什么是电梯(lift or elevator)?
电梯是服务于规定楼层的固定式升降设备。
电梯具有至少一个轿厢,运行在至少两列垂直的倾斜角小于15°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构型式便于乘客出入或装卸货物。
电梯适合于装置在两层以上的建筑内,是输送人员或货物的垂直提升设备。
现代化的高楼大厦离不开电梯
电梯是高层建筑中最主要的垂直交通工具;
电梯井道空间在整幢大楼的整体建筑空间中占据相当大的比例;
电梯的能耗是整幢建筑能耗的重要组成部分;
电梯设备的日常维护和保养是高层建筑维保的核心任务之一。
在超高层建筑中,电梯的作用在一定程度上比建筑物本身更为重要!
高层建筑中的电梯群系统由一系列速度、载重量、提升高度和用途不同的电梯组成!
电梯的历史与发展-—电梯的雏形
早在公元前2600年,埃及人在建造金字塔时就使用了最原始的升降系统,这套系统的基本原理至今仍无变化:即一个平衡物下降的同时,负载平台上升。
我国劳动人民发明了辘轳,还有很多用于向高处提升重物的手动升降设备;
电梯的历史与发展—驱动电梯的出现
1852年,世界上第一台电梯在德国诞生,由电动机拖动,用于运送粮食;
1858年,以蒸汽机为动力的电梯在美国诞生,用于纽约的一台乘客电梯;
之后,阿姆斯特朗发明了水压梯,代替蒸汽机梯,这是现在液压电梯的前身;
这些电梯与现代电梯的本质区别在于,它们没有安全装置!
电梯的历史与发展—现代电梯的诞生
1854年,美国人奥的斯进行了安全装置的试验;
1857年,第一台具有安全装置的载人电梯问世;
1889年,奥的斯公司在纽约试制成功一台电力驱动蜗轮蜗杆减速的电梯。这一设计思想为现代化的电梯奠定了基础,它的基本结构至今任被广泛使用!
至此,现代电梯开始正式进入人们的日常生活,为不断升高的高楼大厦提供重要的垂直运输工具!
1900年,交流电机驱动电梯诞生,代替传统直流电机,之后又发展成为交流双速电梯,是电梯的速度和舒适性都有大幅提升。同年,第一台自动扶梯问世;(微信公众号:电梯)
1903年,曳引式电梯出现,代替传统的滚筒式驱动,提高了电梯的速度和安全性,减少了体积;
与此同时,又发展了发电机组,出现采用直流变压方式的直流电机,制成无齿轮变频直流高速电梯,使电梯的拖动性能更加改善;
1915年,电梯自动平层控制系统设计成功;
1933年,出现6m/s的高速电梯;
1949年,出现群控电梯。首批4~6台群控电梯,在纽约联合国大厦被使用;(微信公众号:电梯)
1953年,第一台自动人行道研制成功;
1955年,出现小型计算机(真空管)控制的电梯;
1962年,8m/s的超高速电梯投入市场;
1963年,制成无触点半导体逻辑控制电梯;
1967年,可控硅应用于电梯,使电梯拖动系统结构简化,性能提高;
1971年集成电路被应用于电梯,1972年出现数控电梯;
976年,微机开始应用于电梯,使电梯的电气控制,进入一个新的发展时期;
之后几年,又出现交流调频、调压电梯,开拓了电梯电力拖动的新领域,结束了直流电梯独占高速领域的局面;
1984年,日本推出了用交流电动机变压变频调速拖动系统(VVVF)电梯;
1989年,诞生了第一台直线电动机电梯;
近年来,永磁电机(PM)同步驱动的电梯已经成为市场的主流;
中国电梯的历史与发展
1907年,奥的斯公司在上海的汇中饭店(今和平饭店南楼)安装了2台电梯。这2台电梯被认为是我国最早使用的电梯。
1931年,华才林在上海常德路648弄9号内开设了华恺记电梯水电铁工厂,(微信公众号:电梯)从事电梯安装、维修业务。该厂成为中国人开办的第1家电梯工程企业。
1935年,位于上海的南京路、西藏路交口的9层高度的大新公司(今上海第一百货商店)安装了2台奥的斯公司的2台轮带式单人自动扶梯。这2台自动扶梯安装在铺面商场至2楼、2楼至3楼之间,面对南京路大门。这2台自动扶梯被认为是我国最早使用的自动扶梯。
1951年冬,党中央提出要在北京天安门安装1台我国自己制造的电梯,任务交给了天津(私营)从庆生电机厂。4个多月后,第1台由我国工程技术人员自己设计制造的电梯诞生了。该电梯载重量为1 000kg,速度为0.70m/s,交流单速、手动控制。
1952年,上海交通大学设置起重运输机械制造专业,还专门开设了电梯课程。1954年,上海交通大学起重运输机械制造专业开始招收研究生,电梯技术是研究方向之一。
1959年9月,公私合营上海电梯厂为北京人民大会堂等重大工程制造安装了81台电梯和4台自动扶梯。其中这4台AC2-59型双人自动扶梯是我国自行设计和制造的第1批自动扶梯,(微信公众号:电梯)由上海电梯厂与上海交通大学共同研制成功,安装在当时的北京火车站。
1967年,上海电梯厂为澳门葡京大酒店制造出直流快速群控电梯,载重量1 000kg,速度1.70m/s,4台群控,这是上海电梯厂最早生产的群控电梯。
1982年4月,天津市电梯厂、天津直流电机厂、天津蜗轮减速机厂组建成立天津市电梯公司。9月30日,该公司电梯试验塔竣工,塔高114.7m,其中试验井道5个。这是我国最早建立的电梯试验塔。
1985年8月,中国迅达上海电梯厂试制成功2台并联2.50m/s高速电梯,安装在上海交通大学包兆龙图书馆。北京电梯厂生产了中国第1台微机控制的交流调速电梯,载重量1000kg,速度1.60m/s,安装在北京图书馆。
1988年12月,上海三菱电梯有限公司引进技术生产了中国第1台变压变频控制电梯,载重量700kg,速度为1.75m/s,安装在上海市静安宾馆。
1998年10月28日,位于上海浦东的金茂大厦落成,它是中国最高的摩天大厦,世界第4高。楼高420m,88层。金茂大厦配置电梯61台,自动扶梯18台。2台三菱电机公司额定载重量2500kg、速度为9.00m/s的超高速电梯是当时我国额定速度最快的在用电梯。
1907年到1949年,中国(主要是上海)各大楼共安装了进口电梯不足2000台,其中没有一台是中国自己制造的。
1979年,建国以来30年间,全国生产安装电梯约1万台。这些电梯主要是直流电梯和交流双速电梯。国内电梯生产企业约10家。(微信公众号:电梯)
自二十世纪90年代中期,中国的电梯市场需求量迅猛增长,2000年以后,每年递增20~30%,2008年达到23万台,超过世界总量的1/3,已成为全球最大的市场。
电梯的未来
人性化与智能化
绿色电梯与和谐电梯
水平与垂直运输工具的结合
太空电梯
电梯的运行工作情况
电梯在垂直运行的过程中,有起点站也有终点站。对于三层以上的建筑物内的电梯,起点站和终点站之间还设有停靠站。
各层站的层外设有召唤箱,箱上设置有供乘用人员召唤电梯用的召唤按钮。而电梯(杂物梯除外)的轿厢内都设有操纵箱,其上设有与层站对应的按钮,供乘用人员控制电梯上下运行
。
电梯的运行类似公共汽车,在起点站和终点站(非固定)之间往返运行,在运行方向前方的停靠站上有顺向的指令信号,电梯到站能自动平层停靠开门下客或接客。
电梯的安全运行,必须有高素质的专业人员
电梯发生事故的原因
电梯的设计和制造有缺陷;
电梯的安装技术达不到要求,不符合安装质量规范;
缺少正常的维护,维修技术也达不到要求,电梯带病运行;
缺少严格的检查、检验和管理制度;
造作人员(也包括司机、维修和管理人员)违反安全操作规范;
无证人员上岗作业;
曳引电梯的基本结构
电梯的主参数
额定载重量:电梯设计所规定的轿内最大载荷
乘客电梯、客货电梯、病床电梯通常采用320kg、400kg、630kg、800kg、1 000kg、1 250kg、1 600kg、2 000kg、2 500kg等系列,载货电梯通常采用630kg、1 000kg、1 600kg、2 000kg、3 000kg、5 000kg等系列,杂物电梯通常采用40kg、100kg、250kg等系列。
额定速度:电梯设计所规定的轿厢速度
推荐乘客电梯、客货电梯、病床电梯采用0.63m/s、1.00m/s、1.60m/s、2.50m/s等系列,载货电梯采用0.25m/s、0.40m/s、0.63m/s、1.00m/s等系列,杂物电梯采用0.25m/s、0.40m/s等系列。而实际使用上则还有0.50m/s、1.50m/s、1.75m/s、2.00m/s、4.00m/s、6.00m/s等系列。
电梯的基本规格
1)电梯的用途或服务对象。
(2)电梯的主参数。包括电梯额定载重量、额定速度。(微信公众号:电梯)
(3)驱动方式。
(4)操纵控制方式。手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、并联控制、群控等。
(5)轿厢形式与轿厢尺寸。
(6)井道形式与尺寸。
(7)厅轿门形式。按开门方式可分为中分式、旁开式、直分式等;按控制方式可分为手动开关门、自动开关门等。
(8)开门宽度与开门方向。开门宽度是指厅轿门完全开启时的净宽度。根据开门方向确定左开门或右开门。
(9)层站数。电梯运行其中的建筑的层楼称为层,各层楼用以进出轿厢的地点称为站。
(10)提升高度和井道高度。
(11)顶层高度和底坑深度。
(12)机房形式。上机房、下机房、无机房等。
电梯的分类
按照驱动方式分类
交流电梯
交流单速,交流双速,交流调速,交流高速
直流电梯
直流快速,直流高速
液压电梯
柱塞直顶式,柱塞侧顶式
齿轮齿条电梯
螺杆式电梯
直线电机驱动的电梯
按照用途分类
乘客电梯
载货电梯
病床电梯(医梯)
服务电梯(杂物梯)
观光电梯
车辆电梯
船舶电梯
建筑施工电梯
其他(冷库电梯、防爆电梯、矿井电梯、电站电梯、消防电梯等)
按照额定速度分类
低速电梯
额定速度小于1m/s
中速电梯
额定速度为1m/s~2m/s
高速电梯
额定速度大于2m/s
超高速电梯
额定速度大于5m/s
按照有无司机分类
有司机电梯
无司机电梯
有/无司机电梯
按照操纵控制方式分类
手柄开关操纵
按钮控制电梯
轿厢外按钮控制,轿厢内按钮控制
信号控制电梯
集选控制电梯
并联控制电梯
群控电梯(微信公众号:电梯)
梯群的程序控制,梯群的智能控制
按机房分类(上置式、下置、侧置、有/无机房)
按轿厢分类(单或双轿厢)
按载重量分类(大吨位、小吨位)
特殊电梯
斜行电梯
双轿厢电梯(固定层距或可变层距)
TWIN电梯(一个井道中有两个独立轿厢)
轿厢可转移的电梯(奥特赛系统)
立体停车场用电梯
建筑施工电梯(施工升降机)
残疾人用垂直升降平台
楼道升降机和电动座椅