磁悬浮式缓冲器设计方案论文

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1电梯的结构及安全事故的简要分析

电梯是机、电一体化产品。包括机械部分、电气部分和控制系统。从电梯各构件部分的功能上看，可以分为八个部分：曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统。在安全保护系统中，包括制动器、安全钳和缓冲器，缓冲器是电梯安全的最后一道防线，是电梯安全最基本的保障。通过对大量电梯事故的分析和总结，电梯事故的原因通常可分为电梯设计与制造、安装、使用与维护几个方面。我国的电梯制造起步很晚，20世纪五十年代国内才开始自行研制自己的电梯。好多隐患来自于使用了劣质的配件，如安全钳、限速器等保障安全的配件。还有很多容易老化、集成化程度不高的电气元件。这就使电梯的故障率增高。安装的环节中，如果由一些不专业的工程队或者没有经过专业培训的工程队来安装，同样也会使电梯留下安全隐患。人们不合理的乘坐电梯，会使电梯无法正常运行，导致电梯故障。如在电梯内打闹、推门、扒门等不合理的行为。

2磁悬浮技术在缓冲器上的设计

从对资料的大量查阅开始，要使简单有效的原理支撑的设想转化为具体能实际工作的模型并不是一蹴而就的事情。每个设想或者设计都存或多或少的纰漏，当纰漏达到一定程度时，便要从另一个角度去从新思考。单纯的将磁悬浮原理生硬的套用在缓冲器上，只能说是一种简要的设想。磁悬浮技术开始于20世纪90年代，是一项伟大的发明。磁悬浮技术是利用电磁力将物体无机械接触的悬浮起来，该装置由传感器、控制器、电磁铁和功率放大器等部分组成。磁悬浮技术并不是和它的原理：“同性相斥，异性相吸”这么简单，还必须考虑磁力的大小，还有其它因素对磁力的影响，如温度、电流、涡流等等。

2.1设计方案一

结构设计是一件复杂而又必须小心谨慎的工作，任何的瑕疵都可能使整体结构的瓦解。从一开始，设想在电梯井道的底部，将常规的液压缓冲器替换成一个大的电磁铁或者几个相对小一点的电磁铁。同样在轿厢的底部也安装相应的逆向电磁铁，与井道中的电磁铁相互作用，而对电梯达到减速的作用。实际上，这种看似可行的结构方案并不能很好的说服大家或者得到专家的认可。没有准确的理论数据实验支撑，只能把它定为初步设想。

2.2设计方案二

要设计出来的缓冲器是要使电梯失控时，将其速度逐步降低。那么，就要连续地对电梯进行作用。所以，就可以提出另外一种设想：在每个楼层之间都缠绕线圈，通电之后就会产生磁场，将电梯轿厢看做一个导体，做切割磁感线的运动。这样轿厢就会产生一个与电梯运动反向相反的反作用力，从而使电梯能够在失控时一直在做减速运动，降低电梯的动能。可是从经济性和实际的结构设计和安装来说，这个设想就会有很多纰漏。首先，大量的线圈会使电梯公司的成本增高，这个是电梯公司最不愿意做的事情。其次，还要制作绝缘层，防止漏电。而整个线圈在楼层之间的安装也会成为工程队的一个难题，再次加重了电梯公司的成本。

2.3设计方案三

磁悬浮列车的成功，是一个很大的启示。列车能快速的行驶和平稳的停止，这位新的设想提供了技术上的支撑。电梯井道和铁路一样，都有相应的导轨。电梯井道的导轨安装在井道的内壁上，导轨的横截面为“丁”字形，刚性强度高，可靠性高，能承受电梯超速事故时制停电梯的受力。导靴与导轨相对应，导靴分为滑动导靴和滚动导靴两类。滑动导靴一般是由带凹形槽的靴头，靴体和靴座组成。在靴头凹槽部分中一般镶由耐摩擦的靴衬，靴头可以固定也可以活动。滚动导靴则用三个滚轮沿着轨道运行。根据磁悬浮原理，电梯导轨上装上磁感应材料，同时在电梯导靴的凹形槽内装上电磁铁。导轨和导靴凹形槽内表面涂有耐高温材料和绝缘材料，防止涡流产生的热量对导轨和导靴的刚性强度产生影响。当电梯发生事故超速时，限速器发出相应指令，触发安全钳和缓冲器。在安全钳无效阻止轿厢强制停止的情况下，再次触发缓冲器通电并开始工作。在电梯下降的同时，电磁铁及时工作发出足够强大的磁场感应导轨上的特定磁感应材料，在磁感应材料表面产生涡流，进而产生和电梯轿厢运动相反方向的阻力，从而对电梯达到减速的目的。

3结论

本文从电梯的结构，电梯事故原因的简要分析，提出了一种新的电梯缓冲器。根据磁悬浮原理，在电梯导轨和导靴之间利用电磁铁和感应金属片形成磁场相互作用，对电梯轿厢进行作用，保障电梯在失控时电梯内人员的安全。相比较常规的缓冲器，这种新型的缓冲器能更好的从源头上将电梯速度降低，耗能少，更加安全。

作者:章佳佳张云鹍单位:中国石油大学