摘要：随着我国目前可利用土地面积不断减少，建筑物层数也随之逐渐增加，电梯的重要性就显得愈来愈突出。电梯，任重道远，安全事故频发，给现实生活带来了很多不愉快，目前备受关注。电梯设计的合理化对电梯系统非常的重要。本文对电梯机械系统的工作原理进行了阐述，分析了电梯设计的基本原则及电梯机械设计的合理化的研究。

关键词：电梯;机械设计;合理化

引言

现在的建筑行业都采用增加楼层的方法来缓解建筑用地的紧张，尤其是大中城市，高层建筑的数量越来越多。为了使用户克服高层建筑带来的不便，这些高层建筑无不例外的都会去安装电梯。电梯带来的便利性就变得毋庸置疑，很难想象电梯如果发生故障会给人们的生活和安全带来多大的影响。所以电梯的不可或缺性使人们对电梯提出了更高的要求。电梯结构设计是整个电梯安全有效运行的基石，从根本上改造电梯是关键。

1电梯设计的基本原则

1.1驱动原理

在电梯建设和规划过程中，需要对电梯的基本驱动模式进行分析，以确保驱动模式满足实际设计和制造的基本要求。在这个过程中，需要分析电梯中使用的承重设备、传动滑轮设备、限速器设备、电机设备的功能处于相对稳定的状态，对提高电梯的驱动功能有积极的作用。

此外，驱动设备还包括相应的传感器设备，设计需要分析传感器和限速器设备的中心功能，结合实际规划，确保驱动模式能够完全符合建筑本身的特点。

1.2环境设备的原理

对于电梯环境的设计，要结合集中规划运行、方便便携的基本运行和后期功能检测模式、分层（区）规划模式和中心分隔模式等内容，将有效的规划目标与基本规划规定相结合。对于集中规划和运营设计，需要保证运营设计的资金最小化，集中规划模式符合层间规划模式。电梯设计也要遵循方便人们使用的规则。这方面的设计规则要求电梯设计在显眼的地方，布局设计尽量与规划规定并列。在分层分区的设计和规划中，要根据底层建筑、中层建筑、高层建筑和户数来确定，并明确有效的建设流程，以提高分区的嵌套功能。隔离区的设计应确保电梯不会影响正常人的正常出行，特别是对于早晚高峰时段的人员进出管理，需要拓展有针对性的人员疏导流程，以减少频繁“超重”带来的电梯功能性问题。

1.3底层和顶层的设计原则

在电梯底层和顶层的设计过程中，需要根据实际的建筑条件进行分析，比如整个建筑的面积、层高、地下室的规划规定等。借助于对建筑物之间差异的系统研究，电梯的安全功能始终处于较高的标准。同时，基层的电梯建设形式也存在一些功能上的差异。需要对电梯轿厢的高度和宽度进行合理化的设计分析。

1.4基于对轿厢门设计原则的分析

首先，在轿厢门的设计和固定过程中，需要根据楼层的高度值进行计算，结合轿厢的基础和功能计算，这样才能保证后期不会因为光幕在设计过程中的功能问题而产生安全隐患。对于确定部件位置的过程，需要引入机械联锁设备来分析电梯的五方功能是否达标。如果设备呈现的光幕参数值过大，则需要引入可移动小风扇的方法进行引导，防止地线功能导通的问题而导致的五方闭锁情况的发生。其次，轿厢门的设计需要结合电梯的运行速度进行分析，有效确认下降和上升过程中可能出现的自由落体，以保证速度规律不规则导致的电梯速度失效的状况。

2电梯机械系统的组成和工作原理

电梯的基本组成部分：机械部分和电气部分，通常还增加了安全保护系统。从空间上划分：机房、井道、层门、电梯召唤装置、门锁装置、层门开关装置、楼层显示装置。轿厢部分，其中机械部分包括：轿厢系统、重量平衡系统、导向系统、牵引系统等。电气部分由电气驱动系统和电气控制系统组成。

在电梯的日常生活和使用中，一般有两种工况：升降和维保。以1： 1绳梯为例。电梯的升降原理是由电机带动曳引轮，拉动钢丝绳工作。钢丝绳的两端分别是由电梯轿厢与对重。当电梯的电机变速旋转时，减速器联动拖动，带动曳引轮运行。由曳引轮与钢丝绳之间产生摩擦力，在它们之间产生足够的牵引力，使电梯具有的上升动作。当电梯在工作中发生故障时，称为电梯维护保养系统，对电梯系统进行紧急维修或定期维护保养，以保证电梯的安全和良好运行。

3电梯机械结构合理设计的建议

电梯设计者需要有一种谨慎和科学的态度，将安全设计原则贯穿于整个设计过程，包括机械材料和动力系统的科学选择等。接下来，作者对电梯结构的合理设计提出了一些建议。

3.1电梯导向系统的设计

电梯导向系统的作用是用于限制轿厢和对重的自由度，让轿厢和对重只能沿着各自的导轨上下移动，使其运行不仅更加平稳，而且不会偏斜，保证了电梯机械稳定，是电梯机械发展的铺路石。电梯导轨系统由导轨、导靴和导轨支架三个部分来组成。在电梯升降的过程当中，导向系统中的导轨和导靴是比较常见的部件。一般情况下，导靴被固定在电梯上。电梯升降的过程中，导靴在导轨上滑动，运行过程中的摩擦系数较大。长期使用便会导致导靴与导轨的间隙逐渐增大，从而降低电梯运行稳定性，产生较大噪声，给电梯乘客带来很不舒适的感觉。为了解决以上问题，设计者进行了一系列旨在延长导靴和导轨使用期限的研究，对导靴的靴头、靴身和靴座都进行了合理化设计，主要是包括优化导轨结构、严格筛选材料和不断校核导轨强度三项措施。

3.2轿厢系统和PLC控制系统的设计

由于旧电梯可靠性差，用户对其安全性提出质疑，并要求进行改造。因此，电梯机械设计师可以通过PLC设计电梯自动控制系统，从而提高国产电梯的技术水平和质量。加大电梯轿厢和PLC控制系统之间的理论研究，可以有效减少电梯事故发生的概率，实现为人民服务的目的。

3.3重量平衡系统的设计

重量平衡系统的主要的用途是在电梯运行过程中平衡轿厢重量和电梯载荷，也会减少电机功率的损耗。在电梯机械设计中，需要保证轿厢与对重的重量差保持在限定范围内，这样既可以减小曳引绳与导轨之间的牵引力，又可以延长曳引绳的使用寿命。此外，选择合适的材料也能够有效加大电梯机械的强度，减少电梯故障的概率。因此，合理的重量平衡系统设计可以加强电梯机械的平衡，确保电梯的质量，让用户更安心。

3.4牵引系统的设计

曳引系统是整个电梯机械设计的核心，其重要性不可置疑。是驱动电梯轿厢再次上下运动的部件。它由牵引电机、制动器、减速器和牵引轮组成。它可以调动电梯机械的整体性。在牵引电机的设计过程中，需要尽所有可能去降低牵引电机的噪声，加强其稳定性和机械的特性，并保障其维护简单。在曳引轮的材料选择上，材料要满足强度高、韧性好、耐磨、抗冲击能力强的这几个特点，尽可能减少曳引钢丝绳在曳引轮绳槽中的损耗。

3.5门系统的设计

为了保证电梯机械的安全，门系统设计也是电梯机械设计中需要特别注意的内容。电梯不运行或运行时，要保证轿厢门和厅门关闭，电梯厅门也必须设置门锁，防止用户因提前进入而掉入电梯井内。

4结论

合理的电梯设计与人们的生命安全密切相关。电梯设计越是合理，电梯的安全性和稳定性就会越高。从本文来看，虽然电梯的结构设计表面看上去很简单，但对技术的要求颇高，需要运用先进的动力系统和开关控制系统。目前，我国的电梯设计和安装技术还不够完善。安装过程中也存在一些瑕疵，有时还会留下一些安全隐患。因此，我们需要研究电梯机械设计的合理化，以便于设计出更加合理科学的电梯，最大限度地为人们提供便利。

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