CN203513025U - 一种带轿厢拉簧缓冲装置的电梯 - Google Patents
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Abstract
一种带轿厢拉簧缓冲装置的电梯，包括轿厢（16）、对重框（1）、对重导轨（13），其特征是：在对重导轨（13）井道壁上装有轿厢拉簧缓冲器（9），在所述轿厢拉簧缓冲器（9）的正上方的井道壁上固定装有定位板（10），在井道的底坑内铺设有缓冲垫（15）。本实用新型使得轿厢蹾底时，轿厢拉簧缓冲器能够减缓轿厢的下坠速度，并被井道顶部的定位杆所制停。同时，改变了底坑轿厢缓冲器的设置，在底坑内预先铺设柔性的缓冲垫，可以防止乘客不慎坠入井道后伤亡事故的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及垂直升降的电梯，具体说是一种带轿厢拉簧缓冲装置的电梯。
背景技术
电梯是现代社会中人们常用的建筑内省力省时的垂直交通工具，而底坑内轿厢缓冲器是电梯发生故障后不能停车的最后一道保护装置，它的作用是用来减缓轿厢蹾底时的速度，从而保护乘客的生命安全。而实际情况是，当电梯发生溜车等事故使轿厢蹾底时，依然有许多伤亡事故的发生，另外，还有一些乘客意外坠入井道后，落在轿厢缓冲器上也造成了一些伤亡事故。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是解决上述问题，提供一种带轿厢拉簧缓冲装置的电梯。
所述带轿厢拉簧缓冲装置的电梯，包括轿厢、对重框、对重导轨，其特征是：在对重导轨侧的井道壁上装有轿厢拉簧缓冲器，在所述轿厢拉簧缓冲器的正上方的井道壁上固定装定位板，在井道的底坑内铺设有缓冲垫。
作为一种低成本可行的实施例，所述轿厢拉簧缓冲器包括竖直安装的拉簧、与拉簧下端固定的挂钩、与拉簧顶端固定的顶板，所述挂钩钩在固定于井道壁的挂环上，所述顶板的常态是搁置在固定于井道壁的顶板支撑之上。
一种实施例，所述顶板垂直于墙壁伸出5～30cm，所述对重框在竖直方向对应顶板位置固设有挡块，所述顶板支撑固定安装在轿厢位于底层平层位置时对应对重框挡块的正上方位置，以使轿厢在底层低于平层位置时，向上带动所述顶板脱离顶板支撑。
作为实施例，所述定位板在顶板支撑上方距离所述顶板支撑的距离满足：当轿厢下坠时由于定位板对轿厢拉簧缓冲器上端的顶板的阻挡，而使轿厢的底面不能触碰到底坑的缓冲垫。
本实用新型使得轿厢蹾底时，轿厢拉簧缓冲器能够减缓轿厢的下坠速度，并被井道顶部的定位杆所制停。同时，改变了底坑轿厢缓冲器的设置，在底坑内预先铺设柔性的缓冲垫，可以防止乘客不慎坠入井道后发生伤亡事故。
附图说明
图1是本实用新型整体安装状态示意图，
图2是图1中本装置的A向示意图，
图3是本实用新型使用状态示意图，
图4是图3的B向视图。
图中：1—对重框，2—挡块，3—曳引绳，4—顶板，5—顶板支撑，6—螺栓，7—墙壁，8—固定板，9—轿厢拉簧缓冲器，10—定位板，11—挂环，12—挂钩，13—对重导轨，14—底坑，15—缓冲垫，16—轿厢。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：如图3、4中所示，所述带轿厢拉簧缓冲装置的电梯，包括轿厢16、对重框1、对重导轨13，如图1、2，在对重导轨13之间的电梯井道壁上固定装有轿厢拉簧缓冲器9，在所述轿厢拉簧缓冲器9的正上方的电梯井道壁上固定装有定位板10，在井道的底坑内铺设有缓冲垫15。
如图1、2，作为一种低成本可行的实施例，所述轿厢拉簧缓冲器9包括竖直安装的拉簧、与拉簧下端固定的挂钩12、与拉簧顶端固定的顶板4，所述挂钩12钩在固定于墙壁的挂环11上，所述顶板4的常态是搁置在固定于井道壁的顶板支撑5之上，所述顶板支撑5固定安装在轿厢位于底层平层位置时对应对重框1位置的正上方。如图1实施例中，顶板支撑5和挂环11通过螺栓6固定安装在井道的墙壁7上。
如图1，一种实施例，所述顶板4垂直于墙壁伸出5～30cm，所述对重框1在竖直方向对应顶板4位置固设有挡块2，以使轿厢在底层低于平层位置时，向上带动所述顶板4脱离顶板支撑5。
作为实施例，所述定位板10在顶板支撑5上方距离所述顶板支撑5的距离，使轿厢下坠时由于定位板10对轿厢拉簧缓冲器9上端的顶板4的阻挡，而使轿厢底部不能触碰到底坑的缓冲垫15。
当电梯正常运行时，挡块2不会接触到顶板4，电梯可以正常的运行；当电梯出现溜车等故障且安全钳没有动作时，挡块2就会通过带动顶板4拉伸轿厢拉簧缓冲器9，从而使轿厢减速并最终被定位杆10制停。
由于在此情况下，井道内下限位和下极限开关都已经动作了，故在本轿厢拉簧缓冲器上不需要再安装安全回路开关了。
在平时的使用中，当乘客不慎坠入井道后，在底坑预先铺设的柔性缓冲垫可以防止伤亡事故的发生。
下面以载重1000kg，速度为1m/s，层高h为3.5m，楼层为12层，底坑深度为1.5m的客梯为例,来说明如何实施该技术方案。
假设：轿厢由于超载200kg在5楼开始溜车，而安全钳因故没有动作，因为轿厢和对重是半载平衡的关系，则轿厢相当于700kg的重量，以10m/s2的加速度下坠到底坑。
我们要求轿厢在一楼地坎以下0.5米的距离缓慢地停下来。
在对重框接触弹簧的瞬间，根据能量守恒定律有：mgh=1/2*mVt 2
其中：h=14m，g=10m/s2；h为层高，g为重力加速度。
则末速度：Vt=√（2gh）=√（2*10*14）=16.7m/s，
在轿厢被对重框一侧弹簧制停的过程中有：Vt 2-V0 2=2as
其中：Vt为末速度，V0为初速度，s为距离，a为加速度，
Vt=0，V0=16.7m/s，s=0.5m，
a=Vt 2-V0 2/2s=0-16.72/2*0.5=278m/s2=27g
根据《大众科学》最近刊载的一项研究表明，14个g的加速度可以让人的器官分离，而4到8个g的加速度可以让人昏迷。如果情况真是这样，那轿内乘客无一幸免。然而在现实生活中，当轿厢发生溜车时，乘客一般都是受伤而很少出现死亡的情况，这就说明电梯溜车时，由于抱闸（此时打滑）、永磁同步电机的线圈切割定子磁场的阻力、靴衬的摩擦力和空气阻力的作用，轿厢会以比重力加速度低很多的速度下坠，当然这个后果也是非常严重的。
现在还是举上面的这个例子，来说明如何实施该技术方案。
还是假设：轿厢由于超载200kg在5楼开始溜车，而安全钳因故没有动作，则轿厢相当于700kg的重量，但此时轿厢不可能再以加速度下坠到底坑了，因为不管在哪层楼，当电梯溜车的距离达到300毫米后，轿厢会被轿底伸出的左右二根挡杆卡在井道壁上。详见“一种新型机电式柔性平层安全钳”专利申请，专利申请号：201320180513.6。
那么轿厢缓冲器唯一的作用就是防止轿厢蹾底时对底坑的冲击。于是可以这样来设计弹簧：
当轿厢一侧的挡铁压到下极限开关后，主机抱闸一定会刹车，考虑到对重框上的拉簧拉力A（详见《一种用于电梯运行平衡的弹簧装置》一文，专利申请号：201320272317.1）和主机抱闸（设抱闸力B≥3000N)的作用，轿厢缓冲器拉簧的实际工作受力F为：
F=7000-A-B=7000-600--3000=3400N,
已知:弹簧拉伸变形量λ1=50mm时，拉力P1=350N；拉伸变形量λ2=500mm时，拉力P2=3500N,轿厢低于一楼地坎500mm时被对重一边的缓冲器止停，因为轿底的上平面到下梁的底面约有500毫米的厚度，此时，轿厢下梁底面与底坑地面还有500毫米的距离，所以可以放500毫米厚的缓冲垫。
缓冲垫是一块1.6米*1.4米厚为30毫米的塑料板，在该塑料板的上面铺设100毫米厚的橡塑垫（该厚度不计在缓冲垫的500毫米内），在塑料板的下面均匀的安放7*8个完全相同和均布的金属压簧，压簧的参数为：外径为50毫米，内径为40毫米，自由高度为470毫米，弹簧圈数为92，（计算过程略）。
通过Vt 2-V0 2=2as计算，可以得知：该缓冲垫仅能保证乘客在1-2层厅门不慎坠入底坑时不受伤害，如果要保证乘客从更高楼层的厅门不慎坠入底坑时的安全，则必须在在底坑内，让轿厢正下方1.6米*1.4米的局部地面下降若干深度，将缓冲垫放在这个地坑内也不会影响随行电缆的运动，大小导轨的底面也不需要变动，底坑的几个开关都可以移到井道的上部，一般情况下维修人员将不再下底坑了。
1．根据工作条件选择材料并确定其许用应力：[τ]。
因弹簧受变载荷次数在1*103以上的条件下工作，可以按第III类弹簧考虑。现选用I组碳素弹簧钢丝。由表<弹簧钢丝的拉伸强度极限>选σB=1177MPa，
则根据表可知许用应力：[τ]＝0.5σB＝0.5*1177MPa=588MPa。
2.根据强度条件计算弹簧钢丝直径：d。
现选取旋绕比C=8，则得系数K：K=(4C-1)/(4C-4)=31/28=1.1，
则：d≥1.6√（KP2C/[τ]）=1.6√（1.1*3500*8/588）=11.57mm,取d=12mm
由：C=D/d得：弹簧中径：D=C*d=8*12=96mm
弹簧内径：D1=D-d=96-12=84mm,
弹簧外径：D2=D+d=96+12=108mm
3．根据刚度条件，计算弹簧圈数n。
因弹簧刚度kp为：
kp=（P2-P1）/（λ2-λ1）=（3500-350）/(500-50)=7N/mm
由表<弹簧常用材料及其许用应力>取表中对应的G=79000MPa,
故弹簧圈数n：
n=Gd4/8D3kp=79000*124/8*963*7=33.06取：n=34圈。
4．验算：
1）弹簧初拉力：P0=P1-kpλ1=350-7×50=0N
初应力τ0′：τ0′=8KP0D/3.14d3=8*1.1*0*96/3.14*123=0MPa。
2）极限工作应力τlim
取：τlim=1.12[τ]，则：τlim=1.12×588MPa=658.56MPa
3）极限工作载荷Plim：
Plim=3.14*d3τlim/8DK=3.14*123*658.56/8*96*1.1=4230N，
安装变形量：λ0=(P1-P0)/kp=(350-0)/7=50mm=λ1，
工作变形量：λ2=（P2-P0）/kp=（3500-0）/7=500mm，
工作行程：λ2-λ1=500-50=450mm，
弹簧总长(约）：L=3.14*D*n=3.14*96*34=10249mm，
弹簧重量（约）：W=3.14*62*10249*7.8克/立方厘米=9公斤，
弹簧的自由长度H0=（n+1)d+2D=(34+1)12+2*96=0.61米，
5、结构设计：选定两端钩环，并计算出全部尺寸(从略)。
6、弹簧缓冲器的安装：
当轿厢在一楼平层的位置时，在对重的上导靴处做上记号，在对重框上梁中部的挡块2的位置安装缓冲器弹簧的上端，然后在弹簧垂直不受力的情况下将弹簧的下钩固定在墙壁上。
当轿厢在一楼蹾底时，对重框上梁中部的挡块2能够避开轿厢缓冲器弹簧的下钩而作用在顶板4上拉伸弹簧的上钩，最坏的情况是轿厢缓慢减速至一楼地坎下500毫米左右被定位杆10制停。
在这种情况下，乘客可以扒开轿门，看到厅门的被面写着：右手拉绳，左手扒门。这样，乘客就可以自救了，此时电梯的下极限开关被压住、厅轿门也打开了，所以，轿厢不可能再移动了，乘客们可以从容地离开轿厢。
如果轿厢在12楼超载后直接下滑蹾底的话，则因为新型安全钳在有机械和至少三道电子速度保护装置的作用下一定会动作，故此种情况不予考虑。
Claims (4)
1.一种带轿厢拉簧缓冲装置的电梯，包括轿厢（16）、对重框（1）、对重导轨（13），其特征是：在对重导轨（13）侧的井道壁上装有轿厢拉簧缓冲器（9），在所述轿厢拉簧缓冲器（9）的正上方的井道壁上固定装有定位板（10），在井道的底坑内铺设有缓冲垫（15）。
2.根据权利要求1所述的带轿厢拉簧缓冲装置的电梯，其特征是：所述轿厢拉簧缓冲器（9）包括竖直安装的拉簧、与拉簧下端固定的挂钩（12）、与拉簧顶端固定的顶板（4），所述挂钩（12）钩在固定于井道壁的挂环（11）上，所述顶板（4）的常态是搁置在固定于井道壁的顶板支撑（5）之上。
3.根据权利要求2所述的带轿厢拉簧缓冲装置的电梯，其特征是：所述顶板（4）垂直于墙壁伸出5～30cm，所述对重框（1）在竖直方向对应顶板（4）位置固设有挡块（2），所述顶板支撑（5）固定安装在轿厢位于底层平层位置时对应对重框挡块（2）的正上方位置，以使轿厢在底层低于平层位置时，向上带动所述顶板（4）脱离顶板支撑（5）。
4.根据权利要求2或3所述的带轿厢拉簧缓冲装置的电梯，其特征是：所述定位板（10）在顶板支撑（5）上方距离所述顶板支撑（5）的距离满足：当轿厢（16）下坠时由于定位板（10）对轿厢拉簧缓冲器（9）上端的顶板（4）的阻挡，而使轿厢的底面不能触碰到底坑的缓冲垫（15）。
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