Принцип работы лифта

Мало кто знает, что подъёмник от лифта отличается только устройством дверей. Так, лифт имеет двустворчатые двери, а подъёмник — одностворчатые.

Первые варианты устройства лифта появились ещё в древнем Египте. В те времена большая часть лифтов, работающих за счёт силы людей или животных, использовалась в строительстве. Начиная с XVII-XVIII веков, подъёмные механизмы перекочевали во дворцы коронованных особ.

Нам с вами повезло больше: лифт — не роскошь и редкость, а необходимость. Если верить статистике, в России насчитывается более 500 000 лифтов. Часть из них постепенно заменяют машинами нового образца.

Устройство лифта зависит от его вида и назначения. Специалисты подразделяют лифты на 3 типа: гидравлические, пневматические и «классические», то есть — с электрическим приводом. Давайте посмотрим, как устроен традиционный пассажирский лифт.

Как видим, даже в общих чертах принцип работы пассажирского лифта – весьма сложный процесс, требующий одновременного функционирования многих систем.

Для начала необходимо определиться с тем, что же такое лифт. Он представляет собой стационарную грузоподъемную машину, которая предназначена для доставки грузов или людей к назначенному этажу. Движение кабины происходит по специальным направляющим, которые установлены в лифтовой шахте подъезда высотки. Эти направляющие обладают максимальной жесткостью и надежно закреплены по всей высоте шахты, над которой находится машинное помещение (МП), а ее начало (приямок) расположено ниже уровня первого этажа здания.

При более внимательном изучении весь подъемный механизм имеет следующее принципиальное строение. МП оборудовано станцией управления, лебедкой, ограничителем скорости, некоторыми устройствами безопасности, а также рядом других устройств, которые необходимы для работы системы и ее обслуживания.

Шахта имеет направляющие для кабины и отдельные для противовеса. Она также оборудована дверями на каждом остановочном этаже, непосредственно самой кабиной, противовесом, подвесным кабелем и электроразводкой, различными устройствами обеспечения безопасности и индикации.

В приямке находятся буферы для кабины и противовеса, которые позволяют амортизировать и впоследствии останавливать кабину или противовес, когда те переходят в крайние для них положения. Также приямок содержит и другие устройства безопасности. Сам же буфер, вопреки множеству вымышленных историй, никогда не позволит кабине подпрыгнуть под воздействием амортизации: он предназначен для ее гарантированной остановки и фиксации.

Следующий элемент, заслуживающий отдельного упоминания – это ограничитель скорости, который отключает лифт и приводит в действие механизмы-ловители, если скорость спускания будет превышена больше допустимых значений. Допустимым значением принято считать превышение до 15%. В основном, средняя скорость движения – 0,71 м/с и 1,0 м/с. Для высотных домов этот показатель возрастает до 1,6 м/с.

Как видим, даже в общих чертах принцип работы пассажирского лифта – весьма сложный процесс, требующий одновременного функционирования многих систем.

Еще одним предохранительным устройством являются буфера. Эти устройства плавного замедления кабины расположены на дне шахты. Они могут быть полиуретановыми, пружинного или масляного типа в зависимости от номинальной скорости. Буфера предназначены для преобразования кинетической энергии кабины и противовеса в тепловую и призваны смягчить удар в случае неостановки кабины на уровне первого этажа.

Безопасность пассажиров современного лифта обеспечивают около 30 электронных и 5 механических устройств. Самыми главными из них являются автоматические ловители. Эти механические устройства управляются отдельным тросом и шкивом ограничителя скорости. При падении или перегрузке кабины трос ограничителя скорости прекращает движение и за счет этого сильным рывком «выдергивает» клиновидные башмаки ловителя, которые останавливают лифт.

Еще одним предохранительным устройством являются буфера. Эти устройства плавного замедления кабины расположены на дне шахты. Они могут быть полиуретановыми, пружинного или масляного типа в зависимости от номинальной скорости. Буфера предназначены для преобразования кинетической энергии кабины и противовеса в тепловую и призваны смягчить удар в случае неостановки кабины на уровне первого этажа.

В настоящее время инженеры и конструкторы продолжают совершенствовать лифтовое оборудование. Так, компания thyssenkrupp Elevator работает над первым в мире бесканатным лифтом MULTI, который позволит перемещаться нескольким кабинам в одной шахте в вертикальном и горизонтальном направлении.

• пассажирские лифты;
• грузовые лифты;
• грузопассажирские и специальные лифты.

Обеспечение безопасности лифтов

Оборудование подъемников должно выполняться таким образом, чтобы обеспечить их безопасную эксплуатацию. В особой степени это требование актуально при устройстве пассажирских лифтов. Во время разработки, производства и монтажа лифтового хозяйства учитывается целый ряд угроз, которые могут возникать при их эксплуатации.

Также к числу основных угроз, которые могут возникать при эксплуатации лифтового хозяйства, относятся:

• зажим пассажира дверьми лифта;
• застревание кабины между этажами;
• падение кабины;
• падение пассажиров через открытые двери шахты.

Принцип работы лифта в жилом доме предусматривает контроль открывания и закрывания дверей. На них устанавливаются инфракрасные датчики, которые контролируют нахождение пассажира в проеме и не позволяют дверям закрыться в этом случае. Также применяются специальные устройства, которые блокируют несанкционированное открытие дверей шахты, если на этаже не остановилась кабина.

Кабина. Бывает самонесущая, каркасная или панорамная. Сверху кабины установлены устройства безопасности «ловушки плавного торможения», устройства подвески кабины, устройства и механизмы открывания дверей («приводы дверей»).

Большинство жителей городов ежедневно, иногда по нескольку раз в день, пользуются лифтом. И мы настолько привыкли к этому чуду инженерной мысли, что даже не задумываемся о его устройстве. Тем не менее, конструкция лифта достаточно интересна и продумана.

Общий принцип лифта

Кабина (или платформа) пассажирского лифта закреплена на стальных тросах, перекинутых через шкив (колесо с канавкой или ободом по окружности) приводного механизма. Данный механизм вместе с аппаратурой управления лифтом находятся в машинном отделении, расположенном в верхней части шахты. Именно туда, по электрическому кабелю, протянутому внутри шахты, передается сигнал из кабины лифта, где мы видим простую кнопочную панель в кабине.

На одном из концов стальных тросов находятся противовесы – грузы, уравновешивающие кабину лифта. Когда кабина лифта приводится в движение электрическим двигателем, противовесы опускаются вниз и поднимают кабину. И наоборот: грузы поднимаются — кабина идет вверх. Стоит учитывать, что привод лифта может быть пневматическим или гидравлическим, в нем противовес не используется.

Основные части лифта

Кабина. Бывает самонесущая, каркасная или панорамная. Сверху кабины установлены устройства безопасности «ловушки плавного торможения», устройства подвески кабины, устройства и механизмы открывания дверей («приводы дверей»).

Канаты (стальные тросы). На канатах, перекинутых через шкив приводного механизма, закреплена кабина лифта.

Лебедка. Для классического лифта перемещение кабины и противовеса осуществляется лебедкой, установленной в машинном отделении.

Ограничитель скорости. Основной элемент безопасности лифта. При превышении скорости движения подает сигнал станции управления, и лифт останавливается. Если не срабатывает электронная защита, тогда срабатывает механизм заклинивания кабины на «ловушках» (ловителях) и кабина повисает на направляющих. Ограничитель скорости и ловители обеспечивают безопасность людей, находящихся в кабине лифта.

Ловитель. Механическое устройство для остановки и удержания кабины или противовеса на направляющих в случае обрыва и/или отказа электронной защиты (ограничителя скорости).

Противовес. Необходим для балансировки движения кабины внутри шахты. Противовес перемещается по своим направляющим. Состоит из рамы и грузов.

Направляющие кабины и противовеса. Представляют собой рельсы, которые ограничивают свободный ход кабины и противовеса в горизонтальной плоскости. Необходимы для ровного движения кабины и противовеса. На направляющих также закреплены датчики положения кабины, определяющие, где находится кабина лифта.

Буфера, предназначенные для амортизации и остановки кабины или противовеса.

Станция управления лифтом. Управляет механизмами и контролирует работу лифта. Отвечает за безопасность пользования лифтом.

Также лифт оснащен различным специализированным электрооборудованием.

устанавливают станцию управления 2 с контакторами, рубильниками и другими

устанавливают станцию управления 2 с контакторами, рубильниками и другими

устройствами и аппаратами. В лифтах с большой высотой подъема устанавливают цепи 12 для уравновешивания переменной массы тяговых

канатов. Питание аппаратов осуществляется через подвесной кабель 10.

На рис. 5 показано размещение оборудования в шахте. Дверные проемы закрыты

дверями шахты 1, кабина оборудована дверями 2. В зависимости от системы управления в шахте устанавливают клеммные коробки 4 и 5 и датчик замедления 3, а на кабине — датчик точной остановки 6.

Рассмотрим устройство основных узлов лифта.

Рис. 4. Общий вид пассажирского лифта:
I — монорельс; 2—станция управления; 3 — лебедка; 4 — ограничитель скорости; 5 тяговые канаты; 6 — кабина; 7 — двери шахты; 8 — направляющие кабины; 9 — направляющие противовеса; 10 — подвесной кабель; 11 — канат ограничителя скорости; 12 — уравновешивающая цепь; 13 — противовес; 14 — световое табло; 15 — вызывной аппарат; 16 — шахты; 17 — натяжное устройство каната ограничителя скорости; 18 — буфер кабины;
19 — буфер противовеса

Рис. 5. Размещение оборудования в шахте

Вне зависимости от принципа работы лифта его устройство подразумевает обязательное наличие определенных компонентов. Это такие компоненты, как кабина лифта, которая закреплена на тросах из стали, шкив — колесо, на котором закреплены тросы. А также приводной механизм, который собственно и приводит лифт в движение.

Какими бы конструктивными особенностями не обладал тот или иной лифт, все они устроены и работают по одному и тому же принципу.

Вне зависимости от принципа работы лифта его устройство подразумевает обязательное наличие определенных компонентов. Это такие компоненты, как кабина лифта, которая закреплена на тросах из стали, шкив — колесо, на котором закреплены тросы. А также приводной механизм, который собственно и приводит лифт в движение.

Важным элементом в работе любого лифта является сцепление троса и шкива, поскольку именно эта особенность отвечает за то, какую нагрузку может выдержать лифт, и какой вес он может удерживать и поднимать. Для увеличения сцепление на шкив наносят специальные углубления — «ручьи». Это обеспечивает такое сцепление каната и шкива, при котором при остановленном подвесе кабина также не движется.

Безопасность всех лифтов обеспечивается специальным тормозом, который удерживает кабину и противовес зафиксированными.

Одним из самых распространенных видов подобного оборудования является фотобарьер для лифта. Принцип работы оборудования достаточно прост, кабине лифта вдоль створок дверей устанавливается необходимое оборудование, после чего, двери лифта автоматически раздвинутся при закрытии, если датчик зафиксирует наличие препятствия. Таким образом, установка фотобарьера в лифте, позволяет избежать травмирования пассажиров при закрытии дверей лифта.

Лифтовое оборудование, несмотря на все свои плюсы, является источником повышенной опасности для пассажиров. Для предотвращения возникновения нештатных ситуаций, связанных с эксплуатацией лифтового оборудования в лифтах, устанавливается дополнительное оборудование.

Одним из самых распространенных видов подобного оборудования является фотобарьер для лифта. Принцип работы оборудования достаточно прост, кабине лифта вдоль створок дверей устанавливается необходимое оборудование, после чего, двери лифта автоматически раздвинутся при закрытии, если датчик зафиксирует наличие препятствия. Таким образом, установка фотобарьера в лифте, позволяет избежать травмирования пассажиров при закрытии дверей лифта.

Установка фотобарьера в лифте является дополнительной функцией и не входит в базовую комплектацию лифта. На сегодняшний день этот вид оборудования широко применяется в различных сферах, в связи с чем его наименования могут отличаться, но принцип работы всегда остается неизменным, все они направлены на обеспечение дополнительной безопасности пассажиров. Из других наименований стоит выделить: световые завесы, фотозавесы, фотодатчики и оптобарьеры.

✔ Лифт с редукторным приводом — в этом случае лебедка состоит из электродвигателя, редуктора, тормоза и канатоведущего шкива ✔ Лифт с безредукторным приводом — в этом случае лебедка состоит из электродвигателя, тормоза и канатоведущего шкива

Особенности электрических лифтов

Электрические лифты самые скоростные из всех типов лифтов.

Их стандартная скорость составляет 1 м/секунду, но может доходить и до 8-10 м/сек.

✔ Большая в сравнении с гидравлическим лифтом высота верхнего этажа и глубина приямка. Это связано с тем, что у электролифта требуется много места вверху лифтовой шахты для установки электрической лебедки.

✔ Малая мощность, так как энергии для работы лифта нужно намного меньше из-за того, что у электрического лифта есть уравновешивающий противовес.

✔ Намного большая скорость чем у гидравлического лифта.

✔ Высота подъема электрического лифта намного превышает высоту подъема гидравлического лифта. Ограничена только длиной канатов.

В остальном электрические и гидравлические лифты ничем не отличаются.

внутренним управлением; б) с кнопочным наружным управлением; в) со смешанным управлением; г) с парным управлением; д) с групповым управлением.

62. Что называется лифтом? Лифтом называется транспортное устройство прерывного действия, предназначенное для подъема и спуска людей (грузов) с одного уровня на другой, кабина (платформа) которого перемещается по жестким вертикальным направляющим, установленном в шахте, снабженной на посадочных (загрузочных) площадках запираемыми дверьми.

63. Как разделяются лифты в зависимости от назначения? По назначению лифты подразделяют на: пассажирские, грузопассажирские, больничные, грузовые с проводником, грузовые без проводника, грузовые малые. Пассажирские лифты служат

65. Как разделяют шахты? Шахты лифтов подразделяют на: а) глухие, огражденные со всех сторон и на всю высоту стеновыми материалами; б) металлокаркасные, огражденные со всех сторон и на всю высоту металлической сеткой или щитами;

в) комбинированные, часть которых глухая, а часть—металлокаркасная.

66. Как разделяют лифты по конструкции дверей шахты и кабины? По конструкции дверей шахты и кабины лифты разделяют на: а) лифты с распашными дверями; б) лифты с горизонтально-раздвижными дверями; в) лифты с вертикально-раздвижными дверями.

67. Какие бывают лифты по расположению машинного помещения? По расположению машинного помещения лифты бывают с машинным помещением, расположенным: а) над шахтой; б) непосредственно под шахтой; в) сбоку шахты.

65. Как различают лифты по типу системы управления? По типу системы управления лифты могут быть: а) с кнопочным

внутренним управлением; б) с кнопочным наружным управлением; в) со смешанным управлением; г) с парным управлением; д) с групповым управлением.

69. Какой лифт называется выжимным? Лифт, у которого кабина приводится в движение силой, действующей снизу, называют выжимным.

70. Какой лифт называется тротуарным? Выжимной лифт, у которого кабина на верхней остановке выходит из шахты, называют тротуарным.

71. Что такое номинальная грузоподъемность лифта? Номинальная грузоподъемность — это вес наибольшего груза, на транспортировку которого лифт рассчитан. В величину поминальной грузоподъемности не входит масса кабины и масса всех устройств, постоянно расположенных в ней (рельсовых путей, монорельсов, талей и т. п.).

72. Как рассчитывают номинальную грузоподъемность лифтов? Номинальную грузоподъемность лифтов рассчитывают по принципу свободного заполнения, исходя из полезной площади пола кабины, по графику (рис. 1), рекомендуемому «Правилами устройства и безопасной эксплуатации лифтов» (ПУБЭЛ) Госпроматомнадзора СССР. При определении полезной площади пола кабины площадь, занимаемую одной из створок распашных дверей при открывании, в расчет не приникают. Массу человека следует принимать равной 80 кг.

73. Что называется номинальной скоростью лифта? Номинальной скоростью лифта называется скорость движения кабины, на которую рассчитан лифт.

74. Что такое рабочая скорость лифта? Рабочая скорость лифта — это фактическая скорость кабины лифта в эксплуатационных условиях. Рабочая скорость кабины отличается от номинальной не более чем на 15 %. По скорости лифты подразделяют на: пассажирские — от 0,63 до 4 м/с; грузовые — от 0,18 до 0,5 м/с.

75. Что понимают под характеристикой (основными параметрами) лифтов? Характеристика — это величины, характеризующие конструкцию и технологические возможности лифта (т. е. основные параметры). Основные параметры пассажирских лифтов (ГОСТ 5746—83*), работающих при переменном трехфазном токе напряжением 220 и 380 В, следующие: а) лифты грузоподъемностью 400 кг: вместимость кабины 5 чел.; номинальная скорость — 0,63; 1,0; 16 м/с; высота подъема — 60. 70, 85 м; число остановок—10, 16, 25; б) грузоподъемно-

стью 630 кг: вместимость кабины 8 чел.; номинальная скорость— 1,0; 1,6 м/с; высота подъема — 60, 85 м; число остановок— 16, 25; в) лифты, устанавливаемые в общественных зданиях и промышленных предприятиях (ГОСТ 8823—85, 8824—84*), грузоподъемностью 800 кг: вместимость кабины 10 чел.; скорость—1,0; 1,6; 2,5 м/с; высота подъема — 45, 65, 100 м;

г) грузоподъемностью 1000 кг: вместимость кабины

12 чел.; скорость — 1,0; 1,6; 2,5; 4,0 м/с; высота подъема 45, 65,

100, 150 м; число остановок — 10, 16, 25; д) грузоподъемностью 1250 кг: вместимость кабины 15 чел.; номинальная скорость их соответственно 1,0; 1,6; 2,5; 4,0 м/с; высота подъема-

45, 65, 100, 150 м; число остановок—10, 16, 25; е) грузоподъемностью 1600 кг: вместимость кабины 20 чел.; номинальная скорость — 2,5; 4,0 м/с, высота подъема—100, 150 м, число остановок — 25, 25.

Лифты с монорельсом: а) грузоподъемностью

78. Какой недостаток лифтов с барабанной лебедкой? Основной недостаток лифтов этого типа — большие размеры барабанов, возрастающие по мере увеличения высоты и числа несущих канатов.

79. В чем достоинства лифтов с канатоведущим шкивом? Лебедка с канатоведущим шкивом позволяет значительно уменьшить мощность приводного электродвигателя и получить экономию электроэнергии при работе лифта по сравнению с барабанной лебедкой. Лифты с канатоведущим шкивом просты по конструкции. Они имеют малые габаритные размеры и массу лебедки. В настоящее время лифты с канатоведущими шкивами почти полностью вытеснили лифты с барабанными лебедками.

80. Как создается тяговое усилие в лебедках с канатоведущим шкивом? Тяговое усилие лебедок с канатоведущим шкивом

создается трением между канатами и стенками ручьев канатоведущих шкивов. Сила трения зависит от угла обхвата канатом канатоведущего шкива, формы профиля ручья и величины коэф-фицвента трения между канатом и поверхностью ручьи.

82. Как располагаются лифтовые лебедки относительно шахты? Лебедки по расположению относительно шахты бывают с нижним и верхним расположением привода (рис. 2).

83. В каких случаях привод располагают внизу? Привод располагают ннизу только в том случае, когда машинное помещение невозможно разместить над шахтой.

84. В чем преимущества и недостатки нижнего и верхнего расположения привода? Верхнее расположение привода упрощает конструкцию лифта, уменьшает число перегибов каната, уве-личнная срок его службы. Длина каната уменьшается в 2—3 раза по сравнению с нижним расположением привода, повышается КПД лифтовой установки. Нижнее расположение привода приводит к повышению нагрузок на шахту, увеличивает длину канатов, делает необходимой установку дополнительных отклоняющих блокон в т. д.

85. В каких шахтах устанавливают лифты? Лифты устанавливают в глухих (кирпичных, железобетонных) или в металлокаркасных шахтах.

86. Где у лифтов расположены аппараты управления? Аппараты управлевия могут быть расположены: при внутреннем управлении—в кабине; при наружном управлении — на посадочной (загрузочной) площадке обслуживаемых лифтов; при смешанном управлении —в кабине а на посадочных (загрузочных) площадках.

Рис. 2. Кинематические схемы лифтов
а, б. д, з — нижнее расположение лебедки; в. г. е. ж, и. к — верхнее расположение лебедки; 1 — кабина; 2 — блока; 3 — лебедки; 4 — противовесы

Для снижения скорости перед остановкой используются специальные переключатели скорости, которые выдают соответствующие импульсы в нужный момент времени.

Автоматика лифтов

Главное отличие между лифтами и простыми подъемниками – возможность первых находиться в большом количестве фиксированных положений. При этом после каждой остановки необходимо решение логической задачи о последующем перемещении.

Сегодня эти функции выполняют логические микросхемы и микропроцессоры.

С их помощью осуществляется контроль над месторасположением кабины, определение времени, необходимого для торможения, точной остановки на нужном этаже и включения автоматической системы открывания/закрывания дверей. Они же отвечают и за защиту электроприводов.

Сигналы, которые задают программу движения, могут поступать при этом как из кабины, так и с лестничных площадок. При этом схема их обработки может быть раздельной или же собирательной.

В первом случае система реагирует на первый поступивший сигнал, и игнорирует во время его выполнения на все последующие. Собирательный же принцип предполагает восприятие уже нескольких команд, и их выполнение в оптимальной последовательности.

Управление лифтами основано на поэтажном тактовом опросе, причем наибольшее распространение получил маятниковый принцип, предполагающий сканирование как снизу вверх, так и в обратном направлении.