Транспортирующие устройства

Лекция 16

Лифтом называется стационарная подъемная машина периодического действия, предназначенная для подъема и спуска людей и (или) грузов в кабине, движущейся по жестким прямолинейным направляющим, у которых угол наклона к вертикали не более 15 градусов.

Лифты перемещают пассажиров, автомобили в многоэтажных гаражах, товары в магазинах и торговых центрах, обеспечивают работу судов речного и морского флота, применяются на большегрузных транспортных и пассажирских самолетах.

Массовая перевозка людей всех возрастных категорий предъявляет повышенные требования надежности и безопасности работы лифтов.

В нашей стране контроль за безопасностью работы лифтового оборудования осуществляет Комитет по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору (Госгортехнадзор).

Госгортехнадзор разработал Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов (ПУБЭЛ), которые регламентируют деятельность проектных, монтажных и эксплуатирующих организаций.

Существует большое разнообразие лифтов, различающихся по назначению и конструктивным особенностям.

Классификация лифтов

По назначению можно выделить следующие типы лифтов:

- пассажирский - предназначен для подъема и спуска людей;

- грузопассажирский - предназначен для транспортировки пассажиров и грузов, имеет увеличенные размерами площади пола и дверного проема;

- больничный - предназначен для подъема и спуска больных, в том числе и на специальных транспортных средствах в сопровождении медперсоналом;

- грузовой - предназначен для подъема и спуска грузов;

- грузовой малый - для подъема и спуска небольших грузов с размерами кабины, исключающими возможность транспортировки людей;

- специальный (нестандартный) – предназначенный для особых условий применения и изготавливаемый по специально разработанным Техническим условиям.

По типу привода подъемного механизма:

- лифты электрические с приводом от электродвигателя переменного или постоянного тока;

- лифты гидравлические с приводом в виде подъемного гидроцилиндра или лебедки с гидродвигателем вращательного типа.

По конструкции механизма передачи движения кабине:

- лифты канатные, кабина которых перемещается посредством тяговых канатов лебедки;

- лифты цепные, реечные и винтовые, в которых движение кабины осуществляется посредством тяговых цепей, системы винт-гайка или приводная шестерня-зубчатая рейка.

По способу передачи движения от канатоведущего органа лебедки тяговым канатам:

- лифты с барабанной лебедкой;

- лифты с канатоведущим шкивом (КВШ).

По способу воздействия канатов на кабину:

- лифты с верхней канатной подвеской кабины;

- выжимные, в которых тяговые канаты охватывают кабину снизу.

По схеме запасовки тяговых канатов:

- лифты с прямой;

- с полиспастной подвеской кабины;

- с канатным мультипликатором.

По расположению машинного помещения различаются лифты:

с верхним или нижним машинным помещением.

По конструкции привода лебедки:

лифты с редукторным и безредукторным приводом лебедки.

По величине скорости подъема кабины:

- лифты тихоходные - при скорости кабины до 1 м/с;

- лифты быстроходные - при скорости кабины с 1,4 до 2 м/с;

- скоростные - при скорости движения кабины 2 м/с и более.

По точности остановки кабины:

- лифты с системой точной остановки;

- без системы точной остановки.

Кинематические схемы лифтов

Схема запасовки канатов, согласно принятой в лифтостроении терминологии, называется кинематической схемой лифта.

На кинематических схемах приняты следующие обозначения: канатоведущий орган изображается окружностью с заштрихованной средней частью, отклоняющие блоки и контршкив - кружком малого диаметра без штриховки, кабина - большим прямоугольником, противовес – узким прямоугольником с поперечной штриховкой, подъемные канаты – прямой линией независимо от числа их параллельных ветвей.

Характерные кинематические схемы лифтов приведены на рис. 1.

Разнообразие вариантов кинематических схем отражает тот факт, что каждая из них обладает специфическими преимуществами.

Кинематические схемы лифтов

Схемы с барабанным канатоведущим органом (а, б) применяются при небольшой высоте подъема, так как она лимитируется ограничением по ка-натоемкости барабана. Их применение целесообразно в специальных лифтах повышенной грузоподъемности при небольшой высоте подъема и в тех случаях, когда по условиям установки размещение противовеса лифта практически невозможно.

Барабанный канатоведущий орган может применяться и при наличии противовеса и подвеске кабины на 1 или 2 канатах (в, г), однако, каких-либо преимуществ по сравнению с КВШ такая схема не имеет.

Неотъемлемой частью большинства кинематических схем лифтов является противовес (в-к).

Применение противовеса обусловлено двумя основными причинами:

• экономия энергии за счет уравновешивания силы тяжести кабины и части массы груза;

• обеспечение достаточных сил сцепления канатов с рабочей поверхностью шкива в лебедках с КВШ.

Наилучшими технико-экономическими показателями обладают лифты с верхним машинным помещением (б-з).

Преимуществами верхнего машинного помещения являются:

• уменьшенная нагрузка от подъемных канатов на несущие конструкции здания (или каркас шахты);

• уменьшенная необходимая длина и увеличенная долговечность канатов;

• увеличенный КПД подъемного механизма;

• сниженная стоимость лифта.

Схема с прямой подвеской кабины и противовеса (в) является наиболее простой и целесообразной для лифтов с верхним машинным помещением. Она обеспечивает наиболее высокий КПД подъемного механизма и долговечность канатов, так как исключается их перегиб на отклоняющих блоках.
При больших габаритах кабины, для обеспечения свободы перемещения противовеса со стороны противовесной ветви канатов устанавливается отводной блок (г). Отводной блок позволяет устанавливать лебедку в лифтах с различными поперечными размерами кабин. Наличие отводного блока позволяет уменьшить размеры и массу КВШ ценой некоторого уменьшения угла обхвата КВШ канатом и, связанного с этим уменьшения тяговой способности.
Для компенсации этого недостатка применяется схема с контршкивом, обес-печивающим двойной обхват КВШ канатами и одновременно выполняющим роль отводного блока (д). Однако, дополнительный перегиб канатов на контршкиве снижает их долговечность.

Схема с контршкивом, расположенным под КВШ, применяется при небольших габаритах кабины и повышенной грузоподъемности лифта (е).
Схема с полиспастной подвеской кабины применяется в тех случаях, когда по соображениям унификации, одна и та же лебедка используется в лифтах различной грузоподъемности или при необходимости увеличения грузоподъемности лифта (ж).

Схема с кабинным противовесом (з) применяется в тех случаях, когда необходимо несколько уменьшить требуемое окружное усилие КВШ и, тем самым, исключить возможность проскальзывания канатов.

Схема с нижним машинным помещением (а, и, к) облегчает эксплуатацию, ремонт лифтового оборудования и существенно снижает уровень структурного шума в несущих конструкциях здания.

К недостаткам схем лифта с нижним машинным помещением следует отнести:

• необходимость в дополнительном блочном помещении, расположенном над шахтой;

• уменьшение долговечности канатов и увеличение их количества;

• повышение нагрузки на конструкцию здания и увеличение капитальных затрат.

В результате из-за перечисленных недостатков схемы с нижним машинным помещением не получили широкого распространения. Они используются в конструкциях выжимных (тротуарных) лифтов и в тех случаях, когда необходимо снизить уровень шума в зданиях и сооружениях.

Техническая характеристика лифтов

Основными параметрами технической характеристики лифта являются: грузоподъемность, скорость движения и высота подъема кабины. Они регламентируются Государственными Стандартами (ГОСТ) на конкретный тип оборудования: «Лифты пассажирские обычные. Основные параметры и размеры», «Лифты больничные. Основные параметры и размеры» и т. п.

Грузоподъемность лифта определяется величиной массы наибольшего расчетного груза без учета массы кабины и постоянно расположенных в ней устройств.

Величина грузоподъемности задается из ряда стандартных значений, регламентируемых ГОСТ в зависимости от назначения лифта. Номинальную грузоподъемность пассажирского лифта определяют по принципу свободного заполнения, исходя из полезной площади пола кабины по таблицам, рекомендованным Правилами. Площадь пола кабины, занимаемая одной из створок распашных дверей при открывании, в расчет полезной площади не входит, так как створку двери нельзя закрыть, если на этом участке пола находится человек или груз.

Поскольку условия эксплуатации лифтов могут быть различными, и лифт может перевозить грузы различной массы и габаритов ГОСТ предусматривает ряд типоразмеров кабин для одной и той же грузоподъемности.

Лифты с увеличенной площадью пола кабины должны оборудоваться устройствами контроля и индикации 10% перегрузки.

Вместимость кабины лифта определяется в зависимости от ее грузоподъемности:

Е = Q / Q_П,

где Q - масса расчетного груза кабины, кг; Q_П = 80 кг - расчетная масса пассажира, кг (по европейским стандартам - 75 кг).

Различают номинальную, рабочую, предельную, ревизионную и остановочную скорости лифта.

Номиналь­ная скорость - это скорость, на которую рассчитан лифт. Ее величина назначается из стандартного ряда величин: 0,25; 0,5; 0,71; 1; 1,4; 1,6; 2; 2,8; 4, 5,6; 7; 8 м/с. Номинальные скорости современных лифтов массового приме­нения обычно находятся в диапазоне от 0,18 до 4 м/с.

Скорость свыше 4 м/с применяют крайне редко, так как быстрый подъем и опускание с большим перепадом по высоте неблагоприятно сказывается на самочувствии пассажиров, иногда вызывая болевые ощущения в слуховых органах. К тому же повышение скорости не всегда позволяет существенно увеличить производительность лифта. Лифты с высокими скоростями применяют в зданиях большой высоты. При этом для более эффективного использования этих лифтов нижние этажи (экспрессная, т. е. безостановочная, зона) не обслуживают. Для нижних этажей предусматривают более простые и дешевые лифты с меньшими скоростями. Максимальное значение скорости кабины гидравлического лифта, лифтов с винтовым и реечным приводами обычно не превышает 1 м/c, в силу своей специфики конструкции механизмов привода лифта, отсюда и их основное применение - для малоэтажных зданий.

Рабочей скоростью называют фактическую скорость лифта в эксплуатационных условиях. ПУБЭЛ допускается ее отклонение от номинальной не более чем на 15%. Она изменяется в зависимости от напряжения в электросети, массы полезной нагрузки, сопро­тивления подвижных частей лифта. Так как у электродвигателей, лебедок и других элементов лифтов технические данные различные, то рабочие скорости одинаково нагруженных лифтов отличаются от номинальных.

Предельная скорость лифта - это наибольшая скорость, при которой обязательно должны срабатывать устройства безопасности (ловители). Диапазон скоростей, при которых срабатывают ловители, находится в пределах между скоростью, на 15% превышающей номинальную скорость лифта, и предельной скоростью, назначаемой в зависимости от номинальной скорости лифта

Ревизионной скоростью называют скорость, при которой осматривают элементы лифта, расположенные внутри шахты, с крыши кабины. Ревизионная скорость должна быть не более 0,4 м/с, однако для лифтов с номинальной скоростью в пределах 0,71 м/с и с приводом, не обеспечивающим пониженную скорость (0,36 м/с), допускается осуществлять ревизию на номинальной скорости, но только при движении вниз.

Остановочной скоростью лифта - скорость, при которой включается механизм обеспечения требуемой точности остановки. При этой скорости лебедка электрического лифта обесточивается и затормаживается до полной остановки. Остановочная скорость характерна для лифтов с двухскоростными лебедками. Чтобы получить необходимую точность остановки кабины, перед остановкой лифт переводят со сравнительно высокой рабочей скорости на пониженную (остановочную).

Высота подъема определяется архитектурно-планировочным решением конструкции здания и рассчитывается как расстояние по вертикали между уровнями нижней и верхней посадочных площадок лифта.

Производительность пассажирских и грузовых лифтов определяет количество пассажиров или грузов, транспортируемых лифтом в одном направлении за один час. Она зависит от площади пола кабины и степени ее заполнения, времени входа и выхода пассажиров или загрузки и выгрузки грузов, высоты подъема и номинальной скорости лифта, от времени открывания и закрывания дверей и операций по управлению лифтом. Производительность лифтов используют для расчета пассажиро- или грузопотоков, грузоподъемности лифтов и количества их в здании. В общем цикле пассажирского и грузового лифтов с частыми остановками основной отрезок времени идет на операции, связанные с остановками. Поэтому увеличение номинальной скорости лифта значительно удорожает его стоимость и не дает пропорционального повышения производительности.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКЦИИ И ПАРАМЕТРАМ ЛИФТОВ

Безопасность применения и надежность работы - основополагающие требования, на которых базируется проектирование, изготовление и эксплуатация лифтового оборудования. Эти требования нашли отражения в ПУБЭЛ, ГОСТ и Технических условиях на проектирование лифтов.

Наряду с указанными, к лифтам предъявляются следующие дополнительные требования: точность остановки относительно уровня этажной площадки; плавность движения кабины при разгоне и торможении; комфортабельность условий транспортировки пассажиров; общедоступность пользования лифтом; бесшумность работы; допустимый уровень электромагнитных помех работе систем радиосвязи и телевидения.

Точность остановки кабины определяется величиной разности отметок пола кабины и пола этажной площадки. Порог, образующийся в результате неточности остановки, представляет опасность для пассажиров и затрудняет погрузо-разгрузочные работы с применением напольного транспорта или монорельсовой системы загрузки кабины.

Неточность остановки определяется зависимостью тормозного пути кабины от массы груза и направления движения в момент торможения.

При торможении поднимающейся груженой кабины, остановка произойдет несколько ниже порога разгрузочной площадки, тогда как порожняя кабина пройдет больший путь и остановится выше этого уровня. При движении вниз будет наблюдаться обратная картина.

Точность остановки кабины (точность остановки) - расстояние по вертикали между уровнями пола кабины и этажной площадки после остановки кабины. Образующийся порог затрудняет посадку и высадку пассажиров и погрузочно-разгрузочные работы с помощью напольного транспорта, поэтому точность автоматической остановки кабины при эксплуатационных режимах работы должна быть в пределах ±35 мм.

Плавность движения кабины количественно определяется уровнем ускорения при разгоне и торможении подъемного механизма.

По нормам ПУБЭЛ максимальная величина ускорения (замедления) кабины в нормальных эксплуатационных режимах не должна превышать следующих значений:

для больничных лифтов - 1 м/с²;

для лифтов других типов - 2 м/с².

Максимальная величина замедления при остановке кабины нажатием кнопки «СТОП» - не должна превышать 9,81 м/с².

При посадке кабины на ловители или буфер в аварийных ситуациях допускаются ускорения до 25 м/с².

Эффект физиологического воздействия ускорений существенно зависит от времени их действия. Так, при времени действия ускорений менее 0,04 с, человеческий организм удовлетворительно переносит ускорения около 30-40 м/с². Поэтому ПУБЭЛ допускает кратковременное превышение ускорений замедления кабины.

Комфортабельность условий перевозки пассажиров определяется минимальной величиной времени ожидания лифта на посадочной площадке, плавностью и точностью остановки, отсутствием шума и вибрации в кабине, наличием хорошей вентиляции салона и достаточной освещенности.

Улучшение комфортабельности способствует красивая отделка кабины с хорошо продуманной гаммой цветов, создающей эффект увеличения объема салона кабины.

Общедоступность пользования лифтом предполагает наличие достаточно простой и понятной системы управления движением из кабины и этажных площадок, не требующей специальной подготовки пассажиров всех возрастных групп.

Бесшумность работы лифта обеспечиваются рядом мер по снижению уровня шума и предотвращению его распространения по несущим конструкциям здания. С этой целью, лебедка лифта и другие узлы оборудования лифта устанавливаются на амортизаторы и к их конструкции предъявляются повышенные требования относительно уровня шума и вибрации. Эти требования должны учитываться при проведении монтажных, профилактических и ремонтных работ.

РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И НЕОБХОДИМОГО ЧИСЛА ЛИФТОВ

Загрузка лифтового оборудования зданий и сооружений изменяется во времени по случайному закону. В зависимости от типа и назначения здания загрузка в течении дня может иметь характерные всплески интенсивности.

Так, например, в зданиях административного назначения и учебных заведениях график работы и расписание учебных занятий предопределяет характерные всплески интенсивности пассажиропотоков в начале и конце рабочего дня.

В жилых домах массовой застройки утренние и вечерние всплески интенсивности пассажиропотоков менее четко выражены.

Величину пассажиропотока принято определять числом пассажиров, следующих в одном направлении в расчетную единицу времени.

Для сравнения интенсивности пассажиропотоков в зданиях различного назначения служит показатель интенсивности 5 минутного потока, выражаемый в % от общего количества людей, пользующегося лифтом.

Принимаются следующие усредненные показатели интенсивности 5 минутного пассажиропотока:

жилые дома массовой застройки - 3-6%; гостиницы - 7-15%;

административные здания - 14-20%;

здания и сооружения общественного назначения - 15-20%; учебные заведения - 20-35%.

Расчет вертикального транспорта в жилых, административных зданиях и гостиницах производится для условия двустороннего пассажиропотока с учетом характера размещения лифтового оборудования и наличия экспрессных зон (часть высоты здания, где кабина движется без остановок) лифтового обслуживания.

Рассмотрим методику расчета вертикального транспорта на примере жилого здания средней этажности при двустороннем пассажиропотоке.

1) Величина расчетного пятиминутного пассажиропотока при неравномерной заселенности этажей

где а_i - заселенность i -го этажа здания; I - расчетная интенсивность пятиминутного пассажиропотока, %; n - число этажей обслуживаемых лифтом.

Заселенность первого этажа в расчет не принимается.

2) Расчетный часовой пассажиропоток

A_Р =12×К×А₅ чел/час,

где К - коэффициент, учитывающий нерегулярность пассажиропотока, связанную с заболеванием людей и отпусками (принимается 0,8-0,9).

3) Расчетный приведенный часовой пассажиропоток при движении кабины:

на подъем А_П =0,66×А_Р чел /час;

на спуск А_С = 0,34 × А_Р чел/час.

4) По исходным данным определяется категория качества лифтового обслуживания (пятибалльная системе оценки) и соответствующее ей значение величины интервала t_Н. Она принимается по специальным таблицам в диапазоне от 25 до 90 с в зависимости от степени престижности здания и оценки качества лифтового обслуживания.

5) Определяется расчетная скорость кабины лифта в зависимости от высоты подъема

Полученное значение скорости округлить до ближайшего, рекомендуемого ГОСТ для соответствующего типа лифта.

6) Расчетная вместимость кабины определяется в зависимости от принятого интервала с учетом интенсивности приведенного потока на подъем и спуск на подъем

на спуск

По каталогу изготовителя лифтов и большей величине расчетной вместимости выбирается фактическое значение вместимости кабины Е.

7) Время кругового рейса кабины

где H_B, м - вероятная высота подъема кабины лифта; h, м - путь движения кабины с неустановившейся скоростью при разгоне и замедлении; N_П, N_C - число вероятных остановок кабины при подъеме и спуске; V, м/с - расчетная скорость установившегося движения кабины; К_t - коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени; t₀, сек - затраты времени на ускорение, замедление и пуск лифта, на открытие и закрывание дверей кабины; t_П, сек - затраты времени на вход и выход пассажиров.

Расчет входящих в эту формулу величин производится следующим образом.

Величина вероятной высоты подъема

Н_В = (0,7 – 0,9) Н

где большее значение соответствует случаю равномерного заселения этажей.

Величина пути разгона, замедления кабины и технических затрат времени зависит от грузоподъемности и скорости движения кабины: для пассажирского лифта грузоподъемностью 320-1000 кг при скорости от 0,71 до 1 м/с h = 1,5 ¸ 2,0 м; t₀ = 10 ¸ 12с; для пассажирских лифтов со скоростью 1,4 м/с и 2 м/с h = 3 ¸ 3,5 м; t₀ = 12¸14 сек; при скорости 4 м/с h = 9 ¸ 10 м; t₀ = 14¸16 с.

Время входа и выхода пассажиров при движении вверх и вниз:

t_П = 2 E t₁ (g_П + g_C), сек,

где g_П = 0,66 ¸ 0,8 коэффициент заполнения кабины при движении на подъем; g_C = 0,34 ¸ 0,5 коэффициент заполнения при спуске кабины; t₁ =0,8 ¸ 2 с время входа и выхода одного пассажира, зависящее от ширины дверного проема (меньшие значения соответствуют ширине проема 1000 и более мм, а большие – соответствуют ширине дверного проема меньше 1000 мм).

Коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени при работе лифта определяется в зависимости от назначения здания: К_t = 1,05¸1,10 для жилых зданий; К_t = 1,10 ¸ 1,15 для гостиниц.

Число вероятных остановок при подъеме и спуске кабины

где N - число возможных остановок кабины на этажных площадках; g_П, g_С – величина коэффициента заполнения кабины при подъеме и спуске.

8) Производительность лифта при двустороннем пассажиропотоке

Р = 3600 (g_П + g_С) / Т, пас/час.

9) Необходимое число лифтов

n = T / t_H.

10) Коэффициент использования производительности лифтов

K_P = A_P / (P× n)

Рекомендуемые значения этого коэффициента составляют: Кp = 0,8 ¸ 1,0.

Дата добавления: 2014-01-04