的总质量不会超过额定载重量。e) 电梯由专职司机操作，并严格限制人员进入。同时，对于上述

21、特殊情况所指的载货电梯的交付使用前的检验，还应分别按附录D2 h)作曳引检查；按附录D2 j)作安全钳检验以及按D2 l)作缓冲器的检验。对于专供批准的且受过训练的使用者使用的非商用液压汽车电梯，额定载重量应按单位轿厢面积不小于200kg计算。5，关于轿门的规定：8.5 轿厢的入口应装设轿门。（没有关于无轿门的例外，所以可以说是液压电梯取消了JG5071关于无轿门的规定）6，关于松绳装置9.3.3 如果轿厢悬挂在两根钢丝绳或链条上，则应设有一个符合14.1.2规定的电气安全装置，在一根钢丝绳或链条发生异常相对伸长时电梯应停止运行。7，防止轿厢坠落、超速下降的预防措施a) 防止沉降的措施：（1）

22、由轿厢下行运动时安全钳产生附加动作：在一次正常停车后，附加到安全钳上的一根绳（例如限速器绳）应被一个300N的力所卡阻。或在一次正常停车后，附加到安全钳上的一根连杆应伸进位于每一停靠层站上的与固定停止快相结合的位置上。（2）由轿厢下行运动触发夹紧装置动作：在一次正常停车后，附加到夹紧装置上的一根绳（例如限速器绳）应被一个300N的力所卡阻。或在一次正常停车后，附加到夹紧装置上的一根连杆应伸进位于每一停靠层站上的与固定停止快相结合的位置上。（3）棘爪装置：棘爪装置应仅在下行时动作，使轿厢停止并在固定档块上保持静止状态。（4）电气防沉降系统：当轿厢位于平层位置一下最大0.12m至开锁区下端部位置这

23、一区间时，无论层门和轿门处于任何位置，液压电梯的驱动主机都应驱动轿厢上行。b) 防止坠落或超速下降的预防措施：（1）由限速器触发的安全钳；（2）破裂阀：当预定的液流方向上流量增加而引起阀进出口的压力差超过设定值时，能自动关闭的阀。（3）节流阀；通过内部一个节流通道将出入口连接起来的阀。（4）由悬挂机构失效或安全绳触发的安全钳动作。 c) 防止轿厢坠落、超速下降和沉降的组合措施防止沉降的措施由轿厢下行运动使安全钳产生的附加动作由轿厢下行运动触发夹紧装置动作棘爪装置电气防沉降系统防止坠落或超速下降的预防措施直接作用式液压电梯由限速器触发的安全钳破裂阀节流阀间接作用式液压电梯由限速器触发的安全钳破裂

24、阀、由悬挂机构失效触发的安全钳两者同时作用节流阀、由悬挂机构失效触发的安全钳两者同时作用注： 表示可供选择的一种组合措施8，极限开关10.5.1 在相应于轿厢形成上极限的柱塞位置处设一极限开关。（1），直接利用柱塞的作用，或间接利用一个与柱塞连接的装置，如：钢丝绳、皮带或链条，该连接装置一旦断裂或松弛，应借助一个符合14.1.2规定的电气安全装置使液压电梯驱动主机停止运转。（2）极限开关动作后，即使轿厢因沉降离开动作区域，仅靠轿内和层站户提信号不可能使轿厢移动。液压电梯应不能自动恢复运行。9，对于液压电梯驱动系统的要求12.2液压缸12.2.1.1.压力的计算缸筒和柱塞的设计应满足以下条件：由

25、满载压力的2.3倍形成的力的作用下，应保证安全系数在材料屈服强度为RP0.2时不低于1.7。对于多级式液压驱动缸的柱塞计算，不使用满载压力，用因液压同步的作用在各柱塞中产生的最大压力代替。注：计算时应考虑到在液压同步机构安装期间，由于调整不当而产生的反常的过高压力这一因素。在进行壁厚计算时，对于缸筒壁和缸筒基座，其计算值应增加1.0mm；对于单个液压驱动缸或多级式液压驱动缸的空心柱塞壁，计算值应增加0.5mm。12.2.1.2稳定性计算液压驱动缸在承受压缩载荷作用时应满足以下要求：设计时应考虑到当液压驱动缸全部伸出且承受由满载压力1.4倍形成的力作用时，其稳定性安全系数应不低于2。12.2.1

26、.3拉伸应力计算液压驱动缸在拉伸载荷作用下的设计应满足以下条件：在由满载压力1.4倍形成的力的作用下，应保证对于材料屈服强度RP0.2的安全系数不低于2。12.2.2轿厢与柱塞（缸筒）的连接对于直接作用式液压电梯，轿厢与柱塞（缸筒）之间应为挠性连接。对于间接作用式液压电梯，柱塞（缸筒）的端部应具有导向装置，对于拉伸作用的液压驱动缸，不要求其端部导向，只要拉伸布置可防止柱塞承受弯曲力的作用。12.2.3柱塞行程的限制应采取措施使柱塞在其最高极限位置缓冲制停，该位置应满足3.4.5.1的要求。柱塞行程的限制应满足下列条件之一：借助于一个缓冲垫制停装置；或借助于一个位于液压驱动缸和液压阀之间的机械连

27、杆，关闭通向液压驱动缸的回路，使柱塞制停；该连杆的断裂或伸长不应导致轿厢的减速度超过3.9.2.3.3.2规定的值。12.2.4缓冲停止缓冲垫停止装置应符合下述要求之一：是液压驱动缸的一部分；或由位于轿厢凸出部分以外的液压驱动缸的一个或多个外部设备组成，其合力应施加在液压驱动缸的中心线上。12.2.4保护措施如果液压驱动缸延伸至地下，则该机构应安装在保护管道中。如果该机构延伸进入其他空间，则应给以适当的保护。管路破裂阀/节流阀；连接管路破裂阀/节流阀与缸筒的硬管；管路破裂阀/节流阀之间相互连接的硬管。自油缸端部泄漏的油液应予以收集。液压驱动油缸应具有放气装置。12.2.5多级式液压驱动油缸对于

28、多级式液压驱动缸，应附加下述要求。在相继的多级式柱塞缸节之间应装有限位停止装置，防止柱塞脱离其相应的缸筒。对于液压驱动缸位于直接作用式液压电梯轿厢下部的情况，当轿厢位于最低平层位置时，相继的导向架之间以及最高的导向架与轿厢最低部件之间的净空距离至少应为0.3m。不具备外部导向的多级式液压驱动缸的每一节段的支承长度至少应两倍于相应的柱塞的直径。12.3管路配置管路和附件的装配应便于检查和维修。管路（不论硬管或软管）穿过墙或地面，应使用套管保护，套管的尺寸大小应能在必要时拆卸管路，以便进行检修。套管内不应有管路的接头。在选用油缸与单向阀或下降阀之间的软管时，其相关于满载压力和破裂压力的安全系数应至

29、少为8。12.5液压控制及安全装置12.5.1截止阀液压系统应设置截止阀。截止阀应安装在将油缸连接到单向阀和下降控制阀的回路上。截止阀应位于机房内。12.5.2单向阀液压系统应设置单向阀。单向阀应安装于油泵与截止阀之间的回路上。当供油系统压力降低至最低工作压力以下时，单向阀应能够将载有额定载重量的轿厢保持在井道内的任一位置上。单向阀的闭合应由来自液压驱动缸的液体压力的作用，以及至少由一个导向压缩弹簧和/或重力的作用来实现。12.5.3溢流阀液压系统应设置溢流阀。溢流阀应连接到油泵和单向阀之间的回路上，溢流阀溢出的油应回到油箱。溢流阀应调节到限制系统压力为满载压力的140。由于管路较高的内部损耗

30、（管接头损耗，摩擦损耗），必要时溢流阀可调节到较高的压力值，但不应超过满载压力的170。此时，对于液压设备（包括液压驱动缸）的计算，应采用一个虚拟的满载压力值，该值为：所选择的压力设置值除以1.4。在进行稳定性计算时，过压系数1.4应由相应于溢流阀调高的压力设置值的系数代替。12.5.4方向阀下行控制阀下行控制阀应由电控保持开启。下行控制阀的关闭应由来自液压驱动缸的液体压力作用以及至少每阀由一个导向压缩弹簧来实现。上行控制阀如果驱动主机的制停是由3.9.4.1b）所述方式实现，则仅分流阀用于此目的。分流阀应由电气装置关闭，分流阀的打开应由来自液压驱动缸的液体压力作用以及至少每阀由一个导向压缩弹簧来实现。12.5.5管路破裂阀按照3.7.5要求，应提供满足下述条件的管路破裂阀：管路破裂阀应能将下行轿厢