液压电梯

第五章液压电梯

第一节概述

液压驱动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。但由于水压波动及管路生锈问题难以解决，以后就用油为媒介驱动柱塞做直线运动。液压电梯对于大的载重量特别是5吨以上的荷载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，所以液压电梯在特定的场所应用有其优越性和不可替代性。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，速度慢及行程短等场合，选用液压电梯比曳引电梯更经济实用。

第二节液压电梯基本原理

图5－1液压电梯主要结构示意图

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一、液压电梯的构成

液压电梯的主要构造如图5-1所示，其结构主要组成部分有：液压泵站、液压油缸、柱塞、滑轮组及钢丝绳、轿厢、导轨、各类阀组及控制系统等组成。

二、液压电梯的工作原理

液压电梯的工作原理是利用液压传动的原理和特征，改变油泵向油缸输出的油量来控制电梯的运行速度。当电梯上行时，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，液压油推动液压缸中柱塞来提升轿厢，从而实现电梯的上行运动；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，电梯下行的速度由控制系统通过阀组调节液压油的流量进行控制。

第三节 液压电梯的特点及结构型式

一、液压电梯的特点

液压电梯与曳引驱动式电梯相比有以下的特点:

1.在建筑结构方面有突出的优势。液压电梯不需要在井道上方设立机房，一般在井道下方的侧面设立下置式机房，这种机房建筑结构没有上置机房要求高，也不影响建筑物外形。

2.在技术性能上有很多优点。液压电梯安全性好、可靠性高、结构简单，电梯运行速度失控、冲顶、蹲底和困人等故障比曳引驱动式电梯少。

3.节约能耗。液压电梯下行是靠轿厢的重量驱动，而液压系统仅起阻尼和调控作用，这些特点在大载重量的货梯中优势显得尤为明显。

因此，液压电梯特别适合在低层建筑、上部不能设机房的场合和大载重量的场合使用。

二.液压电梯的基本结构与型式

液压电梯是机、电、电子、液压一体化的产品，由以下相对独立但又相互联系配合的系统组成。

1.泵站系统:由电机、油泵、油箱及附属元件组成。

2.液压系统:由集成阀块(组) 、止回阀、限速切断阀和油缸等组成。

①集成阀块 (组)：由流量控制阀、单向阀、安全阀、溢流阀等组成。

②止回阀：为球阀,是油路的总阀，用于停机后锁定系统。

③限速切断阀:安装在油缸上，在油管破裂时，迅速切断油路，防止柱塞和载荷下落

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故也称“破裂阀”。

④油缸:是将液压系统输出的压力能转化为机械能，推动柱塞带动轿厢运动的执行机构。

3.导向系统:与曳引电梯的作用一样，限制轿厢活动的自由度，承受偏载和安全钳动作的载荷。间接顶升的液压电梯，带滑轮的柱塞顶部也应有导轨导向。

4.轿厢:结构和作用与曳引电梯相同，但侧面顶升的液压电梯的轿厢架结构由于受力情况不同而有所不同。

5.门系统:与曳引电梯相同。

液压电梯按顶升的方式分类，可分为直接顶升式和间接顶升式二种。直接顶升式液压电梯的结构特征是柱塞直接与轿厢相连接,柱塞的运动速度与轿厢运行速度相同，柱塞与轿厢的连接可以在轿厢底部中间，也可以在侧面，如图5-2所示是直接顶升式液压电梯结构示意图。

图5-2直接顶升式液压电梯结构示意图

间接顶升式液压电梯的结构特征是柱塞通过滑轮和钢丝绳拖动轿厢，这样可以利用液压顶升力大的优势,使其传动速比设计为1:2，即柱塞上升1m，轿厢将上升2m，提高了电梯运行速度，也减小了油缸的行程。间接顶升式液压电梯的提升钢丝绳不少于两根,一端固定在油缸或其他固定结构上，一端绕过柱塞顶部的滑轮，固定的轿架底部。柱塞顶部的滑轮由导轨导向。

第四节液压电梯驱动系统主要部件

液压电梯的液压系统总是由以下五部分组成的。即：动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和传动介质组成。

一、动力元件

液压电梯泵站是液压电梯的动力元件，它将电机的机械能转换成液体的压力能，推动电梯上下运行。液压电梯泵站由潜油电机、控制阀组、螺杆泵、消音器、油箱等组成。

1、潜油电机

液压电梯泵站通常用三相鼠笼式浸油电机，电机直接与螺杆泵连接，浸没在液压油液里，其结构简单体积小，重量轻，性能可靠，绝缘等级F。

2、控制阀组

控制阀组由截止阀、单向阀、方向阀（上行方向阀和下行方向阀）、溢流阀、手动泵、手动操作应急下降阀、压力表、最大压力限制开关、最小压力限制开关等组成。通过电子反馈的方式实行对各阀的调控，即通过油温、油压、电子传感器及控制回路控制调节油阀的工作状态，使电梯运行的平层距离和总运行时间在油温和压力发生变化时得到有效控制。手动操作应急下降阀即使在失电的情况下，允许使用该阀使轿厢向下运行至平层位置，疏散乘客。手动泵是在紧急情况下，用人力驱动方式使轿厢能够向上移动。

3、螺杆泵

螺杆泵是目前国内液压电梯常用的液压泵，它依靠旋转的螺杆输送液体，是一种轴向流动的容积元件。液压系统常用的螺杆泵为三螺杆泵，在壳体中有三根轴线平行的螺杆，在凸螺杆两边各有一根凹螺杆与之啮合，啮合线把螺旋槽分成若干密封容腔。当主动螺杆（凸螺杆）带动从动螺杆（凹螺杆）转动时，被密封的容积带动液体沿轴向移动。

4、消音器

消音器是起吸收压力脉动及减小压力冲击的作用，它是螺杆泵与控制阀的连接件。

5、油箱

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油箱用以储存油液，以保证供给液压系统充分的工作油液，同时还具有散热、使渗入油液中的空气逸出以及使油液中的污物沉淀等作用。

二、执行元件

液压缸是将液压能转换为机械能、作直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单，工作可靠。液压电梯最常用的是柱塞缸，其次是伸缩套筒缸或活塞缸。其工作原理是：在缸筒固定时，由液压泵连续输入压力油，当油压足以克服柱塞上部的负载时，柱塞就开始运动。运行速度的计算公式为：

V（速度）=Q（流量）/A（柱塞面积）=Q/（∏d2/4）（d－柱塞直径）。

三、控制元件

在液压系统中用液压控制阀（简称液压阀）对液流的方向、压力的高低、以及流量的大小进行控制，它是直接控制工作过程和工作特性的重要器件。液压阀的控制是靠改变阀内通道的关系或改变阀口过流面积来实现控制的。液压阀按功能分可分为：压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀包括：溢流阀、减压阀、顺序阀；流量控制阀包括：节流阀、调速阀、分流阀；方向控制阀包括：单向阀、换向阀、截止阀等；按控制方式可分为：开关控制阀、比例控制阀、伺服控制阀等。

1、溢流阀：溢流阀是液压电梯中使用较多的压力控制阀，是根据阀芯受力平衡的原理，利用液流和弹簧对阀芯作用力的平衡条件，来调节开口量，改变液阻的大小，达到控制液流压力的目的。溢流阀一般安装在泵站和单向阀之间，具有保持液压系统压力恒定的功能，当

溢流阀也可作安全阀使用，在系统压力意外升到较

2、调速阀：调速阀是一种进行了压力补偿的节流阀，其作用是调节节流口的过流面积，使节流口压差恒定，流速稳定不随负载而变化。

3、管道破裂阀：管道破裂阀也称作限速切断阀，是液压系统中重要的安全装置，在油管破裂或其他情况使负载由于自重而超速下落时自动切断油路，使油缸的油不外泄而制止负载下落。

四、辅助元件

液压电梯的辅助元件包括：油管及管接头、油箱、滤油器等器件，管路是液压系统中液压元件之间传送的各种油管的总称，管接头用于油管与油管之间的连接以及油管与元件的连接。为保证液压系统工作可靠，管路及接头应有足够的强度、良好的密封，其压力损失要小，

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