磁懸浮式緩沖器設計方案論文

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1電梯的結構及安全事故的簡要分析

電梯是機、電一體化產品。包括機械部分、電氣部分和控制系統。從電梯各構件部分的功能上看，可以分為八個部分：曳引系統、導向系統、轎廂、門系統、重量平衡系統、電力拖動系統、電氣控制系統和安全保護系統。在安全保護系統中，包括制動器、安全鉗和緩沖器，緩沖器是電梯安全的最后一道防線，是電梯安全最基本的保障。通過對大量電梯事故的分析和總結，電梯事故的原因通常可分為電梯設計與制造、安裝、使用與維護幾個方面。我國的電梯制造起步很晚，20世紀五十年代國內才開始自行研制自己的電梯。好多隱患來自于使用了劣質的配件，如安全鉗、限速器等保障安全的配件。還有很多容易老化、集成化程度不高的電氣元件。這就使電梯的故障率增高。安裝的環節中，如果由一些不專業的工程隊或者沒有經過專業培訓的工程隊來安裝，同樣也會使電梯留下安全隱患。人們不合理的乘坐電梯，會使電梯無法正常運行，導致電梯故障。如在電梯內打鬧、推門、扒門等不合理的行為。

2磁懸浮技術在緩沖器上的設計

從對資料的大量查閱開始，要使簡單有效的原理支撐的設想轉化為具體能實際工作的模型并不是一蹴而就的事情。每個設想或者設計都存或多或少的紕漏，當紕漏達到一定程度時，便要從另一個角度去從新思考。單純的將磁懸浮原理生硬的套用在緩沖器上，只能說是一種簡要的設想。磁懸浮技術開始于20世紀90年代，是一項偉大的發明。磁懸浮技術是利用電磁力將物體無機械接觸的懸浮起來，該裝置由傳感器、控制器、電磁鐵和功率放大器等部分組成。磁懸浮技術并不是和它的原理：“同性相斥，異性相吸”這么簡單，還必須考慮磁力的大小，還有其它因素對磁力的影響，如溫度、電流、渦流等等。

2.1設計方案一

結構設計是一件復雜而又必須小心謹慎的工作，任何的瑕疵都可能使整體結構的瓦解。從一開始，設想在電梯井道的底部，將常規的液壓緩沖器替換成一個大的電磁鐵或者幾個相對小一點的電磁鐵。同樣在轎廂的底部也安裝相應的逆向電磁鐵，與井道中的電磁鐵相互作用，而對電梯達到減速的作用。實際上，這種看似可行的結構方案并不能很好的說服大家或者得到專家的認可。沒有準確的理論數據實驗支撐，只能把它定為初步設想。

2.2設計方案二

要設計出來的緩沖器是要使電梯失控時，將其速度逐步降低。那么，就要連續地對電梯進行作用。所以，就可以提出另外一種設想：在每個樓層之間都纏繞線圈，通電之后就會產生磁場，將電梯轎廂看做一個導體，做切割磁感線的運動。這樣轎廂就會產生一個與電梯運動反向相反的反作用力，從而使電梯能夠在失控時一直在做減速運動，降低電梯的動能。可是從經濟性和實際的結構設計和安裝來說，這個設想就會有很多紕漏。首先，大量的線圈會使電梯公司的成本增高，這個是電梯公司最不愿意做的事情。其次，還要制作絕緣層，防止漏電。而整個線圈在樓層之間的安裝也會成為工程隊的一個難題，再次加重了電梯公司的成本。

2.3設計方案三

磁懸浮列車的成功，是一個很大的啟示。列車能快速的行駛和平穩的停止，這位新的設想提供了技術上的支撐。電梯井道和鐵路一樣，都有相應的導軌。電梯井道的導軌安裝在井道的內壁上，導軌的橫截面為“丁”字形，剛性強度高，可靠性高，能承受電梯超速事故時制停電梯的受力。導靴與導軌相對應，導靴分為滑動導靴和滾動導靴兩類。滑動導靴一般是由帶凹形槽的靴頭，靴體和靴座組成。在靴頭凹槽部分中一般鑲由耐摩擦的靴襯，靴頭可以固定也可以活動。滾動導靴則用三個滾輪沿著軌道運行。根據磁懸浮原理，電梯導軌上裝上磁感應材料，同時在電梯導靴的凹形槽內裝上電磁鐵。導軌和導靴凹形槽內表面涂有耐高溫材料和絕緣材料，防止渦流產生的熱量對導軌和導靴的剛性強度產生影響。當電梯發生事故超速時，限速器發出相應指令，觸發安全鉗和緩沖器。在安全鉗無效阻止轎廂強制停止的情況下，再次觸發緩沖器通電并開始工作。在電梯下降的同時，電磁鐵及時工作發出足夠強大的磁場感應導軌上的特定磁感應材料，在磁感應材料表面產生渦流，進而產生和電梯轎廂運動相反方向的阻力，從而對電梯達到減速的目的。

3結論

本文從電梯的結構，電梯事故原因的簡要分析，提出了一種新的電梯緩沖器。根據磁懸浮原理，在電梯導軌和導靴之間利用電磁鐵和感應金屬片形成磁場相互作用，對電梯轎廂進行作用，保障電梯在失控時電梯內人員的安全。相比較常規的緩沖器，這種新型的緩沖器能更好的從源頭上將電梯速度降低，耗能少，更加安全。

作者:章佳佳張云鹍單位:中國石油大學