兩種三開門家用別墅電梯系統的設計方案分析

電梯是現代高樓中必不可少的垂直代步設備，它的重要性已經與平面交通中的汽車相同。隨著社會經濟的發展，電梯在城市化進程中得到了日益普及；伴隨城市土地的升值，現代進程對電梯的功能與品質提出了新的要求，新的設計思維沖擊著廣大的電梯設計人員。本文對三開門家用別墅電梯系統進行了探討，主要對比分析了兩種三開門電梯轎廂、轎架設計方案。

1 三開門電梯技術特點

常規的載人客梯都是轎廂單方向開門，一般的載貨電梯出現有轎廂兩面開門，稱之為對通門。但是電梯三面開門在電梯設計與運用上比較少見，技術上有一定難度，三開門電梯主要技術特點有以下幾個方面：（1）轎廂、轎架必須滿足三面開門：常規的轎廂都是一面開門或兩面開門，要滿足轎廂三面開門問題不是很大，但是常規的轎架兩個立柱占據了轎廂兩個面，剩余的兩個面多只能實現兩面開門，供乘客進出轎廂，不能滿足三面開門要求。（2）三套門機獨立進行工作：電梯?？炕騿訒r，三個轎門、三個層門同時開啟或關閉的時間是有差別的，要實現三套獨立的門機同步運行，電氣化控制方面需整體把握。（3）轎門凈開門尺寸受井道尺寸制約：隨著土地的升值，開發商為了化利用樓層資源，往往縮小井道空間尺寸，三開門電梯的三套轎門凈開門尺寸在實際當中極大地受到了井道空間的制約。（4）井道空間布局復雜化：導軌、對重裝置、限速器張緊裝置、緩沖器等部件的布局受到轎架結構、三個轎門凈開門尺寸、井道尺寸影響，其空間布局呈現復雜化、凌亂化。

2 兩種三開門電梯轎廂轎架結構設計

由于常規設計方案無法滿足三開門電梯設計要求，根據電梯載重量要求及井道尺寸等參數，本文在此介紹兩種三開門電梯設計方案：背包式結構、45°斜置式結構。

2.1 背包式結構

由于要求電梯轎廂必須三面開門，顯然常規電梯的轎廂轎架布置顯然不能滿足要求，因此轎廂轎架只能采用非標設計。液壓電梯中經常使用的背包式轎架結構可以加以借鑒，對重裝置放置在背包式轎架的中間，與背包式轎架相鄰的兩個面、相對的一個面分別放置一個門系統，實現電梯三面開門。

背包式轎架是在液壓電梯中經常使用的一種承載轎廂的結構。液壓電梯是通過液壓動力源，把油壓入油缸使柱塞作直線運動，直接使轎廂運動或間接通過鋼絲繩使轎廂運動；而曳引式電梯是通過曳引機使轎廂和對重互相保持相對平衡來達到轎廂運行的目的。由于受力方式的不同，在曳引式電梯中幾乎不直接采用液壓電梯這種結構，背包式轎架的獨特性要求電梯的土建結構圖、轎廂、轎架、對重裝置的結構作相應的修改，本文著重對轎廂、轎架的結構設計要求作相應探討。

由于電梯轎廂三面開門，因此只有背包式轎架的一側可以使用平時經常使用的轎廂壁結構，但其余三側由于有轎門的緣故，操縱廂轎壁、門旁轎壁都要重新進行技術設計，每個轎門的上方設置門楣，一是確定轎門凈高度，二是作為連接轎頂的底座，三是為門機安放預留空間；轎頂上除正常的連接孔和風扇孔外，在每一個轎門的上方，按門機的安裝要求加裝相應的門機底座；轎底板除了和轎壁的連接孔和操縱箱所需的穿線孔外，在三個轎門的開門口，需要安裝護腳板，以保證電梯安全運行。

轎架上安裝轎頂輪需作相應加強處理，轎架托架與立柱相連處要重點考慮載荷受力能力。由于轎頂輪安裝位置嚴重偏離轎廂理論中心位置，在轎廂自重及載荷的共同偏載作用下，導靴承受著很大的偏載力，加劇了導靴與導軌的劇烈摩擦，產生噪聲，同時也損壞了導靴的使用性能；如果導軌安裝精度不良，如導軌接頭、導軌垂直度等因素將導致電梯產生水平振動、垂直振動，直接影響電梯性能。因而背包式轎架設計只適應于載重量較低的電梯，通常承載能力在1000kg以下，所以對于大噸位的電梯，這種設計結構難以滿足要求。

2.2 45°斜置式結構

對于大噸位的三開門電梯，例如一臺載重1350kg、運行速度2m/s、井道尺寸2150×2010、三面開門規格：一面中分雙折、兩面旁開凈開門寬800的電梯，由于該梯載重量較大，運行速度高，上述背包式轎架結構難以滿足承載要求，現在考慮另外一種三開門轎廂轎架結構設計。將轎架與開門方向成45°放置、轎廂兩個對角改為兩個45°斜壁。

轎廂三面開門，兩個對角由原來的兩個90°直角取而代之為兩個與水平方面成45°的斜壁，這兩個斜壁用來與轎架的立柱相連接。轎廂三面開門的轎門上方都設置門楣，其結構、作用與背包式轎架中門楣相同，轎壁的結構設計與常規的轎壁結構相同，不需要作過多的重新設計，只不過是多加了兩個45°斜壁、兩個門。而轎架的托架也由原來的四方形結構改為與轎廂壁相應的45°斜置結構，轎架其余結構設計同樣可以參照常規轎架設計，不需要作很大的非標設計。轎頂輪的安裝位置也不需要作變動，直接安裝在轎架上梁上，處于轎架、轎廂懸掛中心位置上，避免了由于偏心載荷產生的偏心力作用，降低了偏載力對導靴的彎矩作用。跟背包式結構相比，45°斜置結構在整機性能上得到很大的加強，可以適用于不同大噸位的乘客電梯，具有很強的實用性。

45°斜置式結構的井道，對重裝置、導軌安裝架、轎底檢修盒、限速器張緊輪等安全部件的安裝位置根據井道空間實際剩余尺寸作相應設置。由于井道空間狹小，根據用戶要求又必須盡量把轎廂做得更寬敞，因而在井道空布局設計時，要全面考慮各安裝部件要求，確保每個部件都有足夠的安裝空間，即符合國標要求，又滿足客戶需要。

在本結構中，由于技術需要，本文對井道空間布局圖及轎壁結構圖中結構尺寸不做具體描述，借助三維軟件PRO/E實體效果，設計出三開門電梯轎架、轎廂及轎架—轎廂裝配圖。

結束語

本文針對三開門電梯的技術難點，介紹了兩種不同的轎廂、轎架設計方案，并對其結構特點作了相應分析。隨著社會的發展，各種非標電梯的設計需求日益增加，結構創新與技術創新正是廣大電梯研發人員立業之本。