曳引式家用电梯设计方案探讨.doc

曳引式家用电梯设计方案探讨
Discussion on the Traction Home Lift Design
■文/广东菱王电梯有限公司 周国强、钟兴浓

摘要：介绍了GB/T21739-2008《家用电梯制造与安装规范》对曳引式家用电梯的设计要求；讨论了曳引式家用电梯的曳引机、门系统以及电梯功能的选择方法；列举了曳引式家用电梯的一些井道布置方案，并分析了各自的特点。
关键词：曳引式家用电梯；曳引机；门系统；功能；井道布置
Abstract：This paper introduces the design requirement of the traction home lift in GB/T21739-2008“Rules for the construction and installation of home lifts”，discusses the selection of its machine，door system and function and analyzes some well layouts of the traction home lift.
Key words：traction home lift；traction machine；door system；well layout

家用电梯井道空间比较有限，例如有限的井道平面尺寸、有限的顶层高度、有限的底坑深度（有的甚至无底坑），通常情况下，不可能建造电梯机房。如何给家用电梯提供一个适当的设计方案，从而满足用户舒适、便利和个性化的需求，是每位电梯设计者要竭尽全力承担的责任。
家用电梯的驱动系统主要采用液压驱动和钢丝绳曳引驱动方式。液压驱动的家用电梯成本造价比较高，使用时间长了以后还可能存在维护困难、容易产生油污等问题。因此钢丝绳曳引驱动的家用电梯有后来居上的趋势，越来越受到用户欢迎。如何恰当地确定曳引式家用电梯的设计方案呢？笔者将从以下几个方面分别谈一些体会。

1 GB/T21739-2008《家用电梯制造与安装规范》的相关要求
首先，应熟悉国家标准GB/T21739-2008《家用电梯制造与安装规范》的相关要求，特别是一些与确定方案相关的特定性的标准条文。现笔者从中作如下摘录，供读者参考。
（1）家用电梯的额定速度不应大于0.4m/s，对于无轿门的家用电梯额定速度宜不大于0.3m/s；
（2）轿厢的行程（提升高度）不应超过12m；
（3）额定载重量不应大于400kg；
（4）家用电梯安装在私人住宅中，仅供单一家庭成员使用，它也可以在非单一家庭使用的建筑物内，作为单一家庭进入其住所的工具，但是建筑物内的公众或其他居住者无法进入和使用；
（5）轿厢的净装载面积（扶手所占面积也应计算在内）不应超过1.6㎡；
（6）导靴和悬挂端接装置的最高部位与轿顶垂直投影范围内井道顶最低部件之间的垂直距离不小于0.10m；
（7）固定在轿顶上的设备最高部件与轿顶垂直投影范围内井道顶最低部件之间的垂直距离不小于0.3m；
（8）轿顶站立区域最高水平面与井道顶部最低部件之间的垂直距离（未装机械阻止装置）不小于1.00m；
（9）轿厢压在完全压缩的缓冲器上时，轿厢底部最低部件与底坑地面之间的垂直间距不小于0.10m。底坑中轿厢垂直投影范围内所固定的最高部件与轿厢的最低部件（除护脚板、导靴外）之间的垂直距离（未装下机械阻止装置）不小于0.30m。

2 曳引式家用电梯的配置
2.1曳引机的选择
由于一般的家用电梯的顶层造型不具备顶层机房的结构，所以一般的曳引式家用电梯都采用无机房的形式。由于井道空间的局限，曳引机宜选用体积较小的永磁同步曳引机，而永磁同步曳引机一般又有用在1：1或2：1悬挂比的情况。1：1悬挂比时，传动结构简单，但所对应的曳引机造价较贵，不利于市场竞争与推广；而2：1悬挂比时，虽然传动结构稍微复杂，但所选的曳引机的造价便宜较多。所以，笔者倾向于在2：1悬挂比的情况下选用对应的永磁同步曳引机。
2.2门系统的选择
家用电梯的门系统一般为电动的水平滑动门系统和手动的折叠轿门配以外敞式铰链层门。由于手动式的门使用不太方便，特别是对老人、小孩、残障人不方便，故笔者倾向于使用电动的水平滑动门，而传统的中分门或双折旁开门系统技术成熟，也便于采购。
2.3家用电梯的功能选择
家用电梯必须考虑的功能有以下四种：
（1）停电应急平层功能：由于家用电梯使用环境的特殊性，一旦发生停电关人事件，救援很可能不像在公共场所那么及时，所以家用电梯必须有停电应急平层功能。
（2）外线电话接入功能。由于家用电梯使用环境的特殊性，电梯发生故障时，特别是困人时，必须考虑使用外线电话进行报警或求援。
（3）扶手式操纵箱。由于家庭内有小孩，也可能有残疾人，为了方便起见，家用电梯一般要设置扶手式操纵箱以方便操纵。
（4）残障人用梯功能。如果家庭中有残障人或者应业主的要求，家用电梯要考虑方便轮椅进入、盲文按钮、语音报站中的某些功能。
家用电梯根据具体情况可不要的功能有以下两种：
（1）全集选控制功能。由于家用电梯提升高度不大于12m，楼层数较少，用信号控制完全能满足要求，不一定非要用高度自动化控制的全集选控制。
（2）自动返基站功能。由于家用电梯使用人员较少，为了更有效、更方便地服务业主，没有必要设置自动返基站功能。

3 曳引式家用电梯（悬挂比2：1）的井道布置
井道布置需要尽可能满足业主对家用电梯在诸如额定载重量、额定速度、轿厢尺寸、开门尺寸等方面的要求，还需考虑底坑的深度及顶层的高度。因此，需要对曳引式家用电梯进行多种结构、多种传动方式的设计。下面笔者例举了9种结构及传动方式的井道布置的情况，并阐述它们各自的特点。
（1）图1、图2所示是两个背包架式轿厢结构的井道布置方案，分别用于后对重、中分门或者用于侧对重旁开门。特点：适应极小的底坑（甚至无底坑）、较小的顶层的情况。缺点是轿厢受力情况非常不好，需要经常调整导靴以保持舒适感，并且在相同的轿厢尺寸的情况下，所需要的井道平面尺寸较大。

图1 背包架式轿厢结构的井道布置方案一

图2 背包架式轿厢结构的井道布置方案二

（2）图3所示的井道布置方案是较常见的一种无机房结构的布置方案。特点：轿厢受力，特别是左右方面的受力稍差，设计通道门时难以实现，并且井道需要较深的底坑。总之，它不是一种理想的方案。

图3 一种典型的无机房井道布置方案
（3）图4所示的是一种轿底轮打斜布置的井道布置方案。特点：轿底轮打斜布置，可以进行后对重的布置，井道平面的利用率较高，需要的顶层高度较小，但需要的底坑深度较深。

图4 一种轿底轮打斜布置的井道布置方案

（4）图5、图6所示的是“江浙”一带一种典型的无机房井道布置方案。特点：井道平面的利用率非常高，能很方便地实现通道门的方案，并且轿厢受力情况比较理想。唯一的缺点是需要的底坑深度较深。这是一种比较理想的设计方案。

图5 流行于“江浙”一带的井道布置方案一

图6 流行于“江浙”一带的井道布置方案二

（5）图7、图8、图9所示为主机下置式井道布置方案。特点：有时候由于顶层的特殊环境，例如不允许有噪音，不方便检修，就需要采用主机下置式布置方案。这些方案轿厢受力好，也能很方便地设计为通道门。最大的缺点是底坑深度较深，井道平面的利用率低。

图7 主机下置式井道布置方案一

图8 主机下置式井道布置方案二

图9 主机下置式井道布置方案三

4 结语
综上所述，曳引式家用电梯应在配置上、功能上充分满足用户个性化的需求。我们要结合每个井道的具体实际情况，根据相应的国家标准给用户提供一个最适宜的方案。额定载重量、额定速度、最大提升高度、个性化的配置及功能要求、有限的井道空间等，既是限制无机房家用电梯使用的约束条件，也是促进电梯技术发展的动力。

参考文献
[1] GB/T21739—2008《家用电梯制造与安装规范》；
[2] GB7588—2003《电梯制造与安装安全规范》。