О
ш.
KVB
VRF
>31-Л
ПРТ
WD
rt/iri
m
* I,uf
Wi.
'"'ГЛ
S.'jf
„'fine:
R»44,’,—
f аЧ>’
•f .li /Мн^л1 •. ' 1'7?" n v
1,1 к-?
;Йаксйай/МШ{!'К0тёАЬнйковВ';Ё



Архангельский Г.Г., Бабичев С.Д, Ваксман М.А.,
Котельников В.С.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ЛИФТЫ
под редакцией Г.Г. Архангельского
Допущено Министерством образования Российской Федерации в
качестве учебного пособия для студентов высших учебных
заведений обучающихся по специальности "Механизация и
автоматизация строительства" направления подготовки
дипломированных специалистов “Строительство”.
Издательство Ассоциации строительных вузов
Москва 2002
ББК 38.6.5
УДК 621.876
Рецензенты: кафедра подъемно-транспортных машин (зав.кафедрой проф.
д.т.н. А.В.Вершинский) Московского государственного технического университета; ака-
демик Академии проблем качества, директор института МОСЖИЛНИИПРОЕКТ, проф.
П.И.Чутчиков
Гидравлические лифты. Учебное пособие под общей редакцией Г. Г. Архан-
гельского. -М.: изд-во АСВ, 2002 - 346 стр. с иллюстрациями.
ISBN 5 - 93093 - 121 - 6
Учебное пособие посвящено рассмотрению устройства, принципа действия и ос-
нов проектирования гидравлических лифтов и гидравлических грузовых платформ.
Предназначено для студентов механических и электромеханических специальностей
машиностроительных, строительных высших и средних учебных заведений.
Материал пособия базируется на отечественном и зарубежном опыте проектиро-
вания, производства, монтажа и технического обслуживания гидравлических лифтов и
может представлять практический интерес для широкого круга специалистов лифтовой
отрасли.
Структура и содержание учебного пособия отражает многолетний опыт подго-
товки инженеров лифтовой специализации на факультете "Механизация и автоматиза-
ция строительства “Московского государственного строительного университета"(МИ-
СИ им. В.В.Куйбышева).
ISBN 5 - 93093 - 121 - 6
© Издательство АСВ, 2002
© Коллектив авторов, 2002
ПРЕДИСЛОВИЕ
Лифт стал неотъемлемой частью искусственно созданной среды обитания чело-
века технократической цивилизации.
Практически за одно столетие удалось создать полностью автоматизированную
систему внутреннего транспорта пассажиров и грузов в зданиях и сооружениях, которая
надежно функционирует, не требуя от людей специальных знаний и предварительной
подготовки.
В России, в странах ближнего и дальнего зарубежья успешно функционирует ог-
ромный парк лифтов различного конструктивного исполнения, который обеспечивает
нужды частного сектора, коммунального хозяйства, промышленных предприятий и
сложных сооружений общественного и специального назначения.
Расширяющиеся потребности общественного развития требуют непрерывного
совершенствования средств внутреннего транспорта зданий и сооружений на основе со-
временных научно-технических достижений.
Возрастающий парк лифтов и других средств ближнего транспорта (эскалаторов,
пассажирских конвейеров и многокабинных подъемников) требует непрерывного совер-
шенствования техники монтажа и технического обслуживания этих машин с целью по-
вышения надежности и безопасности применения.
Залогом успешного решения задач, стоящих перед лифтостроительными, мон-
тажными и эксплуатирующими лифты организациями, является наличие квалифициро-
ванных кадров, способных идти в ногу с достижениями науки и технологии.
Желая ответить на веление времени, сотрудники профилирующих кафедр фа-
культета механизации и автоматизации строительства МГСУ разработали и издали в
1999 году учебник "ЛИФТЫ" для вузов, готовящих специалистов по лифтовому и подъ-
емно-транспортному оборудованию.
Содержание книги в значительной степени отвечает задаче подготовки высоко-
квалифицированных специалистов лифтовой отрасли по вопросам проектирования,
монтажа и технического обслуживания лифтов с электроприводом переменного и по-
стоянного тока.
К большому сожалению, в учебнике "ЛИФТЫ" практически не рассмотрен до-
статочно распространенный и весьма перспективный вид лифтов с гидроприводом.
Настоящее учебное пособие "ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ЛИФТЫ" призвано допол-
нить содержание недавно вышедшего из печати учебника.
Книга рассчитана на студентов и специалистов, работающих в сфере проектиро-
вания, производства, монтажа, технического обслуживания и ремонта лифтового обору-
дования с гидроприводом.
Рассматривается широкий круг вопросов, связанных с особенностями проекти-
рования, монтажа и технического обслуживания гидравлических лифтов, которые в на-
стоящее время становятся весьма эффективным средством решения проблем внутрен-
него транспррта пассажиров и грузов в малоэтажных зданиях и сооружениях производ-
ственного и бытового назначения.
Особое внимание уделяется комплексу вопросов, связанных с устройством, рабо-
той и обоснованием выбора оборудования гидропривода, включая вопросы гидроавто-
матики системы управления работой лифта.
3
При подготовке учебника преимущественно использованы материалы зарубеж-
ных производителей гидравлических лифтов (GMV, MORRIS, HIDRAL, OTIS, KONE и
др-)-
В связи с наличием на российском рынке гидравлических лифтов зарубежного и
совместного производства, при весьма медленном освоении гидравлических лифтов
отечественными предприятиями, авторы были вынуждены обратиться к зарубежному
опыту, поэтому материал пособия в значительной мере отражает зарубежный техничес-
кий уровень производства гидравлических лифтов.
В настоящее время отечественные производители лифтового оборудования нача-
ли осваивать производство гидравлических лифтов с частичным использованием эле-
ментов и узлов гидравлического оборудования зарубежного производства. В связи с
этим возникают проблемы подготовки специалистов по монтажу, наладке и техническо-
му обслуживанию гидравлических лифтов, в которых применяются узлы зарубежного
производства. Это обстоятельство учтено при подготовке рукописи учебного пособия.
Наряду с гидравлическими лифтами в пособии рассматриваются гидравлические
подъемники автомобильных паркингов и производственных предприятий.
Использовались материалы немногочисленных литературных источников обще-
технического профиля.
Структура и содержание книги учитывает более чем двадцатилетиий опыт кафе-
дры "Строительные и подъемно-транспортные машины" факультета МиАС МГСУ по
подготовке специалистов лифтового профиля.
Научный редактор рукописи - академик Международной академии энергоинфор-
мационных наук (МАЭН), профессор кафедры "Строительные и подъемно-транспорт-
ные машины" МГСУ Архангельский Г.Г.
Главы 2, 3, 4, 7, 8, 9, 11 написаны профессором кафедры "Строительные и подъ-
емно-транспортные машины" МГСУ Архангельским Г.Г.
Главы 1, 5, 6, — академиком Академии проблем качества (АПК) Бабичевым С. Д.
совместно с проф. Архангельским Г. Г
Главы 10, 12 и 13 — академиком АПК Ваксманом М. А. и кандидатом техн, наук
академиком АПК Котельниковым В. С. совместно с проф. Архангельским Г. Г.
Авторы выражают благодарность рецензентам рукописи за ценные замечания и
рекомендации.
Авторы выражают также свою признательность зарубежным лифтостроитель-
ным фирмам, любезно предоставившим необходимую техническую документацию и
иллюстративные материалы.
Авторы будут благодарны частным лицам и организациям за отзывы и замечания
по содержанию впервые изданного учебного пособия по гидравлическим лифтам.
4
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1. История развития конструкции гидравлических лифтов.
Развитие любой отрасли хозяйственной деятельности человечества во все време-
на определялось побудительными причинами и достигнутым уровнем технологии.
С древних времен человек всегда стремился к созданию устройств и машин, что-
бы с минимальными усилиями, с использованием имевшихся источников энергии, под-
нимать самого себя и грузы.
Древние тексты и результаты археологических раскопок предоставляют тому
многочисленные свидетельства.
Подъемные устройства, приводимые в действие мускульной силой животных и
людей, использовались еще при строительстве египетских пирамид и храмовых соору-
жений Мексики и Латинской Америки. Фрагменты подъемников жилых зданий и соору-
жений встречаются на археологических раскопках Древнего Рима.
Первыми примерами простейших лифтов можно считать подъемные устройства,
применявшиеся в римском Форуме и Колизее для поднятия на арену гладиаторов, диких
зверей и оборудования, необходимого для проведения спектаклей. Упоминание об этом
мы находим в эпиграммах Марциала и в письмах Сенеки. Некоторое представление о
конструкции подобного лифта даёт старинная гравюра, приведенная на рис. 1.1.
В развалинах Колизея до настоящего времени сохранились противовесы из туфо-
вых глыб, которые использовались в конструкции подъемников первых веков новой
эры.
Рис. 1.1. Лифт для подъема гладиаторов, установленный в Риме в 50 году д.н.э.
По археологическим раскопкам можно было убедиться в том, что в центре рим-
ского Форума была построена система галерей с 12 лифтами, которые поднимались и
опускались примерно на 4 метра, и каждый из которых работал от лебедки с вертикаль-
ной осью, приводимой в движение 4 людьми.
5
В Колизее было установлено 32 подъемника для поднятия зверей до уровня аре-
ны. Для достижения требуемого сценического эффекта от одновременного появления
животных, подъемники приводились в действие гладиаторами, которые одновременно
отпускали противовесы, уравновешивающие грузовые платформы.
Первым вошедшим в Историю пассажирским лифтом можно считать подъемник,
установленный в 66 году н. э. во вновь отстроенном для императора Нерона дворцовом
комплексе "Золотой Дом". Этот канатный подъемник был рассчитан на транспортиров-
ку владыки Рима на высоту около 40 м с промежуточными остановками на этажах. Ка-
натная система подъемника приводилась мускульной силой рабов. Существует мнение,
что идею этой технической диковинки подсказал римлянам кто-то из пленных, захва-
ченных в парфяно-армянской войне 46-56 г. н. э.
Лично император внес усовершенствование в конструкцию подъемника, прика-
зав застелить приямок лифтовой шахты толстым слоем пуховых подушек, опасаясь, что
рабы могут взбунтоваться и перерезать пеньковый канат. Это решение послужило про-
образом современных устройств безопасности лифтов.
Сам принцип подъема с помощью пеньковых канатов был известен еще с доис-
торических времен. Однако безопасность подобной операции еще долгое время остав-
ляла желать лучшего: дефицитные канаты быстро перетирались, а груз при транспорти-
ровке рискованно раскачивался.
Неудивительно, что совершенствованием древних лифтов занимался Архимед (в
236 году до н. э.), а спустя три столетия его дело продолжил известный архитектор
Древнего Рима Витрувий, оставивший потомкам детальное описание "платформы для
перемещения по высоте воинов и грузов разных в крепостях”.
К середине VI века н. э. относятся письменные упоминания о канатном подъем-
нике в ближневосточном Синайском монастыре: его кабину приводили в движение ло-
шади или волы. Не менее интересными представляются многочисленные иллюстрации
"лифтов", которые появляются в средневековых рукописях. Средневековые подобия со-
временных лифтов хорошо сохранились во многих европейских городах.
В те неспокойные времена было безопаснее жить в окружении крепостных стен,
где поневоле возникала большая скученность людей и дома стали расти вверх, надстра-
иваясь вторым, третьим, а затем и более высокими этажами. Лестничные переходы ра-
ди экономии места делались предельно миниатюрными, так что перенос через них гро-
моздкой мебели того времени был практически невозможным. Для решения этой про-
блемы под самой крышей дома в стену стали вмуровывать прочный брус с канатным
блоком и воротом с пеньковым канатом, к которому крепилась грузовая платформа. Для
исключения раскачивания платформы и скручивания канатов к стене здания прикрепля-
лись вертикальные брусья, которые охватывались крючьями, закрепленными на задней
части платформы. Такая конструкция отдаленно напоминала современные панорамные
лифты, устанавливаемые на наружной стене здания.
Благодаря своей красоте, многоцветности и простоте приобрел известность изо-
браженный на миниатюре 1310 г. "барабанный лифт", с помощью которого страстная
красавица поднимает в замок, без видимых усилий, молодого менестреля (Рис. 1.2).
Следует упомянуть сложные и хитроумные подъемники, приводимые в движение
животными (Рис. 1.3) или работающими от гидравлической силы гравитационного ко-
леса, (Рис. 1.4), которое осуществляет возвратно-поступательное движение грузонесу-
щего органа с помощью ворота и реверсируемого водяного колеса. Эту конструкцию
можно считать предшественником гидравлического лифта.
6
Рис.1.2.Ручное подъемное
устройство, миниатюра 1300 года
Лифтовая техника в дальнейшем продолжала
совершенствоваться.
Около 300 лет назад французский академик
Вилаэр успешно оснастил покои короля Людовика
XIV "летучими креслами". Особы, удостоившиеся
высочайшей аудиенции, поднимались в располагав-
шийся на третьем этаже зал приемов стараниями
многочисленной прислуги, тянувшей кресла за неви-
димые гостям канаты.
В 1743 году по распоряжению Людовика XV в
Версальском дворце был установлен аналогичный
лифт для сугубо интимных целей. -
Наш государь-реформатор Петр 1 легко пере-
двигался по этажам пешком, а то и бегом, не чурал-
ся прогресса. В его петергофской резиденции был
установлен винтовой подъемник с выточенными из
дерева ходовыми винтами, который поднимал на се-
редину обеденного стола "тарели " с кушаньями,
приготовленными в цокольном этаже. Обратно
транспортировалась использованная посуда. Анало-
гичное устройство было установлено в 1710 году в
Покровском женском монастыре города Суздаль, где
томилась его опальная супруга Евдокия Лопухина.
Рис.1.3.Подъемники, приводимые в
движение животными
Рис. 1.4. Гидравлические подъемники
возвратно-поступательного движения
7
В развитие идей петровской поры наш "зело искусный механикус" Иван Кулибин
создал "винтовые подъемные и спускные кресла" для императорской резиденции в
Санкт-Петербурге, которые приводились в движение посредством гигантских деревян-
ных ходовых винтов.
Популярность подъемников существенно возросла. Обзавестись диковинной но-
винкой решили приближенные к трону вельможи в своих загородных резиденциях Кус-
ково и Архангельское.
В дальнейшем Кулибин предложил заменить мускульную силу крепостных слуг
гигантским подобием часового механизма.
Подъемники этого типа не получили дальнейшего распространения из-за дорого-
визны изготовления, оставаясь историческим курьезом.
Отмеченные выше факты единичного появления лифтов не отражали какой ли-
бо стойкой тенденции развития техники.
В те времена создание подъемников для транспортировки людей было продикто-
вано прихотью состоятельных людей и творческим воображением изобретателей.
История развития лифтостроения реально началась в конце 19 и начале 20 столе-
тия в связи с бурным развитием капитализма в Европе и Северной Америке.
Сосредоточение больших масс населения в городах и непрерывно возрастающая
стоимость земли привели к строительству зданий повышенной этажности, которые не
могли удовлетворительно функционировать без надежной системы внутреннего пасса-
жирского и грузового транспорта.
К этому времени в других отраслях хозяйственной деятельности появились до-
статочно компактные источники механической энергии: гидродвигатели, паровые ма-
шины, несколько позже - двигатели внутреннего сгорания и электрические машины.
Металлургическая промышленность успешно осваивала производство стального
проката и стальных канатов. Электротехническая отрасль освоила производство компо-
нентов систем телеграфной и телефонной связи, которые могли послужить основой для
создания релейно-контактной системы управления работой лифта.
Настоятельная потребность в лифтовом оборудовании зданий и сооружений на
фоне динамично развивающейся промышленности заложили реальную основу развития
лифтостроения.
XIX век подарил человечеству паровую машину, с помощью которой можно бы-
ло поднимать грузы значительной массы на высоту, недоступную для винтового подъ-
емника.
Инженерная мысль вернулась к хорошо знакомому канатному механизму подъе-
ма.
Первые подъемники, послужившие прототипом современных лифтов, появились
в США в 1850 году (лифт Уотермена ).
Впрочем, о лифте в нашем сегодняшнем понимании мы можем говорить лишь с
1854 года, когда на одной из выставок в городе Нью-Йорке было представлено изобре-
тение некого Элайши Грейвза Отиса, работавшего в то время мастером на фабрике по
выпуску металлических кроватей.
Подняв платформу с тяжелыми бочками, металлическими сейфами и собствен-
ной персоной на десятиметровую высоту, изобретатель обрубил канат, на котором она
висела.
Ослабление натяжения каната привело в действие массивный механический за-
хват, намертво упершийся в специальный выступ на стене. Падение огромной массы
8
груза было остановлено на пути не более нескольких дюймов.
Таким образом, вопрос безопасности вертикального транспорта получил принци-
пиальное решение.
Уже в 1857 году один из нью-иоркских предпринимателей рискнул оснастить
подъемниками Отиса свой многоэтажный универмаг и добился ошеломляющего успе-
ха.
В этот период кабины лифтов приводились в движение от паровой машины и
имели барабанную лебедку с пеньковым канатом.
В связи с высоким уровнем шума привод лебедки размещался в подвальной час-
ти здания.
Однако настоящее триумфальное шествие лифтов по планете началось только
спустя еще четверть века, когда Эндрю Холлидей из города Сан-Франциско предложил
заменить быстро изнашивающиеся пеньковые канаты более долговечными стальными
тросами.
В действительности, с самых первых лет 19-ого столетия на промышленных
предприятиях, размещавшихся на нескольких этажах зданий, стали широко применять-
ся грузовые лифты, которые, за исключением ловителей, уже обладали всеми свойства-
ми современных лифтов.
Эти лифты, которые назывались "трансмиссионными*', использовали энергию от
передаточного вала, от которого работали все машины завода. Две ременных передачи,
одна прямая и одна перекрестная, в зависимости от направления движения платформы,
в то время служившей кабиной, соединяли шкив, жесткозакрепленный на вышеупомя-
нутом валу, со шкивом, вращающим барабан, на который наматывались поддерживаю-
щие платформу тросы.
Рис. 1.5. Трансмиссионный лифт
Возникшая в некоторых районах США необходимость в максимальном использо-
вании производственных площадей послужила мощным толчком к созданию лифтов,
которые позволили более эффективно использовать многоэтажные здания и которые
могли приводиться в движение не трансмиссионным валом, а другим источником энер-
гии.
9
В 1855 году появился первый лифт, приводимый в действие автономной паровой
машиной. Этот лифт имел те же конструктивные характеристики, что и трансмиссион-
ные подъемники, применявшиеся на заводах.
Лифт подобного типа, предназначенный для поднятия пассажиров, был установ-
лен в 1857 году на Бродвее в Нью-Йорке.
Прокладка трубопроводов для подачи пара по улицам города обеспечила быстрое
распространение лифтов такого типа, поскольку для них теперь не требовался индиви-
дуальный паровой котел и, соответственно, решались все связанные с этим проблемы
шума, ремонта и эксплуатации.
Рис.1.6. Лифт гидравлический с
использованием воды от напорной
водопроводной сети города
Впрочем, высокие эксплуатационные
расходы, ограниченный ход кабины, связанный
с размерами барабана, на который наматыва-
лись тросы, ограниченная рабочая скорость (как
правило, такие лифты использовались для подъ-
ема на высоту не более 50 м со скоростью при-
мерно 0,25 м/сек.), а также многочисленные не-
счастные случаи, вызванные неисправностью
ременной передачи или остановкой кабины на
крайнем этаже, - все это послужило причиной
для поиска, во-первых, альтернативных источ-
ников энергии, а во-вторых, других инженерных
решений конструкции лифтов.
В 1867 году француз Леон Эду (Leon
Edoux) представил в Париже первый лифт, в ко-
тором для поднятия кабины использовалась
энергия находящейся под давлением воды, по-
ступающей из городской водопроводной сети.
В этой конструкции кабина была частич-
но уравновешена противовесом цилиндричес-
кой формы, подвешенном на цепях внутри гид-
роцилиндра.
Аналогичная конструкция была предло-
жена британскими инженерами. С 1871 года по
1977 в Лондоне функционировала весьма раз-
ветвленная сеть "водопровода высокого давле-
ния", которая обслуживала гидропривод подъ-
емников, промышленное оборудование и гид-
равлические подъемные краны на реке Темза.
Низкая стоимость энергии и другие пре-
имущества системы, которая обеспечивала бо-
лее мягкие пуск и замедление, приемлемую точ-
ность остановки на этажах, даже при довольно
высокой рабочей скорости, и бесшумность в ра-
боте способствовали ее быстрому распростра-
нению. В связи с этим такой тип лифтов господ-
ствовал в мировой практике, практически без-
раздельно, до начала 20 века.
10
Первые гидравлические лифты представляли собой лифты прямого действия.
Кабина (Рис. 1.7) поддерживалась поршнем, длина которого была равна длине хо-
да лифта, и который перемещался под давлением воды из водопроводной сети в цилин-
дре, заглубленном в землю.
Рис. 1.7. Гидравлический лифта
прямого действия
Для увеличения грузоподъемности лифта
применялся противовес, уравновешивающий часть
силы тяжести массы кабины и поршня так, чтобы
на подвижные органы приходилась только та её
часть, которая необходима для обеспечения спуска
пустой кабины.
Наряду с использованием противовеса было
изобретено более или менее сложное оборудование,
позволяющее избежать больших изменений скоро-
сти при изменении загрузки кабины. По всей высо-
те шахты размещался специальный трос управле-
ния, который, как в трансмиссионных лифтах, про-
ходил внутри кабины.
Для перемещения кабины вверх достаточно
было потянуть вверх трос управления. При этом
отодвигалась заслонка, обеспечивая сообщение ци-
линдра с напорной магистралью водопроводной се-
ти.
Для спуска кабины трос управления тянули
вниз, вследствие чего заслонка отодвигалась, сооб-
щая цилиндр со сливом воды, и кабина спускалась
под действием силы тяжести.
Установкой троса в среднее положение до-
стигалась остановка лифта. Следует отметить, что в
лифтах этого типа сливаемая вода повторно не ис-
пользовалась.
После нескольких серьезных аварий, как, на-
пример, несчастный случай, происшедший в конце
19 века в Гранд Отеле в Париже, когда кабина ото-
рвалась от головки штока гидроцилиндра и разби-
лась при ударе о перекрытие лифтовой шахты, бы-
ли разработаны некоторые устройства безопаснос-
ти, о которых следует упомянуть.
Во избежание того, чтобы, вследствие по-
ломки поршня или его крепления к кабине, кабина
могла подняться вверх под действие противовеса и
сильно удариться о перекрытие шахты, платформа
кабины соединялась с низом поршня посредством
прочного троса, расположенного внутри самого
поршня.
На случай обрыва каната противовеса или аварийного увеличения скорости опу-
скания кабины в связи с нарушением работы механизма управления помимо установки
амортизаторов на дне ямы в приямке на корпусе цилиндра устанавливали предохрани-
тельный дросселирующий клапан, который, регулируя слив рабочей жидкости, управ-
лял скоростью опускания кабины.
Кроме того, появились изобретения, препятствующие тому, чтобы, в случае вы-
хода из строя органа управления, кабина не могла выйти за пределы лифтовой шахты, а
поршень - из цилиндра. Для этого нижней части поршня придавалась коническая фор-
ма, чтобы по достижению положения против сальника, в случае его негерметичности,
вода могла выходить из цилиндра, а лифт останавливаться.
В некоторых конструкциях лифтов, с той же целью в нижнем конце поршня де-
лалась широкая продольная канавка для выхода воды и остановки движения кабины.
Интересно отметить, что такой тип лифтов был признан чрезвычайно надежным,
и на долгое время в Великобритании и в других странах мира отказались от использо-
вания лифтов, в которых кабина поддерживалась тросами, качество которых в то время
оставляло желать лучшего.
Так, например, в 1908 году из 12 гидравлических лифтов, установленных в City
Investing Building в Нью-Йорке было 7 лифтов прямого действия. Они обладали грузо-
подъемностью 3000 фунтов (1360 кг), достигали скорости 3 м/сек., при высоте подъема
108 м. Масса подвижных частей составляла 18600 кг, а сам поршень имел диаметр 175
мм и весил 6400 кг.
Несмотря на наличие лифтов прямого действия со значительной высотой подъе-
ма, необходимость выкапывать в земле, а ино-
гда выдалбливать в каменистых породах, как,
например, потребовалось в городе Нью-Йорк,
отверстие, которое по длине могло вмещать
цилиндр, привела к уменьшению использова-
ния таких лифтов в 10-12 этажных зданиях и
явилась толчком к созданию гидравлических
лифтов непрямого действия.
В лифтах непрямого действия кабина
была подвешена на тросах, а длина хода пор-
шня принималась кратной величине высоты
подъема кабины.
Использовалось два варианта таких ус-
тановок.
В первом варианте (Рис. 1.8) шток пор-
шня действовал на ось подвижных блоков ка-
натного мультипликатора. При этом кабина
могла подниматься на большую высоту с
большой скоростью при относительно не-
больших перемещениях поршня.
Примером такого типа установок могут
послужить два гидравлических лифта, уста-
новленные в 1889 году в Эйфелевой башне в
Париже, в которых ход поршня составлял 10
метров, а высота подъема кабины лифта до-
стигала 116 метров при рабочей скорости 2
м/сек. и грузоподъемности 40 пассажиров. В
горизонтально расположенный гидроцилиндр
подавалась вода под давлением 50 кг/см2.
12
Рис. 1.9. Гидравлический лифт не-
прямого действия с зубчатой рейкой
Во втором варианте (Рис. 1.9) поршень со-
единялся с зубчатой рейкой, которая была связана с
зубчатым колесом, жестко закрепленным на бара-
бане, на который наматывались удерживающие ка-
бину тросы.
Как и в первом случае, кабина имела проти-
вовесы, а иногда предусматривалась также компен-
сация силы тяжести тросов, соединяющих кабину с
противовесом.
При использовании канатного мультиплика-
тора, для поднятия одного и того же груза следует
соответственно увеличить площадь сечения порш-
ня или давление жидкости. Так как вода подавалась
из напорной городской сети с установленной вели-
чиной давления, пришлось увеличивать рабочий
объем гидроцилиндра, что потребовало забора из
водопроводной сети большого количества воды.
Поэтому требовалось устанавливать на до-
статочной высоте резервуары большой емкости, ко-
торые могли бы удовлетворять высокие потребнос-
ти в воде, или объемные водосборники, где вода
держится под атмосферным давлением.
Водосборники соединялись с системой на-
сосов, приводимых в действие паровыми двигате-
лями или двигателями внутреннего сгорания.
На рубеже 1900 года широкое использование
гидравлических лифтов и связанный с этим очень
высокий расход воды настолько обеспокоили го-
родскую администрацию, что плата за воду была
существенно повышена.
Рост эксплуатационных расходов, сопровождающийся дороговизной и все боль-
шим усложнением установки гидравлических лифтов, послужил решительным толчком
к развитию электрических лифтов.
Низкая надежность стальных канатов и реальная опасность обрыва канатной
подвески стимулировала поиски конструктивных решений надежных устройств аварий-
ного включения ловителей кабины.
В 1878 году впервые был изобретен ограничитель скорости, автоматически вклю-
чающий ловители при аварийном превышении скорости движения кабины.
Параллельно с совершенствованием конструкции узлов безопасности лифтов
идет поиск соответствующих систем привода.
На смену паровым машинам и двигателям внутреннего сгорания приходит элек-
тропривод.
Уже в 1880 в Германии появляется первый электрический лифт Сименса с рееч-
ным механизмом подъема и приводом постоянного тока.
В 1889 году были установлены первые лифты с тяговыми канатами, работающие
от электрических двигателей.
13
В 1892 году по проекту Леонарда (Н. Ward Leonard) были установлены лифты с
двигателями постоянного тока по системе ГЕНЕРАТОР-ДВИГАТЕЛЬ, которая благода-
ря дальнейшим усовершенствованиям получила более широкое распространение в кон-
струкции скоростных лифтов, подъемных кранах и других видах промышленного обо-
рудования.
Использование червячных редукторов, внедрение в начале века канатоведущего
фрикционного шкива и развитие электрических двигателей переменного тока - сначала
с фазным ротором, а затем короткозамкнутого двигателя - положили конец золотому ве-
ку гидравлических лифтов, по крайней мере, в отношении их установки в высоких зда-
ниях.
Несмотря на трудности, связанные с поддержанием в допустимых пределах по-
грешности позиционирования на этаже, к преимуществам электрического привода, по-
мимо уже упомянутых экономических преимуществ, были отнесены значительно мень-
шие габариты и масса, большая простота установки и более экономичный расход энер-
гии.
К началу 20 столетия лифты с электроприводом заняли доминирующее положе-
ние, постепенно вытесняя лифты с другими системами привода.
Дальнейшее совершенствование конструкции лифтов базировалось на принятых
ранее основополагающих решениях и последующих достижениях науки и производства.
В послевоенные годы успешное развитие гидропривода на основе использования
минерального масла и научно-технических достижений, послужили новым толчком для
нового этапа развития и совершенствования конструкции гидравлических лифтов.
Расширению рынка гидравлических лифтов способствовало стремление горожан
переселяться в малоэтажные собственные дома за пределами крупных мегаполисов с
весьма неважной экологической обстановкой.
Современный гидравлический лифт является системой с замкнутой линией цир-
куляции рабочей жидкости.
При подъеме кабины жидкость забирается из резервуара и под давлением направ-
ляется насосом в цилиндр, тогда как при спуске - возвращается в резервуар под дейст-
вием силы тяжести.
В большинстве случаев кабина не имеет противовеса, что не требует установки
блоков в верхней части шахты, в связи с чем вся нагрузка воспринимается фундаментом
приямка и не передается на конструкцию здания.
В настоящее время гидравлические лифты находят применение не только при не-
обходимости поднимать большие грузы, но также используются в малоэтахных жилых
домах, а также во всех случаях, когда установка электрических лифтов невозможна из-
за ограниченного пространства.
Обычно кабина гидравлического лифта совершает не больше 6-7 остановок и
перемещается со скоростью 0,5 - 0,8 м/сек., хотя в некоторых случаях технические воз-
можности позволяют ей двигаться со значительно большей скоростью.
Один из самых больших гидравлических лифтов был недавно установлен в Ко-
лизее Нью-Йорка для обслуживания четырех этажей выставочных помещений в здании.
Это лифт прямого действия, который имеет грузоподъемность 34 тонны. Площадь каби-
ны 64 м2 (4,36 х 14,70 м) при высоте 4,60 м позволяет вмещать полностью загруженный
грузовой автомобиль с прицепом или яхту. Высота подъема составляет 19,05 м.
Кабина движется со скоростью 0,18 м/сек. под действием трех цилиндров с пор-
шнями диаметром 401 мм. Рабочее давление составляет 18,3 кг/см2. Четыре винтовых
14
насоса приводятся в действие четырьмя двигателями по 50 л. с., которые вращаются со
скоростью 700 об. /мин. и обеспечивают максимальную производительность около 4000
л/мин.
Следует отметить, что во избежание слишком высокого потребления энергии при
пуске, двигатели запускаются последовательно, один за другим, через интервал около 2
секунд.
Причинами, которые в большинстве случаев заставляют строителей предпочи-
тать гидравлический лифт электрическому, являются следующие:
*	для установки лифта не требуется машинное помещение;
*	возможность установки лифта при наличии только одной капитальной стены
здания;
♦	возможность установки лифта в новых и реконструированных зданиях в усло-
виях ограниченного строительного пространства;
♦	высокая надежность и простота конструкции;
♦	бесшумность работы, плавность хода кабины и высокая точность остановки;
♦	рабочие нагрузки лифта не передаются на конструкцию здания и воспринима-
ются полом приямка;
♦	возможность установки с различным расположением дверей кабины;
♦	возможность установки купе облегченной конструкции любой конфигурации по
требованию заказчика, включая возможность установки купе панорамного типа;
♦	простота монтажа, наладки и технического обслуживания;
♦	стоимость изготовления и монтажа гидравлического лифта не выше, чем для
электрического лифта с аналогичными параметрами.
1.2'Современное состояние, тенденции и перспективы дальнейшего совершенст-
вования гидравлических лифтов.
В настоящее время отмечается непрерывный рост парка лифтов при устойчивой
тенденции поиска новых конструктивных решений, отражающих требования рынка и
научно-технические достижения в различных отраслях промышленности.
Совершенствуются организационные формы и технические средства службы экс-
плуатации лифтов.
Серьезное внимание уделяется вопросам повышения производительности и каче-
ства монтажных работ.
Жесткая конкуренция, расширяющийся спектр потребностей заказчиков лифто-
вого оборудования служат хорошим стимулом поиска более эффективных технических
решений.
Отражением этой тенденции стало распространение конструкций лифтов с при-
водом переменного тока без машинных помещений, разработанных фирмой КОНЕ и
другими европейскими фирмами.
Гидравлические лифты плунжерного типа также не требуют машинного помеще-
ния и могут составить достойную конкуренцию электрическим лифтам при их установ-
ке в малоэтажных зданиях.
Весьма перспективной сферой применения гидравлических лифтов являются со-
временные многоярусные гаражи и паркинги.
15
Подобно лифтам электрическим, гидравлические лифты современных моделей
принципиально несущественно отличаются от своих старинных предшественников, за-
метно превосходя их по эксплуатационным возможностям благодаря современным до-
стижениям в области гидропривода, гидроавтоматики и промышленной электроники.
В мировой практике лифтостроения гидравлические лифты и специальные подъ-
емники занимают достойное место и имеют хорошие перспективы расширения рынка
сбыта. Этому в немалой степени способствует стойкая тенденция переселения людей из
крупных мегаполисов в индивидуальные жилища небольшой этажности за городской
чертой.
Выпуском гидравлических лифтов занимаются многочисленные европейские
фирмы, имеющие свои филиалы во многих районах земного шара.
Основными производителями узлов гидравлического оборудования является ита-
льянская фирма GMV, швейцарская Berenger Hydraulic AG, AXEL, HIDRAL и др., кото-
рые гарантируют высокое качество изготовления. Их продукция широко используются
лифтостроительными компаниями Европы и Америки.
От 30 до 70% (в зависимости от страны) мирового рынка составляют гидравли-
ческие лифты.
Жесткая конкуренция на мировых рынках вынуждает производителей гидравли-
ческих лифтов непрерывно повышать качество и расширять ассортимент выпускаемого
оборудования.
Изготовление современных гидравлических лифтов базируется на широкой коо-
перации и специализации производства.
Заметное отставание отечественного лифтостроения в области производства ги-
дравлических лифтов может быть успешно преодолено на основе частичного использо-
вания высококачественного гидрооборудования европейских фирм для создания гид-
равлических лифтов на наших базовых предприятиях.
Такой комбинированный подход позволит в кратчайшие сроки освоить массовый
выпуск гидравлических лифтов и будет способствовать организации производства вы-
сококачественного гидрооборудования и соответствующих систем управления на отече-
ственных заводах.
Можно отметить следующие основные тенденции совершенствования конструк-
ции гидравлических лифтов:
1	.Преимущественное применение лифтов, не нагружающих несущие конструк-
ции здания.
2.	Применение электродвигателей переменного тока с частотным регулировани-
ем для привода насоса гидроагрегата.
3.	Совершенствование системы гидроавтоматики на основе применения клапа-
нов и распределителей с электронным микропроцессорным управлением.
4.	Совершенствование системы датчиков контроля положения и загрузки кабины.
5.	Применение управляющих устройств, обеспечивающих постоянство скорости,
расчетную плавность хода и точность остановки кабины независимо от ее загрузки.
6.	Разработка технических средств, гарантирующих независимость скорости дви-
жения, ускорения замедления и точности остановки кабины от температуры рабочей
жидкости гидравлической системы.
7.	Совершенствование механических, электрических и гидравлических уст-
ройств, обеспечивающих безопасность применения лифта.
16
8.	Применение современных систем клапанов с электронным управлением, сис-
тем рекуперации энергии и принципа частичного уравновешивания подвижных частей
лифта в целях экономии энергии.
9.	Изменение концепции устройства гидравлических лифтов в целях повышения
их конкурентоспособности на рынке лифтовой продукции.
10.	Использование новых конструкционных материалов, включая композитные.
11.	Применение менее токсичной рабочей жидкости с целью уменьшения вредно-
го воздействия на окружающую среду.
12.	Разработка технических мер и устройств, обеспечивающих использование во-
ды в качестве рабочей жидкости гидропривода.
13.	Совершенствование системы фильтрации рабочей жидкости.
14.	Совершенствование методов проектирования и оптимизации параметров ги-
дравлических лифтов на основе применения ЭВМ и адекватных математических мето-
дов.
15.	Совершенствование технологии монтажа на основе применения современных
средств механизации и контрольно измерительных устройств с целью обеспечения вы-
сокого качества сборки и повышения надежности работы оборудования.
16.	Повышение эффективности работы службы эксплуатации на основе примене-
ния встроенной системы самодиагностики и компьютерной техники.
1.3.	Классификация, кинематические схемы и техническая характеристика гид-
равлических лифтов.
Общие положения и определения.
Лифт - стационарная подъемная машина периодического действия, предназна-
ченная для подъема и спуска людей и (или) грузов в кабине, движущейся по жестким
прямолинейным направляющим, у которых угол наклона к вертикали не более 15 гра-
дусов.
Лифт гидравлический - имеет аналогичное назначение и отличается тем, что
для движения кабины (платформы) используется гидропривод.
Гидравлический лифт современной конструкции является весьма эффективным
видом внутреннего транспорта в малоэтажных зданиях и сооружениях различного на-
значения.
Массовая перевозка грузов и людей всех возрастных категорий предъявляет по-
вышенные требования надежности и безопасности работы гидравлических лифтов.
В нашей стране контроль за безопасностью работы лифтового оборудования осу-
ществляет Комитет по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и гор-
ному надзору (Госгортехнадзор).
Госгортехнадзор разработал Правила устройства и безопасной эксплуатации
лифтов (ПУБЭЛ), которые регламентируют деятельность проектных, монтажных и экс-
плуатирующих лифты организаций.
Специальные разделы ПУБЭЛ посвящены гидравлическим лифтам.
В значительной степени аналогичные требования предъявляются к гидравличес-
ким лифтам национальными стандартами безопасности зарубежных стран.
Существует большое разнообразие гидравлических лифтов, различающихся по
назначению и конструктивным особенностям.
17
Классификация гидравлических лифтов
По назначению - пассажирские, грузопассажирские, больничные,
панорамные для элитных зданий и коттеджей, грузовые, специальные подъемные
платформы для автомобилей.
По принципу действия механизма подъема - лифты, оборудованные лебедкой
с гидроприводом вращательного типа, лифты плунжерного типа с подъемным гидроци-
линдром. Последний тип лифта получил наибольшее распространение в силу ряда не-
сомненных технико-экономических преимуществ.
Лифты с гидроцилиндром подразделяются на следующие виды.
По конструкции гидроцилиндра - с гидроцилиндром одностороннего или
двухстороннего действия; одноступенчатым или телескопическим.
По способу передачи движения от штока гидроцилиндра кабине - с гидроци-
линдром прямого действия и непрямого действия, с рычажным механизмом или с канат-
ным мультипликатором. Применение мультипликатора позволяет повысить скорость и
высоту подъема кабины в 2 и более раз.
По характеру расположения гидроцилиндра относительно кабины - с цент-
ральным, боковым и горизонтальным расположением.
Кинематические схемы гидравлических лифтов
Под кинематической схемой гидравлического лифта будем подразумевать схему
передачи движения от штока гидроцилиндра кабине.
В подавляющем числе случаев кабины гидравлических лифтов не уравновешива-
ются противовесом, так как их сила тяжести обеспечивает процесс опускания при соот-
ветствующем регулировании скорости слива рабочей жидкости из гидроцилиндра в бак.
Характерные кинематические схемы гидравлических лифтов представлены на
рис. 1.10.
В простейшем случае усилие со штока центрально расположенного гидроцилин-
дра непосредственно передается на нижнюю часть рамы каркаса кабины (рис. 1.10 а).
Гидроцилиндр располагается в специальной яме под полом приямка шахты. Рабочие на-
грузки от кабины и груза непосредственно воспринимаются штоком, работающим на
сжатие и передаются на опоры гидроцилиндра. Это обстоятельство практически исклю-
чает передачу нагрузок на конструкцию здания, что является несомненным достоинст-
вом такого типа лифта. Однако необходимость в специальном отверстии достаточной
глубины в ряде случаев оказывается неприемлемой (в скальных или сильно обводнен-
ных грунтах).
Схемы, представленные на рис. 1.10 Ь, с, не имеют указанного недостатка в свя-
зи с задним или боковым расположением одного или нескольких гидроцилиндров. В
этом случае все нагрузки воспринимаются фундаментом приямка шахты или специаль-
ным фундаментом, не связанным с конструкцией здания.
Необходимость увеличения скорости движения и высоты подъема кабины приве-
ла к широкому применению лифтов с канатными мультипликаторами (рис. 1.10 d, е, f).
При этом отпадает необходимость в увеличении производительности насосов гидроаг-
регатов и открывается возможность применения гидроцилиндров с небольшим ходом
штока. Последнее обстоятельство имеет некоторые экономические и технологические
преимущества. Как и при использовании гидроцилиндра прямого действия, рабочие на-
грузки лифта не передаются на конструкцию здания.
Схема с 4-х кратным мультипликатором, представленная на рис. 1.10 е, не полу-
чила широкого распространения в силу значительной податливости системы, приводя-
18
Рис. 1.10. Кинематические схемы гидравлических лифтов
щей к чрезмерным колебаниям уровня пола кабины при любом изменении нагрузки, что
весьма нежелательно для грузовых лифтов с повышенной точностью остановки. Обыч-
но используются двухкратные канатные мультипликаторы.
Применение телескопической конструкции подъемных гидроцилиндров прямого
действия позволяет существенно снизить глубину грунтовой ямы (рис. 1.10 g) или уве-
личить высоту подъема кабины (рис. 1.10 h, i, j).
19
Обычно применяются гидроцилиндры с двумя или тремя секциями, движение ко-
торых синхронизировано. Чаше всего телескопические гидроцилиндры применяются
без канатного мультипликатора. При центральном воздействии штока на кабину (рис.
1.10 g) длина хода кабины составляет 20 и 30 м, а при боковом - 7 и 10 м. (для гидроци-
линдров с 2 и 3 секциями, соответственно).
Применение лифтов со штоками гидроцилиндров, работающими на сжатие, вы-
зывает некоторые проблемы в связи с необходимостью обеспечения их продольной ус-
тойчивостью. В связи с этим появились конструкции лифтов, в которых штоки работа-
ют на растяжение (рис. 1.10 j, m, п). Существенным недостатком такой кинематики лиф-
та является передача рабочих нагрузок на перекрытие шахты, увеличение ее высоты и
усложнение технического обслуживания.
С целью сокращения расхода энергии на подъем массы кабины, штока и груза
были попытки использовать лифты, у которые противовес уравновешивает часть силы
тяжести кабины и штока (рис. 1.10 п). Необходимость в дополнительных отклоняющих
блоках и передача нагрузки на конструкцию здания лишает гидравлический лифт его
основных преимуществ, как лифта без машинного помещения, не нагружающего конст-
рукцию здания. По этой причине эта кинематическая схема лифта оказалась нежизне-
способной и применяется довольно редко.
На заре лифтостроения и в последующие годы делались попытки уменьшения
расхода энергии за счет использования гидравлических противовесов. Для этого жид-
кость в специальном резервуаре поддерживалась с помощью грузов под давлением,
уравновешивающим давление в подъемном гидроцилиндре при пустой кабине. Однако
это решение не получило дальнейшего развития.
Наряду с гидравлическими лифтами плунжерного типа в настоящее время широ-
ко применяются грузовые платформы ры-
чажного типа с автономной системой гид-
ропривода. Характерные варианты кине-
матических схем гидроподъемников этого
типа приведены на рис. 1.11.
Схема, представленная на рис. 1.11а
применяется в грузовых гидравлических
платформах с высотой подъема до 2 м. Уве-
личение высоты подъема достигается при
использовании последовательной системы
расположения рычагов (рис. 1.11b). Гидрав-
лические платформы увеличенной длины и
повышенной грузоподъемности изготавли-
ваются по кинематической схеме d.
Приведенные на рис. 1.11 варианты
подъемников имеют две симметрично рас-
положенные системы рычагов, располо-
женные с боковой стороны грузовой плат-
формы. На нижней раме располагается со-
ответствующее количество гидроцилинд-
ров и гидроагрегат с системой управления.
Рис.1.11. Кинематические схемы
гидравлических подъемников
20
Техническая характеристика гидравлических лифтов.
Основными параметрами технической характеристики лифта являются: грузо-
подъемность, вместимость, скорость движения и высота подъема кабины, производи-
тельность. Параметры лифта регламентируются Государственными Стандартами
(ГОСТ) России и национальными стандартами зарубежных стран на конкретный тип
оборудования.
Грузоподъемность лифта определяется величиной массы наибольшего расчет-
ного груза без учета массы кабины и постоянно расположенных в ней устройств. Вели-
чина грузоподъемности определяется из ряда стандартных значений, регламентируе-
мых ГОСТ в зависимости от назначения лифта.
Площадь пола кабины лифтов самостоятельного пользования определяется в за-
висимости от его грузоподъемности по Таб. 1 ПУБЭЛ.[ 21 ].
Допускается применение кабин с увеличенной площадью пола, если в кабине ус-
танавливается дополнительная перегородка с дверью, запираемой специальным клю-
чом. Запирание двери перегородки должно контролироваться конечным выключателем.
Поскольку условия эксплуатации лифтов могут быть различными и лифт может
перевозить грузы различной массы и габаритов, ГОСТ предусматривает ряд типоразме-
ров кабин для одной и той же грузоподъемности.
Лифты с увеличенной площадью пола кабины должны оборудоваться устройст-
вами контроля и индикации 10 % перегрузки.
Вместимость кабины лифта определяется в зависимости от ее грузоподъемнос-
ти:
где Q - масса расчетного груза кабины, кГ; Qn = 80 кГ - расчетная масса пасса-
жира, кГ. (по европейским стандартам - 75 кг).
Номинальная скорость кабины является скоростью установившегося движения
в нормальных условиях эксплуатации.
Расчетная величина скорости обосновывается результатами расчета вертикаль-
ного транспорта и зависит от высоты подъема.
Максимальное значение скорости кабины гидравлического лифта обычно не пре-
вышает 1 м/с за редким исключением, так как лифты этого типа обычно устанавливают-
ся в малоэтажных зданиях.
Приближенное значение величины расчетной скорости можно определить по
формуле[ 6 ]
К = —— м/с	(1-2)
20-=-30
где Н - расчетная высота подъема, м
Остановочная скорость - скорость, при которой включается механизм обеспече-
ния требуемой точности остановки.
Ревизионная скорость - скорость, при которой обслуживающий персонал осма-
тривают оборудование шахты лифта с крыши движущейся кабины. Для лифтов, имею-
щих номинальную скорость выше 0,71 м/с., допускается ревизия при движении со ско-
ростью не более 0,4 м/с.
Предельная скорость - это скорость кабины при срабатывании ограничителя
скорости механизма включения ловителей[ 6 ].
21
Расчетная высота подъема определяется архитектурно - планировочным реше-
нием конструкции здания.
Производительность лифта является весьма важным параметром лифта, зави-
сящим от грузоподъемности, скорости, высоты подъема, характеристик пассажиропото-
ка, схемы организации межэтажных перевозок и т.п. Она обычно определяется количе-
ством пассажиров или массой груза, транспортируемых за один час работы [ 6 ].
1.4.	Общие требования к конструкции и параметрам гидравлических лифтов
Безопасность применения и надежность работы - основополагающие требова-
ния, на которых базируется проектирование, изготовление и эксплуатация лифтового
оборудования. Эти требования нашли отражения в ПУБЭЛ, ГОСТ и Технических усло-
виях на проектирование лифтов. Специальные требования к гидравлическим лифтам
отражены в разделе 7, действуют в настоящих ПУБЭЛ и в европейском стандарте безо-
пасности EN 81-2. Более подробная информация относительно правил безопасной экс-
плуатации гидравлических лифтов будет отражена ниже в соответствующих разделах
текста, посвященных механической, гидравлической и электрической части лифтового
оборудования. Ниже приводятся требования, относящиеся к эксплуатационным харак-
теристикам.
Точность остановки кабины определяется величиной разности отметок пола ка-
бины и пола этажной площадки. Порог, образующийся в результате неточности оста-
новки, представляет опасность для пассажиров и затрудняет погрузо-разгрузочные ра-
боты с применением напольного транспорта или монорельсовой системы загрузки ка-
бины.
Неточность остановки определяется зависимостью тормозного пути кабины от
массы груза и направления движения в момент торможения.
При торможении поднимающейся груженой кабины остановка произойдет не-
сколько ниже порога разгрузочной площадки, тогда как порожняя кабина пройдет боль-
ший путь и остановится выше этого уровня. При движении вниз будет наблюдаться об-
ратная картина.
Точность остановки принято оценивать величиной полуразности тормозных пу-
тей кабины при движении в одном направлении с грузом и порожняком при движении:
А -1А ' hu
вниз - А = ±~—-
2
вверх - А = ±
(1.3)
где Лп , Лг - тормозной путь порожней и груженой кабины, соответственно.
Согласно рекомендации ПУБЭЛ точность остановки кабины должна выдержи-
ваться в пределах, не превышающих: для больничных лифтов и грузовых лифтов с мо-
норельсом ± 15 мм.; для остальных - ± 50 мм.
Современные системы гидропривода и автоматики реально обеспечивают более
высокую точность остановки.
Плавность движения кабины количественно определяется уровнем ускорения
при разгоне и торможении кабины гидравлического лифта в нормальных эксплуатаци-
онных и аварийных режимах.
По нормам ПУБЭЛ максимальная величина ускорения (замедления) кабины в
нормальных эксплуатационных режимах не должна превышать следующих значений:
для больничных лифтов -1м/с2; для лифтов других типов -2м/с2.
22
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 допускают-
ся ускорения до 25 м / с2.
Эффект физиологического воздействия ускорений существенно зависит от вре-
мени их действия. Так, при времени действия ускорений менее 0,04 с. человеческий ор-
ганизм удовлетворительно переносит ускорения около 30-40 м/с2. Поэтому ПУ БЭЛ до-
пускает кратковременное превышение ускорений замедления кабины.
Наряду с рассмотренными, к лифтам предъявляются следующие дополнитель-
ные требования: комфортабельность условий транспортировки пассажиров; общедос-
тупность пользования лифтом; допустимый уровень электромагнитных помех работе
систем радиосвязи и телевидения.
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 са-
лона и достаточной освещенности.
Улучшению комфортабельности способствует красивая отделка кабины с хорошо
продуманной гаммой цветов, создающей эффект увеличения объема салона кабины.
Общедоступность пользования лифтом предполагает наличие достаточно про-
стой и понятной системы управления движением из кабины и этажных площадок, не
требующей специальной подготовки пассажиров всех возрастных групп.
Бесшумность работы лифта обеспечивается рядом мер по снижению уровня
шума и предотвращению его распространения по несущим конструкциям здания. С
этой целью основные узлы оборудования гидравлического лифта устанавливаются на
амортизаторы и к их конструкции предъявляются повышенные требования относитель-
но уровня шума и вибрации. Эти требования должны учитываться при проведении мон-
тажных, профилактических и ремонтных работ.
Техническими условиями на проектирование лифтов регламентируется также
предельно допустимый уровень шума в помещениях, расположенных рядом с лифтом.
Соответствующие нормативные данные зависят от назначения и технологии использо-
вания соответствующего здания.
Снижение уровня электромагнитных помех может быть гарантировано хоро-
шим качеством экранировки источников помех электрооборудования лифта и установ-
кой высокочастотных фильтров во вводном устройстве электрической силовой цепи пи-
тания лифта.
1.5.	Конструкция и принцип действия гидравлических лифтов и грузовых
платформ
Основу конструкции гидравлических лифтов и грузовых платформ составляет
механизм подъема на основе гидроцилиндра, который действует на грузонесущий орган
непосредственно, через канатный или цепной мультипликатор; через рычажную систе-
му, обеспечивающую компактность конструкции и увеличение высоты подъема грузо-
вой платформы.
Движение штока или плунжера гидроцилиндра на подъем обеспечивается под
действием давления потока рабочей жидкости, которая поступает от гидроагрегата.
Опускание кабины лифта или грузовой платформы происходит под действием
сил тяжести, которая, воздействуя на шток или плунжер гидроцилиндра, обеспечивает
23
слив рабочей жидкости в бак через специальное управляемое клапанное устройство.
Последнее обеспечивает регулирование потока рабочей жидкости, поступающей в гид-
роцилиндр при подъеме и слив ее в бак при опускании груза, гарантируя требуемую ско-
рость установившегося движения, допустимый уровень ускорений и необходимую точ-
ность остановки на погрузочной площадке.
Система гидроавтоматики управления оборудуется защитными устройствами, ог-
раничивающими давление рабочей жидкости на допустимом уровне и предотвращаю-
щими возможность падения кабины (грузовой платформы) в случае аварийного разры-
ва напорного трубопровода или утечки жидкости через уплотнительные устройства.
Степень сложности гидропривода и системы управления определяется специфи-
ческими требованиями к конкретному типу гидравлического подъемного устройства с
учетом его назначения.
Гидропривод типового лифта включает подъемный гидроцилиндр той или иной
конструкции, соединенный одним или двумя трубопроводами с гидроагрегатом, в со-
став которого входит бак для рабочей жидкости, насос с электроприводом, клапанное
распределительное устройство гидроавтоматики с соответствующими устройствами бе-
зопасности.
Управление движением кабины лифта осуществляется посредством станции уп-
равления, взаимодействующей с системой гидроавтоматики и датчиками контроля по-
ложения кабины. На этажных площадках и в кабине устанавливаются соответствующие
вызывные кнопки и аппарат приказов.
Гидроагрегат и станция управления могут располагаться на удалении от шахты
лифта на 15 - 20 м в специальном закрываемом помещении небольших размеров. В свя-
зи с этим, гидравлический лифт не имеет специального машинного помещения, харак-
терного для лифтов с электроприводом.
Отличительной особенностью гидравлических лифтов массовых моделей являет-
ся установка купе на несущей раме консольного типа, которая перемещается по направ-
ляющим с помощью комбинированных башмаков, включающих опорные ролики и по-
верхности скольжения.
Поперечные силы, обусловленные консольной установкой купе и действующие
перпендикулярно плоскости направляющих, воспринимаются роликами.
Поверхности скольжения, оборудованные специальными пластмассовыми вкла-
дышами, воспринимают поперечные силы, действующие в плоскости направляющих.
Связанное с консольной установкой купе дополнительное увеличение сил сопро-
тивления движению башмаков кабины по направляющим компенсируется более удач-
ной компоновкой механического оборудования лифта, которая обеспечивает передачу
рабочих нагрузок непосредственно на приямок шахты и позволяет удовлетворять раз-
личные требования заказчиков к конфигурации, конструкции кабины и схеме размеще-
ния дверей.
При применении канатного или цепного мультипликатора параллельно основ-
ным направляющим кабины устанавливаются вспомогательные направляющие для го-
ловки штока с отклоняющими блоками, которые призваны исключить перекос в плун-
жерной паре гидроцилиндра. Для той же цели могут использоваться и направляющие
кабины.
Кабины и погрузочные площадки гидравлических лифтов оборудуются закрыва-
емыми дверями с ручным или автоматическим приводом, с замками и блокировочными
устройствами безопасности.
24
Рис.1.12. Современная конструкция гидравлического пассажирского лифта: 1-
гидроагрегат; 2 - станция управления; 3 - трубопровод; 4 - гидроцилиндр; 5 - тяговые канаты; 6 -
направляющие головки штока; 7 - кабина; 8 - подвижные блоки мультипликатора; 9 -
направляющие кабины; 10 шахтная дверь; 11 - упор; 12 - неподвижные блоки мультипликатора
На гидравлических лифтах устанавливаются ловители, которые включаются от
ограничителя скорости или специальным электромагнитным устройством, срабатываю-
щим при аварийном превышении скорости опускания кабины.
В гидравлических лифтах с противовесом могут устанавливаться ловители и ог-
раничители скорости двухстороннего действия.
Наряду с механической системой ловителей в гидравлических лифтах применя-
ются специальные устройства безопасности, являющиеся составной частью гидравли-
ческого оборудования.
Конструкция пассажирского гидравлического лифта представлена на рис. 1.12.
Отличительной особенностью рассматриваемой конструкции является боковое распо-
ложение гидроцилиндра с 4-х кратным мультипликатором, канаты которого 5 охватыва-
ют кабину снизу. Неподвижная часть канатов с правой стороны кабины крепится в верх-
25
ней части стены шахты с помощью пружинной подвески 10, обеспечивающей равно-
мерное распределение нагрузки по параллельным ветвям тягового каната. Другой конец
тягового каната закрепляется в приямке шахты у неподвижных блоков 3 мультиплика-
тора. Для исключения заклинивания в плунжерной паре гидроцилиндра головка плун-
жера 7 вместе с подвижными блоками 8 мультипликатора перемещается по специаль-
ным вертикальным направляющим. Верхний предельный уровень положения кабины
контролируется конечным выключателем, который реагирует на изменение силы натя-
жения вспомогательного каната с грузом 12.
Кабина данного варианта конструкции лифта особой специфики не имеет и пол-
ностью аналогична конструкции электрического лифта выжимного типа. Она переме-
щается по вертикальным направляющим 15, закрепленным на кронштейнах, установ-
ленных на боковых стенах шахты.
На направляющих крепятся шунты датчика замедления 13.
Под кабиной в приямке шахты установлен жесткий упор 16, взаимодействующий
с амортизатором на опорной части каркаса кабины.
Станция управления (контроллер) 1 вместе с вводным устройством и гидроагре-
гатом 2 размещается в закрываемом помещении ограниченных размеров сбоку шахты.
Гидроцилиндр 6 и гидроагрегат 1 связаны напорным трубопроводом 4.
Грузовые гидравлические платформы выпускаются различными зарубежными
производителями в двух основных модификациях: с рычажным механизмом передачи
движения от одного или нескольких гидроцилиндров и с канатным мультипликатором.
Применение рычажной системы обеспечивает компактность конструкции в ис-
ходном положении и достаточно большую высоту подъема груза при небольшом рабо-
чем перемещении штока гидроцилиндра.
Подачу рабочей жидкости в гидроцилиндр обеспечивает компактный гидроагре-
гат с системой управления, размещенной в нижней части конструкции грузовой гидрав-
лической платформы (рис. 1.13).
Рис.1.13. Гидравлическая грузовая платформа
Увеличение высоты подъема достигается за счет использования многоярусной
системы шарнирно - сочлененных рычагов. Рычаги изготавливаются из замкнутого про-
катного профиля, стальной полосы или имеют сварную коробчатую конструкцию.
26
Рис.1.14. Гидравлическая грузовая платформа
Для удобства управления применяется кнопочный аппарат, соединенный с гидро-
агрегатом электрическим кабелем.
Конструкция гидроагрегата и системы гидроавтоматики в значительной степени
аналогична применяемой в гидравлических лифтах.
В складских помещениях и в механизированных гаражных комплексах успешно
применяются грузовые платформы с накатным мультипликатором и боковым
расположением гидроцилиндров (рис 1.14.)
27
2. РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ ГИДРОПРИВОДА
2.1.	Назначение рабочих жидкостей и предъявляемые к ним требования
Выбор жидкости, наиболее подходящей для передачи энергии, имеет первосте-
пенное значение для эксплуатационных характеристик, срока службы и экономичности
эксплуатации гидропривода.
Рабочая жидкость предназначена для передачи энергии от насоса гидроагрегата к
силовому гидроцилиндру механизма подъема лифта. Призвана обеспечить хорошие ус-
ловия смазки рабочих поверхностей трения, защиту деталей гидрооборудования от кор-
розии; отвод тепла и удаление продуктов износа из зоны трения.
Гидравлическая жидкость высокого качества должна обладать следующими свой-
ствами:
•	передавать энергию с малыми потерями и высоким быстродействием;
•	предохранять от коррозии поверхность деталей гидрооборудования;
•	иметь пологую вязкостно-температурную зависимость;
•	обладать повышенной химической стойкостью в рабочем диапазоне температур;
•	иметь достаточную долговечность сохранения исходных характеристик;
•	быть нетоксичной;
•	не быть агрессивной по отношению к уплотнительным устройствам;
•	иметь высокие диэлектрические качества;
•	не содержать механических примесей;
•	не поглощать и не выделять газов;
•	иметь высокий модуль упругости;
•	иметь малый температурный коэффициент расширения;
•	иметь высокую температуру вспышки и низкую температуру застывания;
•	не содержать легковоспламеняющихся составляющих;
«	обладать хорошей теплопроводностью.
В давние времена в гидравлических лифтах для передачи энергии на поршень ис-
пользовалась вода, которая обладает рядом положительных характеристик: низкая сто-
имость, не является горючим веществом и не токсична, имеет высокий модуль упруго-
сти.
Однако, вода обладала большими недостатками, что привело к поиску других
жидкостей, свойства которых отвечали бы приведенным выше требованиям.
К недостаткам воды следует отнести: отсутствие каких-либо смазочных свойств,
значительная окислительная способность в отношении металлов и в частности, стали,
которая широко применяется для изготовления гидравлических установок; низкая тем-
пература кипения, что приводит к образованию паров и опасности возникновения кави-
тации; высокая температура застывания, что, учитывая окружающие условия и опас-
ность, связанную с образованием льда, сильно ограничивает применение воды.
В последние десятилетия были созданы жидкости, обладающие большей или
меньшей огнестойкостью. Они состоят из эмульсий типа “вода в масле”, растворов во-
ды и гликоля, или из синтетических безводных жидкостей, например, фосфат-простые
эфиры или хлористые соединения, хлорированные углеводороды силикат - эфиры.
28
Огнеупорные свойства первых связаны с наличием воды, которая при выпарива-
нии гасит огонь и препятствует его распространению; и действительно, настоящее го-
рение жидкости происходит только после выпаривания всей воды. Во-вторых, в жидко-
стях огнестойкость определяется их химическим составом. Эти вещества, однако, хотя
они и не связаны с наличием воды, являются чрезвычайно токсичными, в особенности
их пары, что значительно ограничивает их использование.
Огнеупорные жидкости не нашли практического применения в области лифтово-
го оборудования. Исключая безводные жидкости из-за их токсичности, растворы вода -
масло или вода - гликоль обладают всеми упомянутыми выше недостатками, связанны-
ми с наличием воды. Кроме того, такие жидкости должны периодически контролиро-
ваться, т.к. содержащаяся в них вода, которая нагревается при работе лифта, имеет тен-
денцию к выпариванию. Отсюда возникает необходимость проводить титрование рас-
твора, чтобы убедиться в сохранении огнеупорных свойств жидкости. С другой сторо-
ны, риск возникновения пожароопасной ситуации очень невелик и может возникнуть
лишь в исключительных случаях, например, при попадании жидкости или струи жидко-
сти на достаточно горячую поверхность, обладающую высокой теплоемкостью, что мо-
жет привести к самовозгоранию самой жидкости. Кроме того, наличие термодатчиков,
погруженных в жидкость и установленных в обмотке двигателя, препятствует тому, что-
бы в жидкости или в двигателе температура повысилась до уровня самовозгорания жид-
кости.
Постоянный рост требований к эксплуатационным характеристикам гидравличе-
ских установок привел к использованию минеральных масел, получаемых путем очист-
ки сырой нефти. Определенные присадки, добавляемые к таким маслам, улучшают ра-
бочие условия и обладают свойствами, отвечающими большей части приведенных вы-
ше требований.
О минеральных маслах речь пойдет ниже.
2.2.	Минеральные масла
2.2.1.Общие характеристики
Минеральные масла получают из парафиновой сырой нефти - откуда происходит
название основы, из которой после дальнейшей обработки получают готовый продукт -
поскольку составляющие их углеводороды, ациклические с замкнутой цепью, являясь
веществами химически насыщенными, обладают очень высокой устойчивостью и име-
ют высокое значение коэффициента вязкости (I.V.), о котором мы поговорим в дальней-
шем.
В процессе очистки удаляются: ароматические углеводороды, обычно являющи-
еся ядовитыми веществами из-за их способности к окислению и образованию смол и ас-
фальтовых веществ; кислородные соединения из-за их кислой природы; серные соеди-
нения, смолы и асфальтовые вещества, присутствие которых вредно из-за образования
отложений; и, наконец, парафины, которые характеризуются высокой точкой отверде-
ния.
В минеральные масла добавляются небольшие количества химических продук-
тов для того, чтобы улучшить их отдельные свойства, придать им некоторые требуемые
характеристики и уменьшить влияние негативных факторов.
В основном присадки обладают пеногасящими, износостойкими, антикоррозион-
ными, противоокислительными и гидрофобными свойствами. Не вдаваясь в подробно-
29
сти, следует сказать, что добавление присадок является результатом многочисленных
практических и лабораторных испытаний.
Каждая присадка выполняет главную функцию и одновременно несколько второ-
степенных функций, в большинстве случаев неблагоприятных.
Так, антикоррозионные присадки улучшают смазывающую способность, но
ухудшают деэмульгирующую способность; присадки для повышения износостойкости
повышают противоокислительные свойства, но усиливают деэмульгирующую способ-
ность и т.д.
Поэтому для получения продукта, который обеспечил бы наилучшие эксплуата-
ционные характеристики, недостаточно добавить большее или меньшее количество оп-
ределенной присадки, но следует балансировать сочетание нескольких присадок.
По внешнему виду и цвету минерального масла можно извлечь весьма полезную
информацию.
Цвет масла может оцениваться по отраженному свету или по прозрачности.
Спектр отраженного света указывает на тип сырца, из которого получено данное
масло; зеленое свечение указывает на парафиновые масла, а нафтеновые масла имеют
синеватое или красноватое отражение.
Чистое минеральное масло прозрачное и имеет цветовой спектр от красно-корич-
невого до бесцветного, как вода.
В частности, при одинаковой вязкости масло чем чище, тем светлее, а при одина-
ковой степени очистки цвет тем интенсивнее, чем выше вязкость.
Следует, однако, иметь в виду, что совсем не обязательно масло будет обладать
наилучшими свойствами, если оно максимально очищено.
При слишком высокой степени очистки могут удаляться вещества, обладающие
высокими смазочными свойствами, или вещества, являющиеся натуральными ингиби-
торами окисления. При этом масло потеряет большую часть важных свойств, необходи-
мых для его практического применения.
Масло с присадками имеет менее яркий и насыщенный цвет по сравнению с чи-
стым минеральным маслом.
Заметное беловатое замутнение свидетельствует о присутствии воды, которая об-
разует с маслом устойчивое соединение. Процентное содержание 0,01 - 0,015% (100 -
150 частей на миллион) придает ему несколько замутненный вид.
Относительно минеральных масел важно знать температурные показатели или
точку воспламенения, температуру горения и температуру самовоспламенения.
Как известно, на поверхности жидкости всегда присутствуют пары самой жидко-
сти в большем или меньшем количестве, в зависимости от природы жидкости и от ее
температуры.
При постепенном нагревании минерального масла выделяются пары в возраста-
ющем количестве до момента их воспламенения при соприкосновении с огнем.
Температура возгорания паров называется точкой воспламенения.
В зависимости от рабочих условий точка воспламенения может быть различной
для замкнутой или для открытой емкости.
Следует, однако, отметить, что пары, которые возгораются при температуре вос-
пламенения, быстро гаснут из-за уменьшения их концентрации.
При дальнейшем нагревании жидкости происходит столь обильное выделение
паров, что если они загорелись, то продолжают гореть. Температура, при которой воз-
никает это явление, называется точкой горения.
30
Если же продолжать нагревание жидкости, то пары, контактируя с атмосферным
воздухом, могут самовозгореться независимо от точки воспламенения. При этом дости-
гается точка самовозгорания.
Как правило, в минеральных маслах имеется точка воспламенения для открытой
емкости, наиболее применяемый показатель, который является функцией от вязкости
жидкости и варьирует в диапазоне от 170 до 300°С; а точка самовозгорания находится
в районе 350 °C.
2.2.2. Плотность и удельный вес
Величина плотности определяется величиной отношения массы пробы рабочей
жидкости к ее объему:
т
Р-~, кг/м3
(2.1)
Плотность рабочей жидкости на нефтяной основе уменьшается с ростом темпе-
ратуры. Это обстоятельство следует учитывать при расчете гидропривода.
В технических характеристиках по ГОСТ 3900-85 плотность гидрожидкости ука-
зывается для 20 или 50°С.
Плотность рабочих жидкостей на нефтяной основе можно определить по форму-
1 + Д,(/-20)
,кг/м3
(2.2)
где Р20 ~ плотность жидкости при 1-20° С , кг/м3; Д - температурный коэф-
фициент расширения, °С-1 (среднее значение коэффициента можно принять постоянной
величины: Pt = 8,75 • 10”4 °C"1).
Величина удельного веса рабочей жидкости определяется отношением величины
силы тяжести пробы ее объему:
7=%,Н/м3
(2.3)
2.2.3. Вязкость
Вязкость является наиболее важной характеристикой минеральных масел, кото-
рая определяет работоспособность и эффективность работы гидропривода. Она харак-
теризует сопротивление сдвигу между слоями жидкости, от которого зависит создание
масляной пленки на поверхности трущихся деталей узлов гидроаппаратуры [ 7,18 ].
Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость.
Динамическая вязкость определяется величиной силы, необходимой для взаим-
ного перемещения двух слоев жидкости площадью 1 см2, расположенных на расстоянии
1 см, со скоростью 1 см/с.
За единицу величины динамической вязкости принимается паскаль-секунда
(Па.с) или в пуазах (П). 1П=0,1Па.с. Вода при 20 0 С имеет вязкость, равную 1,005 сан-
типуаза (сП). Эта величина называется абсолютной или динамической вязкостью в
отличие от вязкости кинематической, которая обычно определяется в лабораторных ус-
ловиях.
31
Кинематическая вязкость представляет собой отношение динамической вязко-
сти к плотности жидкости:
v =	» м2/с ,	(2-4)
/Р
где р - коэффициент динамической вязкости, Па с; р - плотность жидкости.
В расчетах гидропривода чаще используется показатель кинематической вязкос-
ти, имеющий размерность м2/с. (1 м2/с=106 сСт.).
Определение динамической и кинематической вязкости рабочей жидкости на
нефтяной основе в нашей стране производится по ГОСТ 33-82.
Для этого применяются капиллярные, ротационные или вибрационные вискози-
метры. Капилярные получили наибольшее распространение.
По кинематической вязкости можно определить абсолютную вязкость, умножая
первую на плотность исследуемой жидкости.
Условная вязкость определяется в условных градусах (ВУ) или в градусах
Энглера.
Поскольку определение кинематической вязкости является процессом весьма
сложным и тонким, были предложены различные методы, среди которых следует упо-
мянуть метод Энглера, который применяется в континентальной Европе; метод Редвуда,
распространенный в Великобритании, и метод Сайболта, используемый в США.
По методу Энглера сравниваются значения времени, затраченного при прохожде-
нии через капиллярный сосуд при 20 °C 200 мл объема исследуемой жидкости и анало-
гичного объема дистиллированной воды. Полученное таким образом значение вязкости
измеряется в градусах Энглера (Е). Например, если масло имеет вязкость, равную 5 °Е
при 20 °C, то это означает, что для его вытекания из испытуемого резервуара затрачено
времени в 5 раз больше, чем для того же количества воды.
В России применяется аналогичная методика определения условной вязкости в
условных градусах(° ВУ), численно равных градусам Энглера.
Поскольку по определению вязкость воды при 20 °C равна 1 °Е, существует соот-
ношение между градусами Энглера и сантистоксами: 1Е равен приблизительно 7,6 сан-
тистоксов и наоборот, 1 сантистокс = 0,1316 °Е.
Вязкость гидравлических жидкостей значительно варьируется при изменении
температуры.
Добавка различных присадок позволяет получить жидкости, в той или иной сте-
пени чувствительные к изменениям температуры.
Действительно, масло со слишком большими колебаниями вязкости при измене-
нии температуры, если подходит для холода, то в тепле может стать слишком жидким,
что будет сопровождаться чрезмерной текучестью и недостаточной смазывающей спо-
собностью; если же, наоборот, оно подходит для теплых условий, то при пониженных
температурах будет иметь повышенную вязкость а, следовательно, значительно возрас-
тут потери в гидросистеме.
Это свойство очень важно для гидравлических жидкостей, в которых обычно
температура масла колеблется от 10-15 °C при пуске до 50-60 °C после выхода на режим.
Вязкость рабочей жидкости гидропривода (РЖГ) на основе нефтепродуктов мож-
но определять по номограмме, представленной на рис.2.1.
Для определения вязкости по номограмме необходимо знать вязкость РЖГ при
двух значениях температуры.
32
Рис.2.1.Номограмма для определения вязкости РЖГ на основе нефтепродуктов от
температуры
Так, например, если известно, что вязкость РЖГ при 80 °C составляет 15 сСт, а
при 30 °C - 60 сСт , на диаграмме следует отметить точки с координатами температу-
ра-вязкость и провести через них прямую линию, которая представляет собой график
зависимости вязкости от температуры, построенный в логарифмических координатах
(на графике исходные точки помечены кружками).
На вязкость РЖГ оказывает значительное влияние величина давления в гидроси-
стеме: с ростом давления вязкость увеличивается.
При низких и средних давлениях, не превышающих 10 Мпа (100 бар), влияние
давления на вязкость незначительно, поэтому при расчете силового гидропривода, не
требующего высокой точности перемещения штока, зависимость вязкости от давления
в расчет обычно не принимается.
В следящих системах, требующих повышенной точности позиционирования,
повышение вязкости с ростом давления целесообразно учитывать даже при среднем
уровне давления.
Зависимость вязкости от давления учитывается коэффициентом
kv = 1 + кР ’	(2*5)
где к - коэффициент, зависящий от марки масла:
для легких масел, при v50 <15-10"6 м2/с £ = 0,02 .1/Мпа;
для тяжелых масел, при v50 > 15  10"6 м2/с к = 0,03 , 1/Мпа;
Р - давление РГЖ, Мпа.
Графическая зависимость величины коэффициента kv от давления
представлена на рис.2.2.
Величина кинематической вязкости с учетом влияния давления определяется по
формуле
v?=v-£v	(2.6)
2 - 5771
33
Рис.2.2. Зависимость величины коэффициента £ от давления
На рынке имеются минеральные масла с разными степенями вязкости.
Фирма - производитель узлов гидрооборудования рекомендует конкретную мар-
ку масла, обеспечивающую максимальный срок службы и безотказность работы.
Для каждой гидравлической системы существуют минимальные и максимальные
пределы значений вязкости, которые, как правило, определяются следующими требова-
ниями:
•	обеспечивать безотказную работу и длительный срок службы оборудования;
•	поддерживать на довольно высоком уровне производительность насоса и ис-
полнительных механизмов;
•	ограничивать потери мощности в трубопроводах вследствие трения;
•	не допускать возникновения кавитации, в частности в насосе.
Обычно выбор вязкости определяется конструктивными характеристиками насо-
са для обеспечения смазывания подшипников и других частей, находящихся в движе-
нии, во избежание быстрого износа и поддержания в приемлемом диапазоне значений
текучести.
В гидравлических лифтах обычно используется масло, которое при 50 °C облада-
ет вязкостью от 3 до 8 °Е, что соответствует 21 - 60 сантистоксам.
Даже в тех случаях, когда двигатель расположен внутри резервуара, и масло
вблизи двигателя очень быстро нагревается, обычно во избежание неполадок, которые
могут возникать в начале зимнего периода из-за более высокой вязкости масла, приме-
няют систему предварительного обогрева масла с помощью электронагревателей.
2.2.4.	Влияние воды
В маслах, полученных на нефтеперегонном заводе или на смесительных установ-
ках, полностью отсутствует вода; тем не менее, со временем они обязательно поглоща-
ют воду в той или иной степени, т.е. ведут себя, подобно губке.
Наиболее общими ситуациями контакта масла с водой являются следующие: во-
да, изначально присутствующая в емкостях для хранения; конденсат, присутствующий
34
в воздухе над поверхностью масла в открытых емкостях или в резервуарах при измене-
нии температуры (воздух, соприкасающийся с открытой поверхностью масла, при по-
нижении температуры после остановки на ночь оборудования, выделяет большое коли-
чество влаги); вода, образующаяся в теплообменниках и т.д.
Максимальная растворимость воды в масле или концентрация насыщения увели-
чивается при возрастании температуры и давления. При атмосферном давлении и при
температуре 20 °C она составляет приблизительно 50 частей на миллион; при 40 °C
примерно 100, а при 60 °C около 200. Можно достигать и более высоких значений за
счет определенного набора присадок.
Когда содержание воды достигает более высоких значений, она уже не может су-
ществовать в форме раствора, а приобретает вид капелек большего или меньшего раз-
мера, достаточно устойчивых при взбалтывании, создаваемом в насосе, и при расслое-
нии, образующемся в месте сужения клапанов.
Кроме перечисленных выше отрицательных эффектов, связанных с присутстви-
ем воды в масле, следует принимать во внимание, что при превышении концентрации
насыщения возникают явления деградации масла, сопровождающиеся повышением
окисления, повышением кислотности, изменением вязкости и т.д., и тем быстрее, чем
выше температура жидкости.
В установках, в которых двигатель расположен в резервуаре и погружен в жид-
кость, свободная вода может сильно повредить изоляцию обмотки, вызывая короткое за-
мыкание между фазами и выход лифта из строя.
Во избежание подобных неполадок важно, чтобы конструкция масляной системы
позволяла отделять воду.
Поскольку рабочая температура гидравлической установки не столь высока, что-
бы вызывать быстрое испарение воды, необходимо, чтобы форма резервуара и химиче-
ские свойства жидкости обеспечивали максимальное деэмульгирование, т.е. способ-
ность отделять избыточную воду; необходимо также периодически удалять воду, соби-
рающуюся на дне резервуара.
2.2.5.	Влияние воздуха
Во всех жидкостях, находящихся в контакте с газом, в частности, с воздухом, в
той или иной степени происходит растворение этого газа, в зависимости от давления и
температуры самой жидкости.
Количество газа находится в прямой зависимости от давления и обратно пропор-
ционально температуре.
При 20 °C и атмосферном давлении минеральные масла содержат приблизитель-
но 9% объема воздуха, т.е. 100 литров масла содержат около 9 литров воздуха.
Этот воздух растворяется на молекулярном уровне, он невидим и ни в коей мере
не влияет на плотность, вязкость и сжимаемость.
Когда при уменьшении давления и/или увеличении температуры снижается сте-
пень растворимости воздуха в масле, избыточный воздух образует пузырьки больших
или меньших размеров, которые стремятся подняться на поверхность жидкости, обра-
зуя нечто вроде пены внутри самой жидкости, которая приобретает пастообразный вид.
Такое же явление возникновения пузырьков воздуха может наблюдаться, если масло в
своем движении проходит через воздушные участки, или если в резервуаре образуются
сильные завихрения.
2*
35
Удаление внутренней пены зависит от времени покоя и от скорости подъема пу-
зырьков воздуха, которая, в свою очередь, зависит от размеров самих пузырьков, от вяз-
кости масла, от присутствия специальных присадок и т.д.
Следует также отметить, что если быстрое понижение давления вызывает столь
же быстрое преобразование воздуха, содержащегося на молекулярном уровне в пузырь-
ках, при обратном явлении, т.е. при повышении давления, это происходит значительно
медленнее, поэтому лишь часть свободного воздуха мгновенно растворяется в жидкос-
ти на молекулярном уровне.
Присутствие свободного воздуха в масле вызывает повышение его сжимаемости,
что приводит к возникновению вибраций и шума с последующим образованием эрозии
и кавитации, а также к опусканию или подъему кабины при любом положительном или
отрицательном изменении давления.
Обычно о возможности такого явления предостерегают в тех случаях, когда в на-
личии имеются большие массы жидкости и значительные производительности. Особое
значение этот вопрос может приобретать для пассажирских и грузовых лифтов при по-
вышенных требованиях к точности остановки.
Сжимаемость минерального масла не является постоянной величиной; она
уменьшается при увеличении давления и зависит от количества воздуха, присутствую-
щего в жидкости в газообразном состоянии, а также от способа сжатия, т.е. отводится
ли образующееся при сжатии тепло мгновенно и полностью или же оно остается в жид-
кости, вызывая повышение ее температуры.
График зависимости коэффициента сжимаемости от давления представлен на
рис.2.3. По оси абсцисс указана величина давления в Мпа.
Рис.2.3. Зависимость
коэффициента сжимаемости
масла от давления
На практике учитывается средний изентропический коэффициент сжимаемости,
который выражается уравнением:
у -V
° --
(р-Ро)-^о
,м2/Н,
(2.7)
где Vq, V - соответственно, объем при начальном и конечном значении давления;
Ро,р - начальное и конечное давление РЖГ, Н/м2.
В уравнениях (2.7) повышению давления на величину Др = р - р0 соответствует
уменьшение объема на V = V - Уо.
Величина, обратная коэффициенту сжимаемости, называется объемным модулем
36
упругости, который обозначает сопротивление, оказываемое жидкостью при уменьше-
нии объема и выражается уравнением:
к = - .Н/м2	(2.8)
Для минеральных масел объемный модуль упругости составляет величину:
К = (13,5 -5-17,5)-108 , Н/м2; а для воды К = 21-108. Н/м2.
Поскольку в пассажирских и грузовых лифтах давление жидкости вряд ли превы-
сит 4-5 Мпа, а изменение давления в условиях пустой и полностью загруженной каби-
ны в редких случаях превышает 1 - 2 Мпа, обычно для расчетов принимают /3 = 0,07
IO 8 м2 / Н(0,00007см2/даН).
Для детального рассмотрения вопроса введем следующие обозначения: а - сме-
щение штока гидроцилиндра; 8С - толщина стенки гидроцилиндра; 8Т - толщина стенки
напорного трубопровода; dc - внутренний диаметр цилиндра; dT - внутренний диаметр
трубопровода; ds - внешний диаметр штока; Lc - длина цилиндра; LT - длина трубопро-
вода; Ls - длина части штока внутри цилиндра; р&р - соответственно, начальное и ко-
нечное давление; [3 - коэффициент объемного сжатия масла; Е - модуль упругости ста-
ли.
При определении величины смещения штока, вызванного изменением давления
Др~р-р0, следует иметь ввиду уменьшение объема жидкости, а также увеличение раз-
меров цилиндра и трубопровода, и что оба эти явления имеют одно и то же направление
при опускании штока.
Обратное явление происходит при р < р0. Другими словами, если aj и а2 являют-
ся величинами смещения вследствие увеличения объема цилиндра и трубопровода и
уменьшения объема жидкости, соответственно, то можно записать, что шток опускает-
ся на величину:
а ~ О/ + а2	(2.9)
Если предположить, что трубопровод также изготовлен из стали, изменение объ-
ема цилиндра и трубопровода, при изменении давления на величину Др, с хорошим
приближением можно определить по формуле:
ДК, =
(2.Ю)
г j
следовательно смещение штока составляет:
_4-Д/м _ Д/
а1 ”	,2	~ г-
т
2|_ dT
Одновременно происходит изменение объема жидкости:
ДК =
Ln
(2.12),
которое определяет смещение штока:
4ДК
а2 =-----7
^d2s
s
37
Подставляя (2.11) и (2.13) в (2.9), после небольших преобразований получаем ре-
зультирующее перемещение штока:
И, наконец, помня, что:
До = ±£Ц£)	(2.14),
тг * d
где ТЛ Т2 соответственно, нагрузка штока до и после изменения объема.
С учетом выражения (2.14) можно записать (2.15).
(2.15)
Учитывая, что значения
ничтожно малы по сравнению с величи-
ной р, уравнение (2.15) можно представить в более простом виде:
Уравнение (2.16) позволяет рассчитать смещение кабины установки прямого дей-
ствия при любом изменении нагрузки и при любом положении кабины в лифтовой шах-
те. Если речь идет о лифте с канатным мультипликатором, смещение следует умножить
на 2, 4 и т.д. в зависимости от кратности.
Из приведенного выше отношения следует также, что при равном изменении на-
грузки и при равной длине цилиндра, трубопровода и штока смещение тем меньше, чем
меньше величина отношения .
/ds
С присутствием свободного воздуха в жидкости связан так называемый эффект
Дизеля.
При быстром сжатии воздушного пузырька может оказаться, что сжатие являет-
ся адиабатическим, и, следовательно, происходит значительное повышение температу-
ры пузырька и содержащихся в нем паров масла. Эта температура может намного пре-
вышать температуру самовозгорания смеси и вызвать взрыв пузырька с пагубными по-
следствиями для гидравлической установки, в частности, для уплотнений. Иллюстраци-
ей могут служить графики, приведенные на рис. 2.4. По оси ординат отложена темпера-
тура в °C, а по оси абсцисс - давление в МПа. На каждом из графиков указано время
сжатия пузырьков в секундах [ 23 ].
Как показывают графики на рис. 2.4, если, например, давление масла возрастает
от 0 до 5 МПа в течение 0,125 секунды, температура воздушного пузырька может под-
няться выше 600 °C, и пузырек взорвется.
Для возникновения дизельного эффекта необходимо, чтобы отношение между
начальным и конечным давлениями было выше 1/20, т.е., чтобы начальное давление
около 0,1 - 0,2 МПа, которое может присутствовать в трубопроводе, не подвергаемом
рабочему давлению, быстро возросло до 4 - 5 МПа.
38
Рис.2.4 Температура воздушного пу-
зырька в зависимости от изменения
давления и скорости сжатия
В пассажирских и грузовых лифтах данное явление практически не возникает
благодаря совокупности благоприятных условий, к которым относятся: тщательное уда-
ление воздуха, присутствующего в гидравлической линии в момент установки лифта;
ограниченный скачок давления от статического до рабочего даже при полностью загру-
женной кабине; и, что очень важно, невысокое значение давления, которое должен пре-
одолевать насос при пуске в фазе подъема. И действительно, в первые моменты всасы-
ваемое масло не достигает мгновенно цилиндра, а возвращается в резервуар при росте
давления в несколько бар, и лишь постепенно давление жидкости возрастает до режим-
ного.
2.2.6.	Явления, связанные с изменением температуры
В гидравлических лифтах при движении кабины вверх часть электроэнергии из
сети расходуется на преодоление электрического, механического и гидравлического со-
противления и преобразуется в тепло, а остальная часть электроэнергии используется
для поднятия кабины, груза, поршня й т.д. и преобразуется в потенциальную энергию;
при последующем движении лифта вниз вся потенциальная энергия преобразуется в
тепло.
Из этого следует, что за полный цикл подъема и спуска вся потребляемая из сети
электроэнергия преобразуется в тепло и расходуется на нагревание масла и все контак-
тирующие с ним части, т.е. цилиндр, поршень, трубопровод, клапанную группу и резер-
вуар.
Если кабина совершает ограниченное число подъемов и спусков, система имеет
достаточно времени, чтобы отдать в окружающую среду большую часть тепла, и темпе-
ратура масла сильно не повышается. Если же эти промежутки невелики, температура
масла может подниматься выше допустимых пределов.
39
И в первом, и во втором случаях в ночные часы, когда кабина практически все
время стоит на месте, температура жидкости опускается почти всегда до температуры
окружающей среды.
Из сказанного выше следует, что при работе лифта масло подвергается много-
кратному нагреванию и охлаждению, что приводит к возникновению явлений, о кото-
рых не следует забывать.
Если температура жидкости повышается слишком сильно, происходит быстрое
ухудшение характеристик масла; в частности, происходит химическое преобразование
окисления молекул входящих в его состав углеводородов, при этом образуются кислые
коррозивные вещества, лакообразные структуры и шламы.
Опыт показал, что срок службы минерального масла, используемого при темпе-
ратуре ниже 50 °C, измеряется несколькими сотнями тысяч часов в то время, как при
температуре 80 °C составляет лишь несколько сотен часов.
Скорость окисления остается почти постоянной до температуры около 60 °C и
увеличивается вдвое, начиная с этой точки, при увеличении температуры масла на каж-
дые 10 °C. Кроме того, следует иметь в виду, что сильное каталитическое действие на
процессы окисления оказывают медь и медные сплавы, поэтому использование этих ме-
таллов следует, по возможности, ограничить.
Таким образом, возникает необходимость в охлаждении жидкости, о чем подроб-
нее поговорим в разделе, посвященном теплообменникам.
В результате охлаждения масло и контактирующие с ним части уменьшаются в
объеме.
Поскольку коэффициент расширения стали значительно ниже по сравнению с
маслом, объем жидкости сокращается значительно сильнее, чем объемы цилиндра, тру-
бопровода и поршня. Поэтому кабина в отсутствии поступающих команд опускается на
более или менее значительную величину по отношению к объему масла в цилиндре и в
трубопроводе в зависимости от степени охлаждения.
Если это явление возникает практически во всех гидравлических лифтах, то бо-
лее редким является случай, когда кабина поднимается при нагревании жидкости. Это,
правда, может происходить, если цилиндр и подающий трубопровод находятся под воз-
действием источника тепла, например, на них попадают солнечные лучи.
Чтобы определить величину смещения кабины под действием изменения темпе-
ратуры в системе, следует учитывать, что сжатие трубопровода и цилиндра имеет дей-
ствие, обратное сокращению объема жидкости и штока.
Для простоты рассмотрения вопроса можем пренебречь сокращением штока.
Введем следующие обозначения: а - смещение штока гидроцилиндра; dT,dc,ds -
внутренний диаметр трубопровода, цилиндра и внешний диаметр штока, соответствен-
но, при температуре окружающей среды; Ls - длина части штока, погруженная в рабо-
.чую жидкость; LOLT - соответственно, длина цилиндра и трубопровода при температу-
ре окружающей среды; tA - температура окружающей среды; tP - температура, достига-
емая жидкостью при работе гидросистемы; £= 0.000012 - коэффициент линейного тем-
пературного расширения стали 1/ °C; а = 0,0009 - коэффициент объемного температур-
ного расширения минерального масла, 1/ °C.
Внутренний объем Ул цилиндра и трубопровода при температуре окружающей
среды можно представить в следующем виде:
40
VA=-Q2r-LT+dlLc}	(2.17).
л	V /	• v l /
При возрастании температуры от tA до tF внутренний объем цилиндра и трубо-
провода определяется следующим уравнением:
KF = Кл + (£ • Д/)3 • Ил =	4 + <£ • 4- )[1 + (£  Az)3 ]	(2л 8)>
в котором Л tA = tF - tA
Отсюда изменение внутреннего объема цилиндра и трубопровода при изменении
температуры от tA до tF или наоборот выражается величиной:
ДИд/ =	=^(d2-L + d2 -4X£‘a')3	<2J9>-
Такое изменение объема вызывает поднятие стержня при охлаждении или его
опускание при нагревании; эти величины равны:
а, =	А (£. д,)>	(2.20).
Объем жидкости, присутствующей в трубопроводе и в цилиндре, когда их темпе-
ратура равна tF, составляет:
И. = ^(d2 • Lf + d2^ )[1 + (£ • Д/?]	. 4	(2-21).
Следовательно, уменьшение объема жидкости при понижении температуры от tF
до tA равно:
д yL =	fa L,.+d2-Ix )[1 +(£ • д/)3 ] -	• 4 }	(2.22),
а опускание штока равняется:
°2	-a-X1+(£ Д')3]"(2-23)-
В окончательном виде, после несложных преобразований общее смещение штока
определяется так:
а = с?) - а2 =
а • AZ +а •	• Аг)3 -(с • Az)3
-а • Az-
(2.24).
Поскольку роль величин a-AZ^-Az/ и (s-Az)? незначительна по сравнению с
a - Az , то уравнение (2.24) можно представить в упрощенном виде:
а = а • AZ
(2.25).
Уравнение (2.25) позволяет определить опускание кабины лифта прямого дейст-
вия при изменении температуры в системе для каждого положения поршня. Если речь
идет о лифтах с мультипликатором, то полученное значение следует умножать на 2, 4 и
т.д., в зависимости от его кратности.
Из уравнения (2.25) также следует, что максимальное опускание мы имеем, ког-
да перед обратным клапаном имеется максимальный объем жидкости. Это проявляется,
41
когда кабина находится в верхнем положении экстрахода. Если учесть, что максималь-
ная температура, которой может достичь масло, равна примерно 60 °C; что количество
масла, содержащегося в трубопроводе, невелико относительно его объема в цилиндре,
и считая, что после периода простоя лифта температура в системе близка к температу-
ре окружающей среды и равна 20 °C, то уравнение (2.25) можно еще упростить:
d2
a =	(2.26),
по которому мы получаем, с хорошим приближением, максимальное значение
смещения штока гидроцилиндра.
2.2.7.	Теплоемкость и теплопроводность рабочей жидкости
Температурный режим работы узлов гидрооборудования лифта в существенной
степени связан со способностью РГЖ проводить и накапливать тепло, которое выделя-
ется в процессе подъема и опускания кабины [ ].
Средняя удельная теплоемкость показывает какое количество тепла необходимо
затратить для нагрева тела массой в 1 кг на 1 °C. В инженерных расчетах, с небольшой
погрешностью можно пользоваться средней величиной удельной теплоемкости: для
РГЖ см = 1,88 -103 , Дж/кг на 1 °C.
Величина теплоемкости рабочей жидкости, при прочих равных условиях, опре-
деляет интенсивность нагрева узлов гидрооборудования. Чем больше величина коэффи-
циента теплоемкости, тем медленнее растет температура рабочей жидкости.
Теплопроводность рабочей жидкости характеризует процесс передачи тепла от
участков с более высокой к участкам с более низкой температурой.
Количество тепловой энергии, которое проходит за 1 секунду слой толщиной 1
см, можно определить по следующей зависимости:
0 = Л~$/,Вт,	(2.2.7)
где Л, коэффициент теплопроводности, Вт/м °C; At разность температур между
точками жидкости с разными температурами; / - расстояние между контрольными точ-
ками, м; S - площадь поперечного сечения теплового потока, м2; t - время, за которое
тепловая энергия проходит расстояние /, с.
В инженерных расчетах можно применять следущие средние значения коэффи-
циента теплопроводности:
Для РЖГ Л = 0,136 Вт/м °C; для стальных деталей Л = 45,4 Вт/м °C; для чугун-
ных изделий Л = 62,8 Вт/м °C; для воздуха Л = 0,0238 Вт/ м °C.
Реальные значения величины коэффициента теплопроводности и удельной теп-
лоемкости в некоторой степени изменяются под влиянием температуры, давления и др.
факторов, однако небольшая вариация этих величин может не учитываться при тепло-
вом расчете гидропривода.
2.2.8.	Смазывающая способность и стабильность характеристик
Смазывающая способность РЖГ определяется созданием на поверхности фрик-
ционно взаимодействующих поверхностей прочной пленки, исключающей сухое тре-
ние сопряженных деталей. В связи с этим, рабочая жидкость должна обладать противо-
износными и противозадирными свойствами. Чем выше смазывающая способность,
тем выше качество жидкости.
42
Для улучшения смазывающих и защитных свойств к минеральному маслу на
нефтяной основе добавляются специальные присадки на основе высокомолекулярных
жирных кислот и органических синтезированных соединений.
Для обеспечения надежной работы гидрооборудования лифтов применяемые ра-
бочие жидкости должны обладать механической и химической стабильностью.
При эксплуатации гидравлических лифтов и грузовых платформ рабочая жид-
кость подвергается колебаниям температуры и давления; возникают значительные кон-
тактные давления в рабочей зоне насоса гидроагрегата, имеет место вибрация трубо-
провода и компонентов гидрооборудования. Происходит многократная деформация ра-
бочей жидкости при прохождении ее через штуцера, дроссели, через острые кромки
клапанной и распределительной системы гидроаппаратуры. Эти гидродинамические
процессы вызывают механическую (разрушение молекулярных связей) и химическую
(окисление, отложение смол и т.п.) деструкцию с уменьшением вязкости и смазываю-
щей способности рабочей жидкости. Обычно при снижении вязкости на 20% рабочая
жидкость подлежит замене.
Химическая деструкция происходит в результате окислительных процессов под
воздействием кислорода воздуха, каталитического действия твердых механических
включений и температуры.
Повышение температуры на каждые 8 - 10 °C удваивает скорость окисления ми-
нерального масла, составляющего основу рабочей жидкости. Окислительный процесс
усиливается при наличии в жидкости растворенного воздуха и твердых продуктов изна-
шивания элементов гидроаппаратуры.
Для обеспечения механической стабильности жидкости, при проектировании ги-
дропривода необходимо принять меры по предотвращению вибрации, уменьшению ко-
личества дросселей, щелевых зазоров, капиллярных каналов и участков резкого суже-
ния потока. Важно обеспечить стабильность температурных условий и высокое качест-
во фильтрации.
С целью повышения химической стабильности рабочей жидкости следует стре-
миться к снижению её рабочей температуры; к уменьшению площади контакта с возду-
хом в гидробаке и обеспечению защиты гидросистемы от попадания воздуха и
влаги [23].
Химическая стабильность жидкости оценивается “кислотным числом” (КОН),
которое определяется количеством миллиграммов едкого калия, нейтрализующего 1 г
жидкости. Для свежего минерального масла без присадок КОН составляет 0,1-0,2 мг, а
при наличии улучшающих присадок - 0,2-0,4 мг. В процессе длительной эксплуатации
это число возрастает. Предельное значение КОН, равное 1,5 мг, требует замены рабочей
жидкости гидросистемы.
Стойкость рабочей жидкости к окислительным процессам определяется по мето-
дике ГОСТ 981-75, 5985-79 или ГОСТ 11362-76 [18].
Аналогичные нормативные данные приняты в национальных стандартах зару-
бежных стран.
2.2.9.	Влияние механических примесей на свойства рабочей жидкости.
Механические примеси (загрязнители) в рабочей жидкости имеют органическую
и неорганическую природу.
Органические примеси состоят главным образом из продуктов термического раз-
ложения, окисления и полимеризации масляной основы, тогда как неорганические - из
продуктов износа поверхностей трения и твердых частиц пыли.
43
Наличие механических примесей в гидравлической системе увеличивает интен-
сивность окислительных процессов и особенно в момент образования продуктов изно-
са, обладающих повышенными поверхностно-активными свойствами.
Наличие в рабочей жидкости абразивных частиц с твердостью, превышающей
твердость контактирующих поверхностей металлических деталей значительно увели-
чивает интенсивность износа гидрооборудования; вызывает задиры и заклинивание
прецизионных сопряжений клапанно-распределительной аппаратуры.
Самыми опасными для прецизионных сопряжений являются частицы, соизмери-
мые с величиной рабочего зазора сопряжения, которые, попадая в зазор, вызывают за-
диры и даже заклинивание взаимно перемещающихся деталей.
Содержание механических примесей в единице объема рабочей жидкости (в %
или мг на литр) регламентируется ГОСТ 6370-83,12275-66, а количество частиц разных
размерных групп - по ГОСТ 17216-71. Этим ГОСТом устанавливается 19 классов чис-
тоты с разбивкой диапазона размеров примесей от 0,5 до 200 мкм на 8 интервалов. Для
каждого класса чистоты рабочей жидкости указано число частиц определенных разме-
ров, приходящихся на 100 см3.
Для очистки жидкости от загрязнений в гидросистеме устанавливаются фильтры
различной конструкции.
Аналогичные нормативы приняты в национальных стандартах зарубежных стран
- производителей оборудования гидропривода.
44
3. МЕХАНИЗМЫ ПОДЪЕМА С ГИДРОДВИГАТЕЛЯМИ ПОСТУ-
ПАТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
3.1. Общая характеристика
Успешное применение гидропривода и гидроавтоматики в различных отраслях
промышленности в послевоенный период послужило хорошей основой создания весь-
ма эффекивных конструкций гидравлических лифтов и подъемников большой грузо-
подъемности.
Широкое использование достижений промышленной электроники и гидроавто-
матики обеспечило высокую конкурентоспособность гидравлических лифтов на миро-
вом рынке лифтовой продукции, главным образом, для малоэтажных зданий.
В связи с устойчивой тенденцией создания электрических лифтов без машинных
помещений наибольшее распространение получили гидравлические лифты, построен-
ные по кинематическим схемам, обеспечивающих передачу рабочих нагрузок на осно-
вание шахты.
На рис.3.1 представлены схемы наиболее распространенных конструкций гид-
равлических лифтов с гидроцилиндрами прямого действия (рис.3.1а,Ь,с) и канатными
мультипликаторами (рис.3.1 в, е).
Рис.3.1.Варианты типовых решений конструкции механизма подъема гидролифта
При центральном расположении гидроцилиндра и достаточно большой высоте
подъема кабины он устанавливается в специальной яме под полом приямка шахты. Та-
кое решение требует применения специальных мер защиты поверхности цилиндра от
коррозии и благоприятных грунтовых условий.
Этого недостатка лишены конструкции, представленные на рис.3.1 Ь-е.
Отличительной особенностью рассмотренных конструктивных решений являет-
ся использование более технологичных и дешевых гидроцилиндров плунжерного типа.
45
При повышенной высоте подъема в ряде случаев применяются более дорогосто-
ящие гидроцилиндры с телескопическими штоками. Опора гидроцилиндров может раз-
мещаться в яме, в обычном или углубленном приямке шахты.
Общим недостатком всех рассмотренных вариантов конструкции механизма
подъема является работа плунжера и штоков гидроцилиндров на продольную сжимаю-
щую нагрузку, чреватую опасностью потери устойчивости, что в свою очередь вынуж-
дает увеличивать их поперечные размеры, а следовательно, и массу всей конструкции
гидроцилиндра.
Этот недостаток с лихвой окупается возможностью создания гидравлических
лифтов без машинных помещений. Для установки такого лифта в ряде случаев доста-
точно иметь шахту с одной несущей стеной.
Такое решение обеспечивает идеальные условия для более эффектного архитек-
турного решения верхней части здания и освобождает дополнительные площади на по-
следнем этаже, что является немаловажным обстоятельством.
Существуют конструкции гидравлических лифтов с гидроцилиндрами, штоки ко-
торых работают на растягивающие нагрузки (рис.1.10 j,m,n). Работающий на растяже-
ние шток гидроцилиндра может иметь меньшую массу и размеры, но это требует нали-
чия специального блочного помещения в верхней части шахты и повышенной несущей
способности конструкции перекрытия.
Первое из двух вышеупомянутых преимуществ (здание независимо от лифта)
значительно существеннее по сравнению со вторым (тип нагрузки на поршень), поэто-
му второй тип привода нашел меньшее признание у пользователей и применяется лишь
в исключительных случаях.
В связи с этим в дальнейшем будет рассматриваться главным образом первый
вид механизма подъема.
Следует, впрочем, отметить, что, за исключением отдельных конструктивных
особенностей, элементы, входящие в состав двух видов механизмов, существенно не
различаются между собой.
Механизмы первого вида содержат гидроцилиндр одностороннего действия
плунжерного типа, и гидравлическое уплотнение выполняется только между головкой
цилиндра и внешней поверхностью плунжера.
В механизмах второго типа используется гидроцилиндр двойного действия, по-
движная часть которого состоит из штока, проходящего через уплотнительные устрой-
ства головки, на противоположном конце которого располагается поршень с уплотни-
тельными элементами, скользящими по внутренней поверхности гидроцилиндра.
Если в первом случае в качестве корпуса гидроцилиндра можно использовать
практически не обработанную стальную трубу, то во втором - внутренняя поверхность
трубы должна быть механически обработана по высокому классу чистоты.
Это обстоятельство также способствует преимущественному распространению
конструкций гидравлических лифтов плунжерного типа.
Примером наиболее распространенной конструкции механизма подъема гидрав-
лического лифта с канатным мультипликатором может служить вариант компоновки ме-
ханического оборудования, представленный на рис.3.2.
Основу конструкции механизма подъема составляет несущий каркас рамы 1; на
консольную часть которой устанавливается купе кабины той или иной конструкции с
учетом пожелания заказчика.
46
Рис.3.2. Конструктивная схема ме-
ханического оборудования гидрав-
лического лифта: 1- рама кабины; 2
- головка плунжера гидроцилиндра с
канатным блоком и напровляющими
башмаками; 3 - опорная рама анкера;
4 - опорная стойка установки гидро-
цилиндра; 5- оголовок опорной стой-
ки; 6 - рама крепления опорной стой-
ки 4 к направляющим; 7 - рама креп-
ления головки гидроцилиндра к на-
правляющим; 8 - направляющие баш-
маки кабины; 9 - рама крепления на-
правляющих; 10 - тяговые канаты
мультипликатора;! 1 - крепление тяго-
вых канатов к раме каркаса кабины;
12 - стойка пружинного буфера каби-
ны; 13 - планка крепления стойки 12 к
направляющей; 14 - пружина буфера
с опорной плитой; 15 - верхний ко-
нечный выключатель; 16 - планка
крепления конечного выключателя к
направляющей; 17 - кулачок воздей-
ствия на ролик конечного выключате-
ля
Рама 1 центрируется на направляющих 8 посредством комбинированных башма-
ков с роликами и поверхностями скольжения.
Тяговые канаты мультипликатора 10 крепятся к задней консольной части попе-
речной балки каркаса посредством тяг и клиновых втулок 11. Неподвижная ветвь тяго-
вых канатов крепится на опорной раме анкера 3 аналогичным образом или с помощью
пружинной подвески.
Направляющие 8 с помощью специальных рам 9 крепятся к несущей стене зда-
ния посредством закладных элементов или дюбелей. Опорой направляющих в приямке
шахты служит рама анкера 3.
47
Рабочие нагрузки от гидроцилиндра посредством опорной стойки 4 передаются
на пол приямка через опорную раму 3.
Для обеспечения поперечной устойчивости гидроцилиндр в верхней части кре-
пится к направляющим с помощью рамы 7. Аналогичное крепление имеет опорная
стойка гидроцилиндра(п. 6).
Для исключения перекоса в плунжерной паре и повышения продольной устойчи-
вости штока гидроцилиндра, несущая блок головка штока 2 оборудована направляющи-
ми башмаками, скользящими по направляющей кабины.
В связи с наличием канатного мультипликатора, за время подъема кабина прохо-
дит вдвое больший путь, чем головка штока.
Опору гидроцилиндра поэтому приходится поднимать на высоту опорной стойки
4 для исключения столкновения головки с рамой кабины 1.
Высота предельного верхнего положения каркаса кабины контролируется верх-
ним конечным выключателем 16, ролик которого взаимодействует с кулачком 17, за-
крепленным на верхней задней части вертикальной рамы каркаса кабины.
В нижней части на раме 3 устанавливаются пружинные буферы 14 или упоры с
упругими прокладками.
Для повышения поперечной жесткости вертикальной рамы каркаса 1 устанавли-
ваются вспомогательные подкосы из стальных стержней. Подкосы вступают в работу
при срабатывании ловителей кабины, которые обычно устанавливаются в нижней час-
ти рамы каркаса.
Применение канатного мультипликатора с кратностью преобразования переме-
щения штока, равной 2 или 4, обеспечивает заметный выигрыш в стоимости гидроци-
линдра.
Недостатком такого решения является увеличение влияния податливости канат-
ной подвески на точность остановки кабины с различной нагрузкой. Приходится счи-
таться и с дополнительными внутренними сопротивлениями мультипликатора.
Механизмы подъема гидравлических грузовых платформ базируются на приме-
нении гидроцилиндров в сочетании с вспомогательной рычажной системой увеличения
хода грузонесущего органа (см. рис. 1.11). Рычажная система фактически выполняет
роль канатного мультипликатора, но несколько другим способом. Эти вопросы более
подробно рассмотрены ниже.
3.2 Канатные и рычажные мультипликаторы механизмов подъема.
В механизмах подъема гидравлических лифтов с плунжерными и телескопичес-
кими гидроцилиндрами широко применяются канатные механизмы увеличения хода ка-
бины, называемые мультипликаторами. Благодаря этому удается использовать менее до-
рогие гидроцилиндры с небольшим рабочим ходом штока для обеспечения необходи-
мой высоты подъема кабины лифта.
При этом высота перемещения кабины становится кратной величины хода штока
и превышает его в 2 или 4 раза.
Мультипликаторы с повышенной кратностью преобразования (рис. 1.8) переме-
щения, широко использовавшиеся в начале 20 столетия, в настоящее время не применя-
ются.
Опыт эксплуатации таких лифтов показал, что, вследствие податливости канатов
и рабочей жидкости, при кратности более 4-х возникают проблемы с обеспечением
точности остановки в условиях изменения рабочей нагрузки кабины.
48
За выигрыш в пути перемешения кабины приходится платить пропорционально
возрастающим рабочим усилием гидроцилиндра и дополнительными потерями энергии
на преодоление внутренних сил сопротивлений в мультипликаторе.
Канатный мультипликатор представляет собой передаточный механизм, состоя-
щий из системы подвижных и неподвижных блоков, огибаемых канатом, одна ветвь ко-
торого неподвижно закрепляется на раме, тогда как другая воздействует на грузонесу-
щий орган при перемещении подвижных блоков с помощью гидроцилиндра или какой
-либо механической системы привода.
3.2.1 Тяговые органы канатных мультипликаторов
В мультипликаторах гидравлических лифтов в качестве гибких тяговых элемен-
тов применяются стальные канаты, и только в ограниченном числе случаев - грузовые
цепи.
Поступающие на монтаж канаты и грузовые цепи должны иметь документ (сер-
тификат), характеризующий их качественные и прочностные характеристики в полном
соответствии с требованиями государственных и (или) международных стандартов.
По требованиям ПУБЭЛ и международного стандарта EN81-2 число параллель-
ных ветвей канатов или цепей лифтов, перевозящих людей, должно быть не менее 2.
Параллельно работающие ветви канатов должны иметь одинаковые диаметры,
структурные и прочностные характеристики.
Не допускается сращивание ветвей каната.
Используемые стальные канаты не отличаются от тех, которые применяются в
лифтах с электроприводом.
Канаты, огибающие подвижный блок мультипликатора, расположенный в верх-
ней части штока гидроцилиндра, должны обладать хорошей эластичностью и отличной
механической прочностью, т.е. характеристиками, которые присущи канатам тросовой
свивки.
Как правило, используются канаты двойной свивки с 6-8 прядями, каждая из ко-
торых состоит из центральной жилы и нескольких слоев проволочных жил с винтовой
намоткой соответствующего шага и диаметра так, чтобы слой внутренних жил образо-
вывал опору для слоя внешних жил и в то же время служил заполнителем сечения.
Пряди навиваются вокруг органического сердечника, пропитанного канатной
смазкой.
Если проволоки в пряди и пряди в канатах свиваются в одном направлении, в
правом или левом, то такие канаты называются канатами односторонней свивки.
Если свивка проволок и прядей производится в противоположных направлениях,
то канаты называются канатами крестовой свивки (рис.3.3). Последние отличаются по-
вышенной изгибной жесткостью и не склонны к раскручиванию. По направлению свив-
ки канаты различаются на канаты левосторонней и правосторонней свивки.
Рис.3.3. Внешний вид каната двойной
свивки: а - крестовой; b - односторонней.
49
Канаты изготавливаются с точечным касанием проволок между слоями прядей
(ТК) и с линейчатым касанием (ЛК). Характер контакта определяется взаимным поло-
жением проволок в пряди.
Линейчатый контакт, при котором контактные напряжения между проволоками
слоев навивки ниже, легче достигается при различном диаметре проволок в прядях
(ЛК-Р). В этом случае площадь поперечного сечения, занимаемого материалом прово-
лок, повышается на 5 - 10%. Выпускаются также канаты с линейчатым контактом при
одинаковых диаметрах проволок в прядях (ЛК-О).
В гидравлических лифтах преимущественно применяются более гибкие шести-
прядные и восьмипрядные канаты односторонней свивки с линейчатым касанием про-
волок (ЛК) и органическим сердечником.
Сердечник служит базой, относительно которой свиваются пряди и пропитывает-
ся канатной смазкой для предотвращения коррозии и снижения внутреннего трения
между слоями проволок при перегибе на блоке.
В обозначении канатов отечественного производства указывается характер каса-
ния проволок и структура поперечного сечения: например — ЛК-0 6x19 (ГОСТ 3077-80).
По международному стандарту ISO4344/83 аналогичный канат обозначается так:
А + 6 (1+9+9). Буква А обозначает канат двойной свивки, цифра 6 - количество прядей
(стренг), 1 - центральная проволока пряди, 9+9 - означает два пучка проволок по 9 про-
волок в каждом, навитых относительно центральной проволоки.
Расчетный диаметр каната соответствует диаметру окружности, описанной во-
круг поперечного сечения, когда трос подвергается нагрузке, равной 10% минимальной
разрывной нагрузки.
ГОСТ 3077-80(91) предусматривает для лифтовых канатов следующие номиналь-
ные значения величины диаметров каната: 8,8-10,5-11,5-12-13-14-15-16,5-17,5-19,5-
20,5-22-23-25,5-28-30,5.
ISO4344/83 устанавливает следующий ряд диаметров: 8-10-11-13-16-19-22.
Диаметр канатов обычно определяется, исходя из расчетной статической нагруз-
ки растяжения с учетом величины коэффициента запаса разрывного усилия и соотно-
шения между диаметром блока, который огибает канат, и диаметром каната.
Расчетный коэффициент запаса разрывного усилия каната (коэффициент безо-
пасности) определяется, исходя из статической нагрузки каната:
R-m г 1	/-> i\
л =-----> Ы,	(3.1)
s L J
где R - расчетная разрывная нагрузка каната, кН; т - число параллельных ветвей
канатной подвески кабины; 5 - статическая нагрузка каната, кН; [л] - допускаемая вели-
чина коэффициента запаса разрывного усилия, принимаемая по ПУБЭЛ или ISO.
Коэффициент надежности, предусмотренный европейским стандартом EN81.2.
для гидравлических лифтов, должен быть не меньше 12. Аналогичное требование со-
держится в ПУБЭЛ.
Предел прочности каната определяется на основе прочности суммарного сечения
отдельных жил с учетом коэффициента уменьшения, так называемого коэффициента
свивки (скручивания), по формуле:
50
где <jr - минимальная удельная разрывная нагрузка жил, /3 - коэффициент свив-
ки (скручивания, учитывающий сложный характер нагружения проволок), a d - диаметр
жил, составляющих трос.
Что касается минимальной удельной разрывной нагрузки жил, международные
стандарты, которые упоминались выше, предусматривают, что канаты могут изготавли-
ваться из жил, имеющих один класс прочности при растяжении, или из жил, имеющих
разные классы прочности. В первом случае жилы могут иметь классы прочности при
растяжении 1570 Н/мм2 или 1770 Н/мм2 ; во втором случае внешние жилы могут иметь
класс прочности 1570 Н/мм2, а внутренние 1770 Н/мм2.
Коэффициент свивки (скручивания), как правило, определяется производителем
канатов на основе лабораторных испытаний. Коэффициент свивки (скручивания) пред-
ставляет собой отношение между значением действительной разрывной нагрузки, полу-
ченным при разрушающих испытаниях на растяжение, и разрывной нагрузкой, рассчи-
танной для прямых, а не свернутых в спираль тросов. Впрочем, некоторые нормативы,
как. например, норматив, действующий сегодня в Италии, предусматривают, что в лю-
бом случае в расчетах следует применять Д =0,8.
В табл.3.1 и 3.2 (ISO 4344/83) приведены значения минимальной разрывной на-
грузки, на которые следует ориентироваться при проведении разрушающих испытаний
в зависимости от класса прочности жил.
Таблица 3.1 Канаты двойной односторонней свивки типа 6x19
Диаметр каната Мм	Погонная масса каната с органическим сер- дечником кГ / м		Разрывная нагрузка каната КН	
	Материал сердечника		Удельная прочность проволоки Н / мм2	
	пенька	синте- тика	1500	1770
8	0,222	0,217	28,1	33,2
10	0,347	0,339	44,0	51,9
11	0,420	0,410	53,2	62,8
13	0,586	0,573	74,3	87,6
16	0, 888	0,868	113	133
19	1,250	1,220	159	187
22	1,680	1,640	213	251
Таблица 3.2 Канаты двойной односторонней свивки типа 8x19
Диаметр каната Мм	Погонная масса каната с органическим сердечником кГ / м		Разрывная нагрузка каната КН	
	Материал сердечника		Удельная прочность проволоки Н / мм2	
	пенька	синтетика	1500	1770
8	0,231	0,225	31,7	37,4
10	0,361	0,352	49,5	58,4
11	0,437	0,426	59,9	70,7
13	0,610	0,595	83,7	98,7
16	0, 924	0,901	127	150
19	1,300	1,270	179	211
22	1,750	1,700	240	283
51
Концы тросов прикрепляются к кабине и к несущей конструкции (фиксированная
головка) с помощью специальных креплений.
Наиболее распространенной системой крепления, имеющей эффективность, рав-
ную прочности каната, является система с фиксированной головкой формы усеченного
конуса.
Система крепления состоит из тяги, прикрепленной к раме кабины или к конст-
рукции крепления фиксированной головки, и заканчивается муфтой в форме стакана.
Наиболее важной и тонкой операцией при выполнении крепления является закрепление
троса к стакану. Эта операция заключается в заливке внутрь стакана с вставленным кон-
цом троса, жилы которого должным образом загнуты и тщательно обезжирены, сплава
на основе олова и свинца.
Рис.3.4 Элементы крепления каната: а
- с помощью клиновой втулки; б - с по-
В другом широко используемом крепле-
нии применяется конический клин с канавкой,
по которой проходит трос. Клин вставлен в кли-
новую втулку с отверстием для крепления к раме
кабины или к несущей конструкции опорной ра-
мы в приямке шахты. Натяжение троса прижима-
ет клин к клиновому гнезду втулки и не позволя-
ет тросу проскальзывать даже при ослаблении
натяжения. Составляющие элементы такого
крепления каната представлены на рис.3.4.
Несмотря на простоту и быстроту испол-
нения, крепление каната на коуше с прижимны-
ми планками в гидравлических лифтах использу-
ется довольно редко, так как его эффективность в
значительной степени зависит от числа использу-
емых зажимов, от расстояния между ними и от
качества выполнения крепления.
мощью.коуша и прижимных планок	Во всех видах креплений один из двух
концов тяговых канатов мультипликатора снабжен устройством, обеспечивающим вы-
равнивание нагрузки по параллельным ветвям, тогда как другой крепится к конструк-
ции жестко или через амортизирующие прокладки.
Различные варианты конструкции узлов крепления концевой части тяговых кана-
тах представлены на рис.3.5
Рпс.3.5. Устройства крепления концевой части тягового каната мультипликатора: где а.-
жесткое крепление; Ь- с цилиндрической пружиной выравнивания нагрузки; с, d, е - крепление
с амортизирующими прокладками
52
Для выравнивания нагрузки по параллельным ветвям каната используются ци-
линдрические пружины, которые из соображений безопасности устанавливаются таким
образом, чтобы обеспечить их работу на сжатие (рис.3.5 Ь).
К раме кабины канаты могут крепиться жестко (рис.3.5 а) или через амортизиру-
ющие прокладки (рис.3.5. c,d,e).
Ри с.3.6. Конструкция головки штока гид-
роцилиндра с блоком мультипликатора
Подвижный блок мультипликатора, за-
крепленный на головке штока гидроцилинд-
ра, должен перемещаться по отдельным до-
статочно жестким направляющим или по на-
правляющим кабины.
Схема конструкции головки штока ги-
дроцилиндра с блоком мультипликатора при-
ведена на рис.3.6. Её основу составляет ко-
робчатая металлоконструкция рамы с попе-
речной балкой, снабженной по концам баш-
маками скольжения с вкладышами из синте-
тического материала.
3.2.2 Основные характеристики канатного мультипликатора
При проектировании и эксплуатации лифтов с канатным мультипликатором не-
обходимо учитывать их силовые и кинематические характеристики. Для определения
основных характеристик рассмотрим расчетную схему мультипликатора, приведенную
на рис.3.7.
Рис.3.7. Расчетная схема канатного
мультипликатора: где I - неподвиж-
ный блок; 2 - гидроцилиндр; 3 - голо-
вка штока с подвижными блоками; 4 -
блок; 5 - тяговый канат
Предварительно определим величину крат-
ности мультипликатора.
Предположим, что свободная ветвь каната
воздействует на поднимающуюся кабину с усили-
ем 5/ , а шток гидроцилиндра действует на по-
движные блоки с силой Т.
В остальных ветвях канатной системы, в
связи с наличием потерь на преодоление сил тре-
ния в подшипниках блоков и на перегиб канатов,
будут действовать усилия S2, S3, S4.
Для идеального мультипликатора, без внут-
ренних потерь будет справедливо очевидное ра-
венство:
S, = = s3 = = £
(3.3)
Из условия равновесия головки штока с по-
движными блоками следует:
Ej = 0; S’1+S2+S3 + S4-T = 0
(3.4)
С учетом равенства (3.3) получим:
53
Как видим, применив мультипликатор, мы проиграли в величине подъемной си-
лы в 4 раза. Иными словами, для подъема груза потребуется в 4 раза большее усилие на
штоке гидроцилиндра. Таким образом, кратность преобразования усилия, равная 4, ока-
залась равной числу канатов, огибающих подвижные блоки мультипликатора. Однако
нас интересует кратность преобразования перемещения штока гидроцилиндра. Опреде-
лить ее можно на основании закона сохранения энергии (работы).
Из условия закона сохранения энергии следует, что работа грузовой платформы
должна равняться работе, совершаемой штоком гидроцилиндра:
Агл^Аш или S'hm=T-hT	(3.6)
С учетом равенства (3.5) получим: hm -4- hr	(3.7)
Таким образом, проигрыш в силе в 4 раза обернулся выигрышем в перемещении
кабины в 4 раза. Полученная величина и является кратностью мультипликатора Uм ~ 4.
Аналогичным образом определяется величина кратности мультипликатора с дру-
гим числом огибающих подвижные блоки канатов.
До сих пор мы, для простоты рассуждений, не учитывали внутренние потери, ко-
торые определяют КПД мультипликатора. Попытаемся вывести аналитическое выраже-
ние для расчета его величины.
Согласно физическому смыслу коэффициента полезного действия его величина
должна определяться отношением усилия подъемного каната реального мультипликато-
ра к усилию, развиваемому в подъемном канате идеального мультипликатора при том
же усилии на штоке:
<3-8)
о Р г>И
где о) ,-величина усилия подъемного каната реального и идеального поли-
спаста.
Величина подъемного усилия идеального полиспаста определяется из соотноше-
ния, полученного выше (3.5):
о//
=77"	(3.9)
U А/
Для вывода расчетной формулы КПД необходимо определить подъемное усилие
реального мультипликатора с учетом внутренних потерь.
С этой целью обратимся к уравнению равновесия (3.4), предварительно выразив
усилие ветвей каната, огибающих подвижные блоки через обобщенный показатель КПД
блоков и величину подъемного усилия реального мультипликатора:
оР	^Р	qP	р
Qp _	. с/* _	. qP __	.	с/1 —
о2 -	,д3 -	,Л4	у-,...-“77	(3.10)
Лб Лб Лб	Лб	v 7
Подставим выражение (3.10) в уравнение равновесия (3.4) и после алгебраичес-
ких преобразований получим:
т = ^Ь-^+г1б+11б+г1б+......+’7?')	(3.11)
Лб
54
Выражение в скобках представляет сумму ряда, которую можно представить со-
ответствующей зависимостью:


(3.12)
Из выражения (3.12) получим искомую зависимость для определения величины
подъемного усилия каната реального мультипликатора:
cP 'г „л-1
(3.13)
С учетом выражения (3.8) получим аналитическое выражение КПД мультиплика-
тора:

где и = 1/^-величина кратности мультипликатора;
(3.14)
rjs - КПД блока
(= 0,964-0,99-в зависимости от условий смазки подшипников).
С увеличением кратности КПД заметно уменьшается. Так, при КПД блока 0,98,
кратности 8 и прежних условиях оно становится равным 0,93.
3.2.3 Характеристики рычажных мультипликаторов
Конструкция рычажных мультипликаторов (рис. 1.11) применяется в гидравличе-
ских грузовых платформах не только для получения выигрыша в силе, но и для обеспе-
чения компактности в исходном сложенном состоянии. В этих устройствах внутренние
потери связаны с действием сил трения в шарнирных сочленениях рычагов и с сопро-
тивлением качения опорных роликов грузонесущей платформы и опорной рамы.
Рассмотрим особенности конструкции и основные характеристики рычажного
механизма подъема гидравлической грузовой платформы на конкретном примере
(рис.3.8).
Рис.3.8. Гидравлическая грузо-
вая платформа с одноярусным
рычажным мультипликатором:
1,4- шарниры крепления рыча-
гов к опорной раме и грузонесу-
щей платформе; 2 - центральный
шарнир; 3 - шарнир крепления
штока гидроцилиндра; 5, 8 - опор-
ные ролики; 7 - гидроцилиндр од-
ностороннего действия поршне-
вого типа; 9 - опорная рама
Рычажный механизм подобного типа достаточно давно используется в подъем-
ных устройствах на строительстве и получил название «нюрнбергские ножницы». В ка-
55
честве привода используется ходовой винт с левой и правой винтовой нарезкой, уста-
новленный на нижней раме между шарнирами деталей 1 и 8. В зависимости от направ-
ления вращения винта происходит сближение или удаление осей деталей 1 и 8. В каче-
стве привода обычно используется электродвигатель переменного тока или ручной при-
вод.
Эта конструкция могла бы работать от гидроцилиндра, установленного на ниж-
ней раме вместо ходового винта, однако такое решение потребовало бы значительного
рабочего хода штока. Именно по этой причине гидроцилиндр устанавливается так, как
показано на рис. 3,8 иЗ,9.
При небольшом расстоянии между шарниром 2 и шарниром штока 3 удается по-
лучить достаточно большое перемещение грузовой платформы при весьма небольшом
перемещении штока.
Кратность рычажного мультипликатора.
Величина выигрыша в перемещении может оцениваться как и в канатном муль-
типликаторе показателем кратности преобразования вида:
ГТ Н
(3.15)
где H,LS -высота подъема и соответствующее перемещение штока гидроцилин-
дра.
Для вывода аналитического выражения величины показателя кратности рассмот-
рим расчетную схему, представленную на рис.3.9.
На расчетной схеме приняты следующие обозначения: Р - расчетная нагрузка
платформы с учетом силы тяжести её конструкции;	- вертикальные опор-
ные реакции; FD,FE - силы сопротивления качения опорных роликов; Т - текущее зна-
чение рабочего усилия штока гидроцилиндра; /3 - угол наклона рычага; <р - угол накло-
на оси штока; а - угол между осью штока и рычага; h0 - начальная высота оси шарни-
ра ролика; h - высота оси ролика, соответствующая подъему платформы на высоту Н.
Рис.3.9 Расчетная схема механизма рычажного мультипликатора
56
Рабочий ход штока гидроцилиндра, соответствующий подъему на высоту Н :
=	(3.16)
где £ -расстояние между шарниром штока и цилиндра, соответствующее высо-
те Я; - тоже расстояние, соответствующее нижнему предельному положению плат-
формы (Н=0).
Расстояние между осями штока и цилиндра равно:
lc = 7G + afSinp2 + (£- aJCosfi2	(3.17)
С учетом выражений (3.16) и (3.17) ход штока составит величину:
Ls = 7G + «УSinp2+(е-ауCosp2 - 7G + ajsinp2 + (('-aJCosp2	(3.18)
Выразим высоту подъема через геометрические параметры механизма:
H = 2£-(Sinp-SinP0)	(3.19)
Кратность рычажного мультипликатора с учетом(3.15), (3.18), (3.19) равна вели-
чине:
у _	~SinpQ)
R 7G+«У w2+G - «У	2 - 7G+«У Wo +G - *У cosj302	<3'20)
В существующих конструкциях гидравлических грузовых платформ угол /3 изме-
няется от 10° до 60°.
Величина кратности рычажного мультипликатора является нелинейной функци-
ей угла наклона рычагов, поэтому ее величину следует определять для фиксированной
предельной высоты подъема. Из рассмотрения кинематической схемы рычажного меха-
низма и на основании расчетов по формуле (3.20) следует, что перемещение штока гид-
роцилиндра при подъеме платформы от исходного начального положения на высоту Н
соизмеримо с расстоянием между центральным шарниром К и шарниром штока Л/. По-
этому приближенное значение величины кратности рычажного мультипликатора можно
определить по простой формуле:
{/	(3.21)
Я
а
Двухярусная конструкция мультипликатора имеет удвоенную кратность:
п	^t^inp-SinPo). j ,4	(3 22)
а
Рабочее усилие штока гидроцилиндра рычажного мультипликатора.
Для расчета усилия, развиваемого штоком гидроцилиндра, необходимо предвари-
тельно определить опорные реакции в шарнирах и силы трения качения роликов
(рис.3.9).
Необходимо отметить, что в шарнирах А и С силы горизонтальных составляю-
щих реакций равны нулю, в связи с наличием опор качения в точках D,E.
Из кинематики механизма следует равенство сил опорных реакций в верхних и
нижних точках, с левой и правой стороны конструкции.
Составим уравнения равновесия и определим величину опорных реакций в верх-
них опорных точках:
57
^MD = 0; P (?£ Cosfi -ep)-Rc-2e- Cosfi = 0
(3.23)
Решение уравнения равновесия дает величину сил опорных реакций в опорах
слева:
A
2^ • CosP}
(3.24)
Аналогичным способом, из условия равновесия ~ 0 определим силы
опорных реакций в опорах правой стороны конструкции:
D
1
2£- CosP
Силы сопротивления движению опорных роликов:
~ Fe — Rd • co,
(3.26)
где co =
(fK + р • £/г)-величина коэффициента удельного сопротивления дви-
R
жению ролика; D# - диаметр ролика, м; dF - диаметр трения подшипника ролика(при-
ближенное значение - 0,15 4- 0,2£>д ); ju - коэффициент трения подшипника(для подшип-
ника качения - 0,015 - 0,02); fK = 0,0005л/ - коэффициент трения качения ролика по
плоской поверхности.
Без учета моментов трения в шарнирах(за малостью величины), из уравнения
равновесия рычага AD относительно шарнира К определим величину усилия штока ги-
дроцилиндра:
(RAt • CosP)+ RDl  CosP 4- Fd£ • SinP
где г = I • Cosa - плечо приложения силы Т относительно точки К (рис.3.9).
Преобразуем формулу (3.23) с учетом выражений(3.23), (3.24), (3.25) и получим
более простое аналитическое выражение величины усилия штока:
Р £-CosP +a>—tngP
rp_ \2 j	(3.28)
• Cosa
где « = arcCos
- P - угол между осью цилиндра и рычагом.
I
Из аналитического выражения (3.27) следует нелинейная зависимость усилия
штока от угла наклона рычага, которое достигает максимальной величины в нижнем
предельном положении платформы при Р = Ро.
Коэффициент полезного действия рычажного мультипликатора
В связи с нелинейным характером зависимости силовых и кинематических пара-
метров рычажной системы, для вывода формулы расчета КПД воспользуемся энергети-
ческим подходом и представим его величину как отношение полезной работы по подъ-
ему груза к суммарной работе, включающую работу по преодолению внутренних сопро-
тивлений, связанных с силами сопротивления качению опорных роликов и действием
моментов сил трения в шарнирах:
н
п =
где Ан полезная работа по подъему груза на высоту Я; AF, AMF - работа по преодо-
лению сил сопротивления движению роликов и вращению шарниров.
Полезная работа выражается простой зависимостью:
Ап = Р  Н = 2Р • e(SinP - SinPQ)	(3.30)
Работа сил сопротивления движению роликов определяется интегрированием:
F
где dAF (р)= 2FD-dx = 2RD a>dx дифференциал работы сил трения.
Дифференциал пути перемещения ролика определяется дифференцированием:
— =	= 21. Sinp	(3.32)
d/3	dp
откуда dx = 2£- Sinp • dp
После соответствующих преобразований работа сил сопротивления равна:
AF = 2Р  а> • IР • £	dp = 2Pa>tr- (-(n\CosP| + £п\СозР01)	(3.33)
Работа сил сопротивления вращению шарниров А, С, D, Е, К определяется инте-
грированием по поверхности пальцев шарниров в пределах изменения угла от Р до р(}:
работа шарниров А, С - A*fF
= 2^-r^RAdp =
работа шарниров Е, D- А^ = 2 • р • г
3
'о ( • Со$Р
'dp\
работа в шарнире К - A^F = р • г £ Р-dp = Ррг(р - Ро) ;	(3.34)
где р - коэффициент трения подшипника(0,00015 качения, 0,06 - 0,1 скольжения );
г - радиус трения подшипника.
В верхних двух формулах(3.34) входят стандартные интегралы, имеющие реше-
ние:
При использовании в шарнирах подшипников качения основная доля внутренних
потерь связана с качением опорных роликов, что позволяет использовать упрощенную
зависимость для расчета КПД рычажного мультипликатора:
„ _	(SinP-SinP0)
^R “	х /	/
(SinP - SihPq )+ co • — • (- &?|Cas/3| + £п\Со$Р0
(3.36)
59
Если предположить, что и ш = 0.1 (заклинило подшипники роликов) при
изменении угла наклона рычага от 10 до 60° то rjR. При увеличении величины отноше-
ния КПД рычажной системы будет уменьшаться.
В заключение можно отметить,что КПД рычажного мультипликатора соизмерим
с КПД канатного и его работа достаточно эффективна.
3.3. Гидроцилиндры механизма подъема
Гидроцилиндром называется объемный гидродвигатель с возвратно-поступатель-
ным перемещением концевого звена, который преобразует энергию потока рабочей
жидкости в механическую работу.
Основу конструкции гидроцилиндра составляет внешняя цилиндрическая обо-
лочка ,внутри которой под давлением рабочей жидкости перемещается подвижное зве-
но в виде штока с поршнем или плунжера.
Классификация гидроцилиндров лифтов и подъемников.
По принципу действия: гидроцилиндры одностороннего и двухстороннего дей-
ствия.
В гидроцилиндрах одностороннего действия рабочий ход осуществляется под
действием давления рабочей жидкости , а возвратное движение - под действием силы
тяжести массы груза и грузонесущего органа подъемной машины.
По конструкции подвижного звена: поршневые, плунжерные и телескопичес-
кие.
В поршневых гидроцилиндрах на подвижном звене в виде штока установлен
поршень, скользящий по внутренней поверхности цилиндра. При этом диаметр поршня
существенно больше диаметра штока.
В плунжерных гидроцилиндрах шток одновременно играет роль поршня, пере-
мещающегося с радиальным зазором относительно внутренней поверхности цилиндра.
Таким образом, диаметр поршня равен диаметру штока, который скользит по направля-
ющим поверхностям головки цилиндра с уплотнительными устройствами.
Телескопические гидроцилиндры относятся к классу поршневых и отличают-
ся наличием составной телескопической конструкции подвижной части с уплотнитель-
ными устройствами и поршнями, установленными на внутренней торцевой части каж-
дой секции штока.
Иллюстрацией конструктивных различий гидроцилиндров могут служить их схе-
матичное изображение на рис.3.10 и внешний вид на рис.3.11.
Цилиндр содержит жидкость под давлением, которая с помощью поршня или
плунжера поддерживает кабину лифта или грузовую платформу.
В гидравлических лифтах и подъемниках преимущественно применяются гидро-
цилиндры одностороннего действия поршневые, плунжерные и телескопические.
Поршневые гидроцилиндры двухстороннего действия применяются значительно
реже, только в тех конструкциях где шток гидроцилиндра работает на растяжение.
Схема лифта и общий вид гидроцилиндра двухстороннего действия, работающе-
го на сжатие, представлены на рис.3.12.
На схеме общего вида лифта (рис.3.12Ь) штоковая и поршневая часть гидроци-
линдра соединены трубопроводом. Такое включение называется дифференциальным и
используется в лифтах с гидроцилиндрами, работающими на растяжение.
60
Рис.3.10 Схемы гидроцилнндров привода
лифтов и подъемников: а - поршневой; b -
плунжерный; с - телескопический
a) b) c)
Рис.3.11 Внешний вид характерных конструкций лифтовых гидроцилиндров
Рнс.3.12.Схема лифта с гидроци-
линдром, работающим на растя-
жение: 1 - головка с уплотнитель-
ными и направляющими устройст-
вами; 2, 7, 8 - штуцер подачи ра-
бочей жидкости; 3 - шток; 4 - ци-
линдрический корпус; 5 - поршень
с направляющими и уплотнитель-
ными устройствами; 6 - конструк-
ция крепления гидроцилиндра к
неподвижной анкерной раме
61
Следует отметить, что подобная конструкция лифта, в силу рассмотренных ранее
недостатков, вытесняется лифтами с гидроцилиндрами, работающими на сжимающие
нагрузки.
Поршневые гидроцилиндры одностороннего и двухстороннего действия приме-
няются преимущественно в конструкции рычажных гидравлических грузовых плат-
форм, так как они, в отличие от плунжерных, не требуют специальной направляющей
для головки штока.
Плунжерные гидроцилиндры прямого действия и с канатным мультипликатором
широко используются в лифтах различного назначения для малоэтажных зданий, так
как имеют достаточно технологичную конструкцию и относительно небольшую стои-
мость.
Телескопические гидроцилиндры в связи с компактностью конструкции, в систе-
мах с прямым воздействием на кабину, позволяют исключить необходимость в глубокой
яме под полом приямка или полностью отказаться от нее при их размещении сбоку от
кабины.
Подвод рабочей жидкости обычно производится через боковое отверстие в кор-
пусе плунжерного или одноступенчатого поршневого гидроцилиндра или через осевое
отверстие в первой секции штока телескопической конструкции (см. раздел 3.2.2).
Основными параметрами гидроцилиндра являются: номинальное рабочее давле-
ние рабочей жидкости - pR\ внутренний диаметр гильзы - dc; ход перемещения штока
(плунжера) - LT; наружный диаметр штока(плунжера) - ds. По этим параметрам опреде-
ляется величина усилия, развиваемого штоком - Т, а при известном значении скорости
перемещения - Иг, и необходимый расход потока рабочей жидкости, создаваемый насо-
сом - QH.
Основные параметры гидроцилиндров лифтов определяют по международным
стандартам в связи с отсутствием массового производства лифтов в России и неразра-
ботанностью соответствующих нормативных материалов.
Параметры гидроцилиндров для грузовых платформ могут выбираться по отече-
ственным стандартам: ГОСТ 6540-70 - параметры поршневых гидроцилиндров и
ГОСТ 16514-80 - общетехнические требования к гидроцилиндрам. При использовании
гидрооборудования зарубежных фирм также должны использоваться международные
стандарты.
Рассмотрим основные расчетные соотношения, характеризующие работу гидро-
цилиндра. Схема расчета параметров гидроцилиндра представлена на рис.3.13
Рассмотрим работу гидроцилиндра прямого действия при подъеме груза с уста-
новившейся скоростью и постоянной величиной гидростатического давления. Актив-
ной силой является сила давления рабочей жидкости на поршень (рис.3.13 а). Ей проти-
водействует внешняя нагрузка штока Г, сила трения между стенкой цилиндра и порш-
нем Fp, сила трения между штоком и уплотнительным устройством головки цилиндра
Fs и гидравлические потери в штоковой полости, связанные с потерями в сливной маги-
страли.
Из условия равновесия штока следует:
а)	для поршневого
<337>
62
Рис.3.13 Расчетная схема гидроцилнпдра. На
схеме приняты следующие обозначения: Т -
внешняя нагрузка штока (плоунжера); dc, ds - ди-
аметр внутренней поверхности цилиндра и на-
ружной поверхности штока; Fp, Fs - сила трения
уплотнений поршня и штока, соответственно; pR,
ps - величина статического давления в поршне-
вой и штоковой полости гидроцилиндра; Qp, Qs
- расход рабочей жидкости в напорном и сливном
трубопроводах.
Ь)	для плунжерного
T = Ph^~Fs	(3.38)
Величина гидравлических потерь в поршневом гидроцилиндре составляет:
(3.39)
Механические потери, связанные с действием сил трения
а) для поршневого
(3.40)
Ь) для плунжерного
=H-n-pK-dshs,
(3.41)
где р - 0,1 - приближенное значение коэффициента трения уплотнительного
кольца относительно стальной шлифованной поверхности; hR, hs - высота уплотняющей
части уплотнительного кольца, прилегающей к цилиндру или штоку.
Гидромеханический коэффициент полезного действия гидроцилиндра:
=	,	(3.42)
где Р- pR —P~PR —толкающее усилие поршня и плунжера.
В инженерных расчетах величина гидромеханического КПД выбирается в преде-
лах 0,92-ь 0,98 в зависимости от рабочего статического давления. Меньшие значения
соответствуют давлению до 10 Мпа, что примерно соответствует рабочим давлениям в
гидроприводе лифтов и грузовых платформ.
Таким образом, усилие на штоке и плунжере можно определять по формуле:
Т = Рт]ш	(3.43)
63
Скорость перемещения штока поршня:
при подаче жидкости в поршневую полость
V = ^L
7rd2
при подаче жидкости в штоковую полость
,z_
(3.44)
В поршневой гидроцилиндр двустороннего действия жидкость можно подавать
одновременно в обе полости. В этом случае поршень будет перемещаться в сторону
штока со скоростью:
у -
nd2
Усилие на штоке будет определяться плошадью поперечного сечения штока:
T = —^-pR-riM	(3..47)
(3.46)
где “ р М механический КПД гидроцилиндра.
Подключение гидроцилиндра к насосу с одновременной подачей жидкости в
штоковую и поршневую полости называется дифференциальным. Жидкость, вытесняе-
мая из штоковой полости, перетекает в поршневую, складываясь с потоком от насоса.
Для реверсирования направления движения штока при подаче жидкости в штоковую по-
лость поршневая полость должна соединяться со сливной магистралью.
Для получения одинаковой скорости движения штока в прямом и обратном на-
правлениях, при дифференциальном включении цилиндра, необходимо выполнить ус-
ловие); 10]:	пг
(3.48)
S ”
2
Гидроцилиндры одностороннего действия развивают усилие только в одном на-
правлении. Обратный ход осуществляется под действием силы тяжести груза и грузоне-
сущего устройства.
Скорость подъема штока плунжерного гидроцилиндра определяется по формуле
(3.46).
При необходимости, связанной с размещением оборудования, может использо-
ваться схема параллельной работы нескольких гидроцилиндров одностороннего дейст-
вия.
При применении телескопических гидроцилиндров и подаче жидкости в поршне-
вую полость расчетное усилие на концевой секции штока составляет величину[10]:
7’ = Т&’</с-(г-1>^]/’яПм,	(3.49)
где z - число секций; ds - внутреннй диаметр большого цилиндра и наружный
диаметр штока верхней концевой секции.
Скорость выдвижения штока телескопического гидроцилиндра составляет:
rz _
(3.50)
В гидроцилиндрах грузовых платформ с упрощенной системой управления для
предотвращения ударных нагрузок в конце хода штока при опускании могут использо-
64
ваться гидравлические демпфирующие устройства. Принцип действия этих устройств
основан на образовании замкнутого объема рабочей жидкости и последующего её дрос-
селирования через калиброванное отверстие или кольцевой зазор. Вариант конструкции
подобного устройства приведен на рис.3.14.
Рис.3.14 Схема демпфера: 1 - поршень; 2 -
конический выступ на торце поршня; 3 - кони-
ческое углубление в днище цилиндра ; 4 - об-
ратный клапан
Наличие конической формы выступа 2 обеспечивает плавное уменьшение коль-
цевого зазора и плавное замедление поршня за счет дросселирования жидкости.
В начале замедления жидкость выжимается поршнем через обратный клапан в
коническое углубление и постепенно в работу вступает процесс дросселирования жид-
кости через уменьшающийся кольцевой зазор. Радиальное отверстие в зоне установки
клапана имеет технологическое назначение и перекрыто пробкой.
3.3.1 Одноступенчатые гидроцилиндры
В конструкции гидравлических лифтов и грузовых платформ широко применя-
ются гидроцилиндры плунжерного типа и поршневые одноступенчатой, не телескопи-
ческой конструкции. Они могут воздействовать на кабину или грузовую платформу не-
посредственно (гидроцилиндр прямого действия) или посредством мультипликатора.
Конструктивная схема плунжерного гидроцилиндра представлена на рис.3.15
Рнс.3.15. Плунжерный гидроцилиндр: 1 -
плунжер; 2 - винт воздушной пробки; 3 - анти-
фрикционные направляющие плунжер кольца;
4 - кольцо - пылесъемник; 5 - винт крепления
рамы блока мультипликатора или сферической
опоры; 6 - крышка головки цилиндра; 7 - про-
кладка уплотнительная; 8 ~ кольцо уплотни-
тельное; 9 - гнездо установки штуцера трубо-
провода; 10 - корпус цилиндра; 11 - упор плун-
жера с амортизирующим кольцом; 12 - дно с
кольцевой проточкой для уменьшения концент-
рации механических напряжений
3 - 5771
65
Основу конструкции гидроцилиндра плунжерного типа составляет стальная
гильза из необработанной прокатной или сварной трубы 10. В нижней части трубы при-
варено днище с кольцевой проточкой 12, а в верхней установлена головка с пылесъем-
ным кольцом 4, уплотнительной прокладкой 7, уплотнительным кольцом 8 и направля-
ющими антифрикционными кольцами 3.
На корпусе головки предусмотрен винт воздушной пробки 2 для выпуска нако-
пившегося воздуха и облегчения заполнения цилиндра рабочей жидкостью.
Вокруг нижней внешней части головки цилиндра установлен маслоотражатель
13 с трубкой для слива рабочей жидкости, которая в небольших количествах выносит-
ся из цилиндра поверхностью плунжера.
Резьбовое отверстие 9 в корпусе цилиндра служит для присоединения штуцера
подающего трубопровода.
Днище гидроцилиндра может устанавливаться в приямке шахты посредством
специальной опорной плиты или, при наличие мультипликатора, - на промежуточную
опорную стойку достаточной прочности и жесткости.
Плунжер 1 изготовлен из стальной трубы, с тщательно обработанной поверхнос-
тью.
В верхней части плунжера установлен болт крепления опорной плиты или корпу-
са блока канатного мультипликатора. Внизу с помощью винта закреплён упор с амор-
тизирующим кольцом 11, предотвращающий выход плунжера из цилиндра в верхнем
предельном положении.
При большом рабочем ходе плунжера или в случае установки гидравлического
лифта в уже построенном здании используется составная конструкция цилиндра и
плунжера, собираемая из двух или более частей (рис.3.16; 3.17).
Рис.3.16. Способы соединения секций кор-
пуса гидроцилиндра: а - винтовой муфтой;
b - с помощью фланцев
Рис.3.17. Способ соединения
секций плунжера или
штока
Соединение секций корпуса гидроцилиндра осуществляется винтовой муфтой
(рис 3.16 а) или при помощи фланцевой конструкции с соответствующими уплотнитель-
ными кольцами(рис.3.16 Ь).
66
Как уже говорилось, цилиндр полностью изготовлен из стали. Тем не менее, не-
обходимо принимать надлежащие меры для того, чтобы, во-первых, внешняя поверх-
ность была защищена от коррозии, которая может возникать вследствие окисления под
воздействием электролитов или блуждающих токов, и, во-вторых, чтобы был возможен
контроль, прямой или косвенный, состояния цилиндра для того, чтобы планировать за-
мену цилиндра прежде, чем возникнет опасная ситуация.
Не вдаваясь в подробности механизма коррозии, ограничимся кратким описани-
ем наиболее распространенных методов борьбы с этим явлением.
Цилиндр может помещаться в лифтовой шахте сбоку от кабины или в углублении
в грунте.
В первом случае для борьбы с коррозией достаточно тщательной окраски, обнов-
ляемой по мере необходимости. Контроль состояния цилиндра в этом случае прост бла-
годаря возможности его полного визуального осмотра.
Дело обстоит сложнее, когда цилиндр установлен в углублении в грунте. Дейст-
вительно, в этом случае, даже если при выполнении углубления используется обсадная
стальная труба во избежание осыпания грунта при установке, цилиндр неизбежно кон-
тактирует с землей и с грунтовыми водами. Кроме того, нет возможности осматривать
внешнюю поверхность цилиндра, так как для каждого осмотра его надо было бы выка-
пывать из грунта, что на деле означало бы демонтаж лифта.
Отсюда возникает необходимость в эффективной защите внешней поверхности
цилиндра, причем здесь нельзя ограничиваться простой окраской.
Метод пассивной защиты, который дал хорошие результаты, состоит в том, что
цилиндр помещают в пластиковый контейнер. Для этого используется труба из ПВХ, за-
крытая снизу и обладающая достаточной длиной, чтобы вместить цилиндр.
Недостаток этого метода заключается в том, что со временем контейнер стано-
вится хрупким и под воздействием вибрации, передаваемой цилиндром, в нем могут об-
разовываться трещины с последующей потерей защитных свойств.
Другой метод, который дал отличные результаты, в том числе при защите нефте-
проводов, заключается в обертывании цилиндра несколькими слоями клейкой ленты из
ПВХ.
Как в первом, так и во втором случаях при установке цилиндра необходима мак-
симальная осторожность, чтобы не повредить защитную оболочку.
В некоторых случаях применялась катодная защита, при которой, как известно,
цилиндр работает как анод электролитической ячейки.
Как показано на рис. 3.18, отрицательный полюс генератора электрического тока
подсоединен к цилиндру, а положительный полюс к катоду, который может состоять из
цинковых или магниевых электродов (Рис. 3.18а) или той же стальной трубы, напол-
ненной грунтом (Рис. 3.18 Ь). В последнем случае труба должна быть хорошо электри-
чески изолирована от цилиндра или от других металлических конструкций установки
во избежание короткого замыкания, уничтожающего эффект защиты.
Надлежащие проверки и измерения позволяют определять состояние катодов и
планировать их замену.
Для защиты цилиндра и в то же время для контроля его состояния несколько лет
назад был запатентован так называемый цилиндр с двойной стенкой. Он состоит из са-
мого цилиндра, помещенного при изготовлении в другой цилиндр, который и должен
контактировать с грунтом, и, следовательно, только он подвержен химической или эле-
ктролитической коррозии, оставляя в сохранности внутренний цилиндр.
67
3*
Рис.3.18. Катодная защита поверхности заглубленных в землю цилиндров: а - катод из зары-
тых в землю электродов; b - катод из внешней стальной трубы; 1 - внешняя стальная труба,
гальванически соединенная с гидроцилиндром, 2 - гидроцилиндр; 3 - выпрямитель переменно-
го тока; 4 - катод
В этом случае две полости цилиндра не сообщаются между собой (рис.3.19).
Контроль состояния внешнего цилиндра осуществляется путем проверки уровня
жидкости во внешней полости, которая в этом случае контактирует с внешней средой
через наружную стенку цилиндра. Степень и скорость понижения уровня жидкости ука-
зывают на состояние цилиндра в целом. Если наружная стенка корродирует, происходит
утечка и уровень жидкости понижается.
Надежная и безопас-
ная работа лифтов и гидрав-
лических грузовых плат-
форм в большой степени за-
висит от прочностных ха-
рактеристик конструкции
гидроцилиндров.
В связи с этим, при
проектировании гидравли-
ческого оборудования необ-
ходимо решить две задачи:
обеспечить прочность кор-
пуса гидроцилиндра и про-
дольную устойчивость по-
движной части.
Толщина стенок ци-
линдрического корпуса
должна быть достаточной
для того, чтобы выдержать
давление рабочей жидкости
при механических напряже-
ниях, не превышающих до-
пустимого нормативного
уровня.
68
Рис. 3.19. Цилиндр с двой-
ной стенкой: 1 - опорная
плита плунжера; 2 - плун-
жер; 3 - корпус гидроцилин-
дра; 4 - щуп для контроля
уровня жидкости; 5, 6 - мет-
ка верхнего и нижнего пре-
дельного уровня жидкости;
7 - внешний цилиндр; 8 -
воздушная пробка
Расчет ведется на удельную разрывную нагрузку или предел текучести сг5 мате*
риала трубы при максимальной статической нагрузке или на номинальное давление р
настройки клапана предельного давления с учетом коэффициента запаса прочности.
По условию прочности толщина стенки корпуса гидроцилиндра не должна быть
меньше расчетной величины:
и •p Dc t s
с — п + дсо ,мм
2 • crv
(3.51)
где п - коэффициент запаса прочности(по нормативам EN81.2); р, (js - номиналь-
ное давление настройки клапана предельного давления и предел текучести материала
цилиндра, Мпа; Dc - внешний диаметр корпуса цилиндра, мм; 8С0 - дополнительный за-
пас толщины стенки с учетом коррозии и возможного износа( по европейским нормам
- 1 мм).
В связи со сложным характером напряженного состояния зоны соединения дни-
ща с корпусом цилиндра предпочтение отдается конструкции плоского днища с кольце-
вой проточкой, снижающей уровень растягивающих напряжений в сварном
шве(рис.3.20).
г12 0,2-бс Л 25
U\ £ 1,5-5с
hl 2 £/1 + Л
6,- 355 Н/мм2
Рис. 3.20. Днище с кольцевой проточкой и расчетные формулы
20 •
ei 20,4 dc
10 б,
U\ 21,3 Нг-Л
На рисунке приняты следующие дополнительные обозначения: р - статическое
давление рабочей жидкости, кг /см2 (0,1 МПа); dc - внутренний диаметр цилиндра, мм.
Приведенные расчетные зависимости рекомендованы итальянской фирмой GMV.
3.3.2 Одноступенчатые штоки, работающие на сжатие
В лифтах, в которых нагрузка, создаваемая собственным весом лифта и весом
поднимаемых пассажиров или грузов, приходится на основание шахты, поршень пере-
мещается в том же направлении, что и кабина. Поскольку жидкость под давлением, про-
тиводействующим действию нагрузки, стремится выталкивать поршень из цилиндра,
для удержания жидкости достаточно и наиболее экономично устанавливать только одно
уплотнение на головке цилиндра [23].
Как уже говорилось, шток поршеня может оказывать прямое или косвенное воз-
действие на корпус кабины.
В первом случае его верхняя часть оборудуется сферической самоустанавливаю-
щейся опорой. Это позволяет уменьшить передачу на шток изгибающих моментов, ко-
торые могут возникать при загрузке и разгрузке или при эксцентричном положении гру-
за в кабине.
69
Во втором случае, т.е. когда кабина удерживается канатами, к верхней части што-
ка гидроцилиндра прикрепляется стальная рама со шкивами канатного мультипликато-
ра (рис.3.6). Эта конструкция имеет ползуны, которые скользят по направляющим, обес-
печивая вертикальную траекторию перемещения головки штока и исключая перекос в
плунжерной паре.
Как в одном, так и в другом случае поршень действует как стержень, на верхний
конец которого действует сила тяжести кабины и груза.
Конструкция штока должна обладать достаточной прочностью и необходимым
запасом продольной устойчивости.
Из теории продольной устойчивости известно, что устойчивая или неустойчивая
форма оси сжатого стержня существенно зависит от величины сжимающей силы.
Сжимающая нагрузка стержня, при которой прямолинейная форма его продоль-
ной оси перестает быть формой устойчивого равновесия, получила название критиче-
ской.
При нагрузке, превышающей критическую величину, прямолинейная форма оси
стержня становится неустойчивой и стержень переходит к новой криволинейной форме
устойчивого равновесия. Эта криволинейная форма устойчива, но даже при крайне не-
большом превышении критической нагрузки внезапно возникает резко нарастающий
поперечный прогиб стержня, завершающийся его разрушением, так как напряжения до-
стигают предела прочности материала. Так, при шарнирном закреплении верхнего и
нижнего концов продольно сжатого стержня, даже если нагрузка превышает критичес-
кое значение всего на 0,1 %, максимальный прогиб в середине пролета стержня длиной
I имеет величину УЛ1£КС = 0,0282 • £ .
Математическое исследование продольной устойчивости впервые было выполне-
но известным русским математиком Эйлером еще в 1744 году. Им была получена ана-
литическая зависимость для расчета величины критической силы, при которой сжатый
стержень с жесткой заделкой опорной части теряет устойчивость:
где £ - модуль упругости материала стержня, Н/см2; /,£- момент инерции попе-
речного сечения, см4 и длины стержня, см.; р - коэффициент приведенной длины, учи-
тывающий характер крепления стержня( р = 2 - жесткая заделка; р = 1 -шарнирное креп-
ление верхней и нижней части стержня). Эта формула в дальнейшем получила название
формулы Эйлера и положила начало многочисленным исследованиям в области про-
дольной устойчивости различных конструкций.
При практическом рассмотрении задачи продольной устойчивости штока гидро-
цилиндра, следует помнить, что в идеальном случае, т.е. когда предполагается, что ось
стержня идеально прямолинейна, материал однороден, а точка приложения нагрузки на
верхний конец совпадает с центром поперечного сечения, кривая сила-деформация яв-
ляется прямой линией, совпадающей с осью нагрузки (отрезок 1 на рис. 3.21). Иначе го-
воря, под действием силы, меньшей, чем критическая Ре, ось штока остается прямоли-
нейной [23].
С чисто теоретической точки зрения, даже если Р> Ре, ось может оставаться пря-
молинейной (отрезок 2). Однако, достаточно незначительного изменения нагрузки для
перехода от состояния неустойчивого равновесия к изгибу стержня (отрезок 3), посколь-
ку линия действия нагрузки уже не проходит через центр тяжести сечения и возникает
70
момент сжимающей силы Ме, зависящий от величины деформации стержня. Лавинооб-
разное возрастание изгибающего момента приводит к потере устойчивости с последу-
ющим разрушением стержня.
Рис.3.21. График зависимости деформации штока от сжимающей силы
В идеальном случае до тех пор, пока нагрузка Р< Ре, стержень остается прямым
в состоянии устойчивого равновесия. Если же сжимающая сила Р достигает значения
Ре, происходит внезапное разрушение, когда внутренние напряжения, вызванные проги-
бом, превышают предел прочности материала.
В реальной производственной практике условия идеальной прямолинейности,
однородности материала и точного совпадения точки приложения нагрузки с центром
тяжести сечения стержня конечно же, никогда не выполняются.
Продольно сжатый стержень изгибается даже при нагрузке меньше Ре (отрезки 4
и 5 на рис.3.21), так как при наличии начального эксцетрицитетау^ стрела прогиба уве-
личивается с ростом нагрузки Р, пока величина механических напряжений в материале
стержня не достигнет предела прочности и стержень не разрушится.
Предельная нагрузка Рсп соответствующая достижению предела прочности, тем
больше приближается к, критическому значению Ре, чем меньше начальное значение
величины^ и чем эффективнее меры по устрайению начальных конструктивных и тех-
нологических дефектов.
Проблема предельной нагрузки штока гидроцилиндра имеет два аспекта: устой-
чивость и прочность.
Вопросы продольной устойчивости имеют преимущественное значение при от-
носительно небольших начальных дефектах и тонкостенной конструкции штока.
Прочностной аспект превалирует при наличии существенных начальных дефек-
тов и значительном поперечном сечении штока.
При использовании гидравлических лифтов, кроме исключительных случаев,
поршни могут быть сравнимы с тонкими стержнями, поэтому большое значение приоб-
ретает их устойчивость к пиковым предельным нагрузкам.
71
Что касается неизбежных дефектов, следует учитывать, что в процессе изготов-
ления обеспечивается почти абсолютная прямолинейность оси штока. Отклонение от
прямолинейности оси не превышает 0,5 мм на длину штока (плунжера).
Для исключения дополнительных погрешностей в ходе монтажа максимальное
внимание следует уделять тому, чтобы поршень занимал строго вертикальное положе-
ние и чтобы действие его силы тяжести не создавало начального прогиба.
Конструкция гидравлических лифтов, при наличии направляющих кабины, сфе-
рической самоустанавливающейся опоры головки штока гидроцилиндра прямого дейст-
вия или дополнительных направляющих башмаков при канатной подвеске кабины,
практически обеспечивает центральное приложение нагрузки и отсутствие действия по-
перечных сил на продольно сжатый шток гидроцилиндра.
Следовательно, с хорошим приближением, можно считать, что определяющей ус-
тойчивость штока величиной является величина критической нагрузки Ре при соответ-
ствующем нормативном значении коэффициента запаса устойчивости.
При прочностном расчете по пределу текучести шток отождествляется с толстым
стержнем, когда его относительное удлинение не превышает 100 * ПО.
Как в случае применения гидроцилиндра прямого действия, так при использова-
нии канатного мультипликатора верхняя часть штока имеет шарнирное крепление, до-
пускающее только вертикальное перемещение.
Нижняя часть штока плунжера, при полностью выдвинутом расчетном положе-
нии, фиксируется направляющими кольцами головки цилиндра.
Поскольку расстояние между направляющими кольцами ограничено, можно счи-
тать, что и на нижнем конце поршня имеется шарнир.
Согласно нормам международного стандарта и нормативам, действующим в Ита-
лии в настоящее время, поршень должен быть рассчитан на:
-	простое сжатие с коэффициентом надежности(запаса) не ниже 6 относительно
величины предела прочности применяемого материала;
-	устойчивость при критической нагрузке Ре с коэффициентом надежности не ни-
же 3, при шарнирном креплении и минимальной гибкости Л = 100.
При поверочном расчете штока за основу принимается максимальная величина
статического давления рабочей жидкости на обратный клапан при остановке кабины на
верхнем этаже с массой груза, равной грузоподъемности:
где Р, Рк, Рт - соответственно, сила тяжести груза, кабины, тяговых канатов; Р5,
Рв - соответственно, сила тяжести штока(плунжера) и блоков мультипликатора; UM -
кратность канатного мультипликатора; А - площадь поперечного сечения поршня(плун-
жера); у - удельный вес рабочей жидкости; h - высота столба жидкости над уровнем ус-
тановки обратного клапана.
Должны выполняться следующие граничные условия:
-	прочности на сжатие
где пь - коэффициент запаса прочности на разрыв(по нормам GMB пь = 6);	-
предел прочности материала; F - площадь поперечного сечения штока (плунжера)
продольной устойчивости
(3.55)
жера), равная расстоянию от верхней опорной точки до верха головки цилиндра; Л F -
момент инерции и площадь поперечного сечения плунжера.
Обычно плунжер (шток) имеет полую конструкцию и изготавливается из прокат-
ных или сварных стальных труб с поверхностной механической обработкой по высоко-
му классу чистоты.
Такое решение позволяет уменьшить вес поршня без существенного снижения
величины момента инерции сечения, который в этом случае рассчитывается так:
/ = ZL^..6_aO,	(3.56)
64 v 7
где ds - наружный диаметр плунжера (штока); а -
- отношение внутрен-
него диаметра трубы плунжера (штока) dS} к наружному.
Что касается целесообразности уменьшения веса поршня, то следует учитывать,
что если, с одной стороны, вес поршня в сумме с весом кабины определяет фазу спуска
лифта, то с другой стороны, он служит для задания максимального статического давле-
ния, лежащего в основе определения размеров всего гидравлического оборудования. И,
наконец, не следует забывать о том, что на его подъем также затрачивается энергия.
Известно, что центральная часть заполненного круглого сечения незначительно
влияет на увеличение момента инерции.
Поскольку при одинаковом внешнем диаметре уменьшение веса, достигаемое
благодаря полой конструкции, более ощутимо, чем последующее уменьшение момента
инерции, можно достичь нужного компромиссного решения. Обычно это достигается
при использовании тонкостенной трубы, при а > 0,7
Имели место многочисленные попытки повышения продольной устойчивости
плунжеров(штоков) различными техническими приемами. Одни предлагали заполнить
полую часть инертным газом при повышенном давлении, другие- заполнить ее рабочей
жидкостью.
Все они оказались безуспешными, так как не уменьшали и принципиально не
могли уменьшить поперечную гибкость, определяющую эффект потери устойчивости.
Внешняя поверхность поршня тщательно шлифуется для уменьшения трения и
износа уплотнений. Опыт показывает, что бесполезно, а в некоторых случаях и нежела-
тельно, чрезмерно уменьшать шероховатость поверхности.
При использовании плунжеров (штоков) с тщательно полированной и хромиро-
ванной поверхностью с шероховатостью 0,025 * 0,2 мкм, существенно уменьшается со-
противление трению и повышается срок службы уплотнений. Однако, в этом случае
отмечаются явления прилипания уплотнений, в связи с чем, плунжер начинает двигать-
ся рывками. Выходом из подобной ситуации является соответствующий выбор матери-
ала уплотнений.
73
3.3.3.	Телескопические поршни, работающие на сжатие
Многоступенчатый поршень состоит из двух или более элементов, которые пере-
мещаются относительно друг друга, образуя телескопическую систему, откуда и про-
изошло название «телескопический гидроцилиндр».
Длина телескопического гидроцилиндра в среднем равна длине хода лифта, де-
ленной на количество ступеней, образующих подвижную часть системы.
Благодаря этому свойству в некоторых случаях предпочтение отдается именно
телескопическим поршням, поскольку при их использовании отпадает необходимость в
особенно глубоких отверстиях в грунте, или же поршень может устанавливаться сбоку
от кабины с непосредственным воздействием на ее корпус.
Телескопические поршни имеют разный вид и различную конструкцию в зависи-
мости от принятого решения, связанного с двумя требованиями: продольная устойчи-
вость и синхронизация перемещения ступеней.
В отношении первого требования совершенно очевидно, что если не приняты
надлежащие меры конструктивного характера для того, чтобы при раздвижении порш-
ня оси отдельных составляющих поддерживались, с хорошим приближением, выров-
ненными вдоль вертикальной оси, система не будет устойчивой.
Эти меры заключаются в том, на участках взаимодействия ступеней создается си-
стема внутренних или внешних направляющих.
В первом случае, внутри головок цилиндра и подвижных элементов и снаружи их
днища устанавливаются направляющие кольца из антифрикционного материала, изго-
тавливаемые в основном из полимерных смол, с последующим упрочнением.
Для обеспечения плавности перемещения одного элемента в другом расстояние
между направляющими, расположенными со стороны головки и днища, не должно быть
меньше определенных пределов; в то же время зазор между направляющей и подвиж-
ным элементом должен быть минимальным, допускаемым конструктивными и функци-
ональными требованиями.
По техническим нормам расстояние между
направляющими элементами не должно быть
меньше двойного диаметра, а зазор не должен пре-
вышать 0,1 * 0,2 мм.
Для уменьшения износа и, следовательно,
для достижения практически неограниченного
срока службы направляющих, внутренние и внеш-
ние поверхности отдельных элементов, составляю-
щих телескопическую систему, повергаются тща-
тельному шлифованию для того, чтобы шерохова-
тость их поверхности не превышала значений, ука-
занных в главе об одноступенчатых поршнях.
Для увеличения несущей способности и
продольной устойчивости поршня, снаружи голо-
вок ступеней (секций) телескопического гидроци-
линдра крепятся прочные поперечины с башмака-
Рис.3.22 Установка направляющих ми скольжения, которые движутся по паре специ-
башмаков секций телескопического альных вспомогательных направляющих или по
гидроцилиндра	направляющим кабины лифта (рис.3.22).
74
Обеспечение синхронности движения секций телескопического поршня является
важнейшим требованием к конструкции телескопических гидроцилиндров, так как при
отсутствие таковой отдельные ступени как при подъеме, так и при опускании переме-
щались бы по одному. Так, если бы после полного выдвижения верхней секции нача-
лось движение следующей, произошло бы резкое изменение давления жидкости и ско-
рости верхней, что привело бы к резкому изменению скорости кабины, беспокойству
пассажиров, с совершенной непредсказуемой психологической реакцией.
Устройство синхронизации может быть механического или гидравлического ти-
па.
3.3.4.	Телескопические поршни с механической синхронизацией.
На рис. 3.23 приводится схема телескопического поршня с устройством синхро-
низации механического типа. На схеме представлен вариант инверсного расположения
секций, когда шток концевой секции является опорным, а последняя - воздействует на
кабину лифта.
к
Рис. 3.23. Схема телескопического поршня
с механической синхронизацией: 1, 2, 3
-секции телескопического поршня; 4 ~ место
соединения с трубой подачи(слива) рабочей
жидкости; S - усилие натяжения гибкого эле-
мента; Ас,A2iBCiB^B2,СрС2-площадь со-
ответствующей поверхности).
Особенностью такого типа поршня является то, что первый элемент скользит с
внешней стороны второго элемента, который в свою очередь скользит с внешней сторо-
ны поршня, являющегося таким образом элементом с наименьшим диаметром; все эле-
менты полые и заполнены жидкостью.
Ограничительные заплечики препятствуют выходу отдельных элементов за рабо-
чие пределы, когда поршень полностью раздвинут.
Устройство синхронизации состоит из пары гибких элементов, канатов или цепей
(предпочтение отдается последним из-за их меньших габаритов), которые огибают бло-
ки или звездочки, жестко связанные с нижним концом второго элемента. Один из кон-
75
цов каната или цепи прикреплен к нижнему концу первого элемента, второй - к шахте
лифта.
При такой схеме установки гидроцилиндра подающая рабочую жидкость труба
соединяет основание цилиндра с гидроагрегатом привода.
Система работает следующим образом.
Допустим, что поршень полностью возвратился в исходное нижнее положение и
что на его верхнюю часть действует нагрузка Р, равная силе тяжести массы кабины и
транспортируемого груза.
Когда по команде насос включается и создает давление, противостоящее статиче-
скому давлению, гидравлическим сопротивлениям и силам трения скольжения, первый
элемент начинает подниматься, а промежуточный, под действием давления, оказывае-
мого на кольцевую поверхность С2, стремится сохранять начальное положение.
Все подвижные секции стремятся вверх под действием гибких элементов.
При движении вверх в полости, заполненной жидкостью под давлением, не про-
исходит изменений сечения, и скорость кабины и давление жидкости остаются постоян-
ными в течение всего хода кабины лифта.
То же самое происходит и при движении вниз, когда слив жидкости в бак вызы-
вает опускание первого элемента в то время, как второй элемент стремится оставаться
в начальном положении, так как отсутствует воздействие со стороны гибких элементов.
Тем не менее, и второй элемент вынужден двигаться вниз под действием собственного
веса и давления жидкости, которое воздействует на поверхность С2.
Статическое давление р, которое присутствует в полости, образованной цилинд-
ром и подвижными элементами, когда вверху действует нагрузка Р, равная весу каби-
ны и весу переносимого груза, и натяжение гибких элементов, обеспечивающих син-
хронность системы, можно легко определить при рассмотрении сил, действующих на
первый и второй элементы.
Если Р1>Рз- сила тяжести первой и второй секции, то, принимая обозначения на
рис. 3.10, для равновесия первого элемента мы имеем:
Р + Р] +2S4-P-C] ~р'В} =0
а для равновесия второго элемента:
(3.57)
(3.58)
45-Р2-рС2-р(Я2-52)=0
Из решения системы, включающей (3.57) и (3.58), и учитывая, что - В{ - Л2,
и С2 = В2 - Ас мы получаем статическое давление:
(3.59)
а для силы натяжения гибких элементов при неподвижной кабине:
5_(л2-яс)(р+р,)+я2-р2
2(ЛС + А2 )
(3.60)
Скорость подъема кабины определяется по следующей формуле :
Он
б(лс+л2)>м/с>
(3.61)
где QH - производительность насоса, л/мин.
76
3.3.5.	Телескопические поршни с гидравлической синхронизацией
На рис. 3.24 приведена схема трехступенчатого телескопического поршня, в ко-
тором синхронизация движения элементов достигается гидравлическим способом.
Рис. 3.24. Схема телескопического поршня с
гидравлической синхронизацией: I, 2, 3, 4 -
секции телескопического поршня; 5 - впускное
отверстие; 6 - камера 7 - камера а2 -
промежуточные зоны;	,Вс,С2,С3~ пло-
щадь соответствующей поверхности
При таком решении подвижные элементы скользят одни внутри других и закры-
ты в нижней части днищем, снабженным направляющими кольцами и прокладками, ко-
торые обеспечивают герметичность по отношению к расположенному ниже элементу.
Верхние концы цилиндра и промежуточных ступеней снабжены головками, в ко-
торых установлены герметичные уплотнения и направляющие расположенного выше
элемента. Таким образом, создается серия камер, не сообщающихся между собой и за-
полненных жидкостью. Рассмотрим в качестве примера вторую камеру г?2: она ограни-
чивается снизу днищем третьего элемента, сверху днищем второго элемента и головкой
цилиндра, а сбоку - частью цилиндрической поверхности цилиндра и частью цилиндри-
ческой поверхности третьего элемента.
Каждая камера разделена на 2 части, по возможности одинакового поперечного
сечения, сообщающиеся между собой таким образом, чтобы жидкость могла свободно
переходить из одной зоны в другую.
В днище каждого промежуточного элемента имеется однонаправленный клапан,
обеспечивающий проход жидкости только из нижней камеры в верхнюю.
77
Исходя из функциональных потребностей, внутренние поверхности цилиндра
третьего и второго элементов, а также внешние поверхности всех подвижных элементов
прошли обработку шлифованием для обеспечения хорошей герметичности уплотнений.
Каждый подвижный элемент имеет стопор, не допускающий выход за рабочие преде-
лы. И наконец, как и в предыдущем случае, подающая труба прикреплена к основанию
цилиндра.
Согласно рис. 3.24, допустим, что поршень полностью возвратился в нижнее ис-
ходное положение; по команде включается насос, и создаваемое им давление действует
на днище элемента 3, который начинает подниматься. В жидкости, находящейся во вто-
рой камере Ь2, повышается давление из-за сопротивления нагрузке. Жидкость, перете-
кая из кольцевой зоны а2, которая уменьшается по высоте, в цилиндрическую зону Ь2,
воздействует на днище элемента 2, который в свою очередь начинает подниматься.
В жидкости, находящейся в первой камере ah возрастает давление, и, перетекая
из зоны а| в цилиндрическую зону bh она воздействует на днище элемента 1, который
также начинает движение вверх.
Таким образом, все три элемента телескопической системы движутся одновре-
менно.
К окончанию подъема практически все масло, которое находилось в зонах а, пе-
решло в зоны Ь.
При опускании кабины жидкость движется в обратном направлении, т.е. из зон b
в зоны а.
Также и в этом случае, благодаря устройству синхронизации происходит одно-
временное движение элементов, составляющих телескопическую систему: давление
жидкости внутри цилиндра и в отдельных камерах остается постоянным и то же самое
относится к скорости верхней части поршня, сохраняющей постоянное значение:
- при двух ступенях = ?	, м/с,	(3.62)
- при трех ступенях
(3.63)
где QH - производительность насоса, л/мин; Вс - площадь внутренней поверхно-
сти цилиндра 4, см2.
Следует отметить, что, в отличие от телескопического поршня с механической
синхронизацией, при гидравлической - давление жидкости различается внутри разных
камер. В частности, при использовании обозначений на рис.3.25, статическое давление
в первой камере Ь} составляет (рис.3.25):
(3.64)
где Р, - сила тяжести кабины с грузом и элемента 1, соответственно.
Давление во второй камере Ь2 при « С2 составит величину:

(3.65)
где Р2 - сила тяжести элемента 2.
78

Pl °
А,
В
вс
вс
2
с, и
ли силы взаимно
уравновешены
Рис.3.25. Расчет статического
давления в камерах поршня в
нормальном режиме: 1, 2, 3, 4 -
элементы поршня; 5 - впускное
отверстие
Статическое давление в цилиндре при условии С3 - В3 достигает следующего
значения	z ч
(3.66)
где Р3 - сила тяжести элемента 3.
Очевидно, что в телескопическом двухступенчатом поршне давление в цилиндре
совпадает с давлением, полученным по формуле 3.65, в которой сечение В3 заменяется
на внутреннее сечение цилиндра Вс.
В трехступенчатом поршне в среднем
шне^2/ = 1,5 1,6.
= 2,3 2,5, а в двухступенчатом пор-
В телескопических поршнях с гидравлической синхронизацией, независимо от
герметичности прокладок, во время каждого подъема некоторое количество жидкости
вытягивается стержнями из камер. Следствием этого является то, что после какого-то
числа более или менее больших проходов лифта происходит фазовое рассогласование
системы в том смысле, что при недостатке жидкости в первой и второй камерах пор-
шень больше не может полностью раздвигаться, и может случиться так, что кабина не
сможет достичь последней верхней остановки.
Поэтому следует принимать соответствующие меры, чтобы кабина могла подни-
маться до самого верха.
79
Для этого применяются однонаправленные клапаны, которые располагаются в
днище промежуточных элементов.
Теоретически повторную фазировку можно выполнить либо путем полного раз-
движения поршня, либо его полного сжатия.
В первом случае, когда по поступающей команде кабина должна достичь послед-
ней верхней остановки, а жидкости в первой и второй камерах по всем признакам недо-
статочно, телескопическая система сначала использует всю жидкость в зонах а самих
камер, а затем, когда не сработал выключатель остановки, насос вызывает рост давле-
ния жидкости в цилиндре до тех пор, пока оно не превысит давление во второй камере
Ь2 настолько, чтобы быть достаточным для открывания однонаправленного клапана,
расположенного в днище элемента 3. Таким образом, жидкость может поступать во вто-
рую камеру, при этом кабина поднимается. Если бы этого было недостаточно, давление
жидкости в цилиндре и во второй камере продолжало бы повышаться до тех пор, пока
оно не превысило бы давление в первой камере настолько, насколько это необходимо
для открывания клапана, расположенного в днище элемента 2 и поступления жидкости
в первую камеру b7 , позволяя, таким образом, кабине достичь нужного этажа и вызы-
вая срабатывание выключателя остановки.
На практике наличие клапана предельного давления, установленного на распре-
делителе гидроагрегата, препятствует тому, чтобы давление, создаваемое насосом, мог-
ло достигать значения давления в первой или во второй камерах.
Следовательно, восстановление системы можно осуществить только таким спо-
собом, когда одни отдельные элементы стоят на других; для этого снимаются аморти-
заторы, установленные в лифтовой шахте, и отдельные ступени устанавливаются дни-
щами одна на другую.
При этом давление жидкости в первой и во второй камерах сначала сбрасывает-
ся, а затем, после открытия однонаправленных клапанов посредством специальных на-
садок, имеющихся в конструкции клапанов, давление достигает значения давления в ци-
линдре. Дальнейшее действие насоса для подъема кабины на нужный этаж приводит к
тому, что жидкость полностью заполняет камеры, и система восстанавливается.
Независимо от размера потерь масла, можно предупреждать необходимость пе-
риодического восстановления телескопической системы, если на стадии проектирова-
ния принимать некоторые меры.
В частности, необходимо, чтобы в двухступенчатых поршнях верхняя зона выхо-
да за пределы хода не была меньше нижней зоны выхода за пределы хода поршня, а в
трехступенчатых поршнях не была бы меньше двойной нижней зоны выхода за преде-
лы хода поршня, и чтобы при работе кабина достигала первой нижней остановки мини-
мум один раз в течение заранее установленного периода времени (определенного на ос-
нове количества проходов и состояния герметичных уплотнений).
Возникает спорная ситуация, когда при эксплуатации проявляется обратная рас-
фазировка, т.е. один из подвижных элементов, в частности первый, может выдвигаться
быстрее других, потому что объем жидкости в первой камере превышает объем, необ-
ходимый для точной синхронизации движения.
В действительности, некоторые полагают, что при спуске кабины уплотнения мо-
гут пропускать жидкость из одной камеры с более низким давлением, т.е. второй, в ка-
меру с более высоким давлением, т.е. первую, увеличивая, таким образом, объем имею-
80
щейся жидкости. Другие считают, что увеличение объема может возникать из-за случай-
ного локального повышения температуры.
Существует общее мнение, основанное на опыте, что подобное явление может
возникать, если во время операций предпусковой подготовки была допущена ошибка в
заполнении отдельных камер; такая ошибка, впрочем, проявляется отсутствием син-
хронности на стадии монтажа и легко устраняется.
В любом случае, при возникновении подобного явления, при котором, как пока-
зано на рис. 3.26, удар приходится на первую ступень прежде, чем на остальные, жид-
кость, содержащаяся в зоне а первой камеры, не может переходить в зону Ь, поэтому
первая ступень, под воздействием давления жидкости на днище второго элемента, уве-
личивает давление до тех пор, пока при срабатывании клапана предельного давления,
установленного на распределе, давление в цилиндре не установится на значении ру на-
стройки клапана.
Рис. 3.26 Расчет давления в камерах
поршня в особых случаях: ру- давле-
ние настройки клапана предельного
давления
С учетом обозначений, принятых на рис. 3.25 и 3.26 и принимая во внимание вы-
шеизложенное, можно установить, что давление во второй камере достигает значения:
2
(3.67)
81
а в впервой камере
п _	' Ру + + ^2 )+ ]
р' ’-------------(3.68)
Из уравнений 3.67 и 3.68 следует, что значения давления, которых можно достичь
в первой и во второй камерах, максимальны, когда на верхней части поршня нет ника-
кой нагрузки, т.е. когда Р - 0. При таких условиях уравнение 3.68 приобретает следу-
ющий вид :
-pv -[2(fj + А)+^з]
Рх =	— ——	(3.69)
Применяя уравнение 3.69 к обычным нормальным условиям, получаем, что отно-
шение между давлениями = 7.
/ Pv
Следует отметить, что предположение о том, что Р = 0, т.е. что на верх поршня не
действует никакая нагрузка, может проявляться только, если при установке не соблюда-
ются инструкции по монтажу, предоставляемые изготовителями.
Согласно этим инструкциям при монтаже поршень не должен быть полностью
раздвинут, если прежде на его верх не была установлена кабина и не проверена син-
хронность движения отдельных элементов.
3.3.6. Определение размеров телескопических поршней
Как мы уже видели, при использовании той или другой системы синхронизации
телескопические поршни составляются из полых элементов, заполненных жидкостью
под давлением и подвергаемых пиковой нагрузке. Поэтому они должны проходить
двойную проверку: на прочность отдельных элементов и на устойчивость в целом.
Для первой проверки используется известная формула, позволяющая вычислить,
какой толщины должны быть цилиндрические тела, подвергаемые давлению изнутри. В
частности, в формуле
<5	мм	(3.70)
1 2R 0
где 8С - толщина стенки цилиндра; <50 = 0,5 мм - запас толщины, п - коэффициент
запаса; R - удельная нагрузка, соответственно, равная напряжению предела прочности
на разрыв или пределу текучести, в зависимости от принятого норматива, D - внешний
диаметр цилиндра, ар- давление, действующее на проверяемый элемент.
Что касается, в частности, значения, придаваемого внутреннему давлению р, сле-
дует отметить, что для телескопического поршня с механической синхронизацией, по-
скольку имеется только одна камера - и, следовательно, одно давление - все составляю-
щие его элементы, включая цилиндр, должны быть проверены на значение давления,
полученное по формуле 3.59.
В случае же телескопического поршня с гидравлической синхронизацией необхо-
димо учитывать, что в отдельных камерах имеются разные давления, и что, в зависимо-
сти от положения кабины, на отдельные элементы действуют, частично или полностью,
разные давления.
На рис. 3.25 можно легко увидеть, что в случае двухступенчатого поршня стенка
цилиндра подвергается воздействию жидкости, присутствующей в первой камере. По-
этому в этом случае, как второй элемент, так и цилиндр должны быть проверены на
прочность по отношению к давлению, полученному по формуле 3.64.
82
В телескопическом трехступенчатом поршне третий элемент составляет, в зави-
симости от положения кабины, полностью или частично, внешнюю стенку первой ка-
меры, а цилиндр - внешнюю стенку второй. Из этого следует, что стенки второго и тре-
тьего элементов должны быть проверены на прочность по отношению к давлению, по-
лученному по формуле 3.64, а стенка цилиндра - на давление, полученное по формуле
3.65, т.е. на статическое давление, имеющееся во второй камере.
Во всех случаях подающие трубы и распределительная группа клапанов должны
пройти проверку на статическое давление, действующее в цилиндре.
В частном случае, когда используются телескопические поршни с гидравличес-
кой синхронизацией, в которых промежуточные элементы не снабжены специальными
устройствами, не допускающими возрастания давления жидкости выше значений, пре-
дусмотренных изготовителем, следует проверять, чтобы при давлении, полученном со-
ответственно по формулам 3.67 и 3.68, в которых под величиной Р подразумевается
только вес порожней кабины, не превышался предел текучести материала.
Как и одноступенчатые поршни, телескопические поршни также являются твер-
дыми телами, подвергаемыми пиковой нагрузке, и для них справедливо все, что было
сказано в этой связи.
В частности, проверка их устойчивости при определении размеров отдельных
элементов выполняется по критической эйлеровой нагрузке Ре с учетом нормативного
коэффициента надежности.
Критерии для определения величины критической нагрузки Ре варьируются в за-
висимости от того, предусмотрены ли внутренние или внешние направляющие для
обеспечения устойчивости системы.
Если, как это обычно бывает, имеются только внутренние направляющие, харак-
теристики материала, применяемого для изготовления направляющих, отличная смазка
всего комплекса, приемлемые допуски и выдержанные размеры, все это предполагает,
что между двумя последовательными элементами создается скользящее взаимодейст-
вие.
При использовании внешних направляющих, в сочетании с внутренними или без
них, из-за зазора, который всегда имеется между ползунами и направляющими - размер
которого различен в разных случаях, и даже для одного случая изменяется со временем
- чрезвычайно трудно, или даже невозможно, установить действие вариаций сечения.
Поскольку внешние направляющие ограничивают значение возможной величины
стрелы поперечного изгиба и в любом случае способствуют повышению устойчивости
системы, обычно предполагается наличие шарнирного соединения между одним эле-
ментом и другим.
Учитывая, что связи на двух концах телескопического поршня обычно шарнир-
ные, в том случае, когда используются только внутренние направляющие, телескопиче-
ский поршень может быть уподоблен стержню с переменным сечением с шарнирами на
концах.
В этом случае величина критической эйлеровой силы Ре определяется по форму-
ле :
(3.71)
где (р - коэффициент уменьшения расчетной величины критической силы Ре9 яв-
ляющийся функцией момента инерции и длины отдельных элементов телескопическо-
го поршня; £ - длина полностью раздвинутого телескопического поршня, а I - момент
83
инерции второй или третьей секции поршня в зависимости от того, идет ли речь о двух
или трехступенчатом поршне соответственно.
Величина коэффициента (р определяется по данным, приведенным в таб. 3.1 и
3.2.
Если имеются внешние направляющие, то отдельные элементы поршня сравни-
мы со стержнями переменного сечения с шарнирами на концах. В этом случае величи-
на критической силы Ре будет определяться по формуле :
(3.72)
В этом случае для 1 и £ должны быть приняты значения моментов инерции и
длины, относящиеся к цилиндру для поршней с механической синхронизацией и к пер-
вому элементу для поршней с гидравлической синхронизацией. Такие элементы, дейст-
вительно, кроме совершенно исключительных случаев, имеют меньший момент инер-
ции.
В таблицах 3.1 и 3.2 приведены значения, придаваемые коэффициенту в случа-
ях, соответственно, телескопических поршней с двумя и тремя ступенями для некото-
рых отношений между длинами и моментами инерции подвижных элементов.
Tab. 3.1 Значения коэффвщиспга <₽ в зависимости от величины отношении момента
инерции к длине секции двухступенчатого телескопического штока
2 Е
7? Л Ср]
	l,/i2				
Л	0.8	0.9	1	l.l	
0,1	0.18476	0.17029	0,15927	0,15066	
0.2	0,34559	0.32183	0.30342	0.28884	
0.3	0,48344	0.45508	0,43266	0,41463	
0,4	0,60022	0,57114	0.54761	0.52837	
U>5	0,69846	0.67153	0.64923	0,63066	
0.6	0,78087	(1.75803	0.73868	0,72226	
0.7	0,85007	0,83247	0.81722	0,80406	
0,8	0,90839	0.89659	0.88616	0.87700	
0.9	0.95783	0,95197	0.94671	0.94201	
1	1	1	1	1	
1,1	1.03622	1.04183	1.04702	1.05178	
	ф|				
84
Tab. 3.2 Значение коэффициент tp п зависимоети or величины отношения момента
инерции к длине секции трехстопенча гого шт ока
Е, = £2 “ £3 = £
к 4	!з 1з		7,/72					
			0.1	0,2	0,3	0.4	0,5	0,6
		0,1	0,03980	0,06804	0,08739	0,10071	0,11012	0,11700
	Л Q	0.2	0,07931	013493	0.17250	0J9801	0.21586	0,22878
	V,o	0,3	0,11852	0.20061	0.25522	0,29178	0.31706	0,33522
		0,4	0.15741	0,26504	0,33545	0.38189	0.41362	0.43623
		0,1	0.03698	11.06363	0,08220	0.09513	0,10434	0,1 111 I
	0.9	0,2	0,07374	0,12642	0.16267	0,18765	0,20529	0.21815
		0.3	(l.i 1028	0.18831	0,24136	0.27748	0,30274	0,32103
0.S		0.4	0.14659	0.24928	0.31817	0,36451	0.39660	0,41966
		0.1	0,03480	0,06024	0.07819	0,09084	0,09993	0,10662
	1	0.2	0,06943	0.11982	0,15506	0.17965	0.19716	0,21001
	1	0,3	0,10390	0,17873	0.23053	0,26633	0,29163	0,31006
		0,4	0,13819	0,23693	0,30457	0.35083	0,38324	0.40671
		0,1	0,03307	0.05754	0,07502	0.08746	0,09646	0.10312
	1 1	0,2	0,06601	U, 11456	0,14899	0,17329	0.19074	0,20361
	1.1	0.3j	0,09882	0,17106	0,22186	0.25742	0.28278	0.30138
		0,4	0.13150	0,22701	0,29359	0,33980	0.37252	0,39638
		0,1	0,03506	0.06127	0.08032	0,09411	0,10424	0,11185
	0.8	0,2	0.0699(1	0,12169	0.15888	0,18549	0,20486	(1.21929
		0,3	0,10452	0.18122	0.23560	0.27406	0,30174	0,32221
		0,4	0.13892	0,23983	0.3Ю43	0,35970	0.39479	0,42051
		0.1	0,03267	0.05745	0.07570	0,08906	0,09897	0,10646
	0.9	0,2	0,06519	0.11426	0,15007	0.17605	0,19515	0.20949
		0.3	0,09754	0,17042	0,22307	0.26089	0.28845	0.30900
0.9		0.4	0,12973	0,22589	0,29464	0,34351	0.37880	0.40491
		0,1	0,U3083	0.05449	0,07213	0,08519	0.09494	0.10235
	J	0.2	0,06154	0,10850	0.14324	0,16875	0.18767	0,20197
	1	0,3 0.4	0,09213 0.12260	0,16200 0,21499	0,21329 0.28224	0,25064 11,33079	0.27814 0,36626	0.29879 0,39274
		O.J	0.02937	0.05214	0.06931	0.08213	0.09177	0.09914
	1 1	0,2	0,05865	0,10391	0.13780	0,16296	0.18176	0,19606
	1.1	0.3	0,08783	0.15528	0,20546	0,24245	0,26993	0,29071
		0.4	0.11692	0.20625	0.27226	0.32055	0.35620	0.38302
			<P2					
85
Та Б. 3.2 ( продолжение)
	Е,					—	II II из		Е р£	пг Е = , Z2	J3 (р2
				I.S L	^2			>3	г-Ре- -		
											
						Л	t *				
						L					
А	^2	Zl	7,/Л								
4	4	^3	0.1	0,2			0,3		0.4	0,5	0,6
		0,1	0,03142	0,05587			0,07443		0,08843	0,09907	0,10728
	0,8	0.2	0,06268	0,11108			0,14747		0,17466	0,19513	0,21080
		0,3	0,09377	0,16560			0,21907		0,25859	0,28806	0,3)045
		0.4	0,12468	0,21942			0,28917		0,34015	0,37780	0,40615
		0,1	0,02937	0,05251			0,07029		0,08386	0,09425	0,10232
	0,9	0,2	0,05863	0,10453			0,13955		0,16603	0,18618	0.20173
		03	0,08776	0.15604			0,20772		0,24647	0.27572	0,29813
		0,4	0.11676	0,20704			0,27477		032511	0,36280	0,39147
1		0,1	0,02779	0.04991			0.06710		0,08034	0,09056	0,09854
	1	0,2	0,05550	0,09945			0.13340		0,15937	U,17930	0,19477
		0,3	0,08310	0,14861			0,19887		0,23704	0,26614	0.28862
		0,4	0.11062	0,19736			0,26347		0.31331	0,35105	0,38002
		0,1	0.02654	0,04785			0,06457		0.07756	0.08766	0,09559
	1,1	0,2	0,05301	0,09541			0.12851		0,15407	0,17385	0,18930
		оз	0,07940	0,14267			0,19179		0,22950	0,25852	0,28108
		0,4	0,10572	0,18962			0,25439		0,30382	0,34163	O.37U88
		0,1	0,02856	0,05149			0,06950		0,08355	0,09454	0,10322
	0,8	0,2	0,05700	0,10245			0,13788		0.16528	0,18654	0.20320
		оз	0,08530	0,15287			0,20510		0,24513	0,27591	0,29986
		0,4	0,11346	0,20273			0,27112		032302	0,36257	0,39310
		0.1	0,02678	0,04851			0,06578		0,07939	0,09012	0,09865
	0,9	0,2	0.05347	0,09663			0,13072		0,15739	0,17828	0,19479
*		0,3	0,08006	ОД 4435			0,19479		0,23396	0,26443	0,28835
1,1		0,4	0,10655	0,19166			0,25796		0,30905	0,34851	0,37928
		0,1	0,02541	0,04621			0,06291		0,07618	0.08673	0,09516
	1	0,2	0,05074	0.09212			0.12517		0,15128	ОД 7192	0,18834
		03	0,07600	0,13773			0,18675		0,22527	0,25553	0,27947
		0,4	0,10119	0,18302			0,24765		0.29811	0.33750	0,36851
		ОД	0,02431	0,04438			0,06063		0,07365	0,08406	0,09244
	1,1	0,2	0,04857	0,08853			0.12074		0,14643	0,16689	0,18326
		оз	0,07277	0.13244			0,18033		0,21833	0,24844	0,27244
		0,4	0.09691	0.1761)			0.23937		0,28932	0.32869	0,35992
											
86
4. СИЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ГИДРОПРИВОДА
4.1	Общая характеристика
Для работы механизмов подъема лифтов и грузовых платформ требуется управ-
ляемый источник гидравлической энергии потока рабочей жидкости с заданными сило-
выми и скоростными характеристиками.
Таким источником служит комплекс устройств, обеспечивающих преобразование
электрической энергии силовой сети здания в энергию потока рабочей жидкости, кото-
рая характеризуется величиной расхода и статического давления.
Все оборудование, необходимое для создания и регулирования потока рабочей
жидкости, традиционно монтируется в едином блоке, получившем название гидроагре-
гата.
Как мы уже говорили, в гидравлических лифтах и грузовых платформах при
подъеме груза происходит преобразование электрической энергии силовой сети в энер-
гию потока рабочей жидкости посредством работы насоса, тогда как опускание проис-
ходит за счет потенциальной энергии грузонесущего органа и груза.
Для эффективной работы лифта, а в ряде случаев и грузовых платформ, необхо-
димо обеспечить выполнение следующих специальных требований:
-	плавное ускорение и замедление при начале движения и прибытии
кабины (платформы) на погрузочную площадку;
-	независимость скорости подъема и опускания от загрузки кабины (платформы);
-	высокая точность остановки кабины на погрузочной площадке;
-	отсутствие шума и вибрации.
В механизмах подъема с гидроприводом эти характеристики обеспечиваются за
счет гидравлики, т.е. блока клапанов гидравлической системы, более или менее слож-
ной, которая выполняет функцию регулирования потока жидкости из цилиндра и в на-
правлении к нему в зависимости от того, должна ли кабина (платформа) подниматься
или опускаться.
В состав оборудования гидроагрегата входят следующие функциональные эле-
менты:
-	резервуар для рабочей жидкости;
-	блок мотор - насос, преобразующий электрическую энергию силовой электросе-
ти в энергию гидравлическую;
-	устройства фильтрации рабочей жидкости;
-	устройство для исключения пульсации потока (в специальных случаях);
-	блок клапанов, регулирующих поток жидкости, задающий ускорение в переход-
ных режимах, а также скорость движения кабины (платформы);
-	датчики контроля параметров потока рабочей жидкости.
Таким образом, гидроагрегат включает собственно силовое оборудование, вспо-
могательные устройства и аппаратуру регулирования потока рабочей жидкости.
К такому конструктивному решению производители гидравлических лифтов и
подъемников пришли не сразу.
По мере совершенствования конструкции лифтов и подъемников появлялись раз-
личные решения схемы размещения оборудования гидроагрегата.
Всегда преобладало стремление объединить ’в единый блок все элементы силово-
го оборудования; их взаимное положение со временем менялось в целях улучшения ус-
87
ловий работы, уменьшения гидравлических потерь, снижения уровня шума и вибрации;
уменьшения трудоемкости технического обслуживания.
В установках небольшой мощности мотор - насос и блок клапанов располагались
на крышке бака с рабочей жидкостью.
С целью устранения возникающих в насосе явлений кавитации и утечки рабочей
жидкости, мотор - насос и блок клапанов стали размещаться под крышкой бака.
В настоящее время большинство изготовителей гидравлического оборудования
предпочитают устанавливать систему мотор - насос в баке с рабочей жидкостью, а блок
клапанов, по исключительно функциональным соображениям, устанавливают над или
внутри резервуара, но выше верхнего уровня жидкости.
Установка системы мотор-насос непосредственно в масляной ванне обеспечива-
ет эффективное охлаждение обмоток двигателя, устраняет многие причины кавитации
рабочей жидкости и исключает возможные утечки жидкости из соединений. Происхо-
дит существенное демпфирование колебаний, что влечет за собой снижение уровня шу-
ма и вибрации, создаваемой работой двигателя и насоса гидроагрегата.
Основные параметры некоторых моделей гидроагрегатов итальянской фирмы
GMV представлены в таб.4.1
Таблица 4.1. Параметры гидроагрегатов фирмы GMV
Тип	Су- хой вес кг	Произво- дит, насоса л/м		А	I	3	С	D		Е	F	G	Емкость бака, литров	
		Ми и.	Ма КС.	Размеры, мм									Полез ная	Общ.
TI	170	25	150	109 0	83 0		560	4 1 0	810		710	7 3 5	115	180
Т2	180	52	216						910		810		145	220
ТЗ	270	180	432	124 0	98 0		685	5 3 5	1060		960	8 6 0	310	440
Т4	360	432	600	139 0	11 20		750	6 0 0	1310		121 0	9 2 5	480	700
В качестве примера современной конструкции на рис.4.1 приведен общий вид ги-
дроагрегата фирмы GMV.
В установках большой мощности, т.е. когда вес поднимаемого груза составляет
несколько тонн, и кабина поддерживается параллельно работающими гидроцилиндра-
ми, объем работающей жидкости достигает нескольких кубических метров, в одном ба-
ке устанавливается целый ряд насосов, параллельно работающих на одну напорную ма-
гистраль (рис.4.2).
При повышенной мощности гидрооборудования, в зависимости от интенсивнос-
ти использования, может возникнуть необходимость в принудительной системе воздуш-
ного или водяного охлаждения рабочей жидкости.
Система охлаждения монтируется в непосредственной близости от гидроагрега-
та для снижения гидравлических потерь в соединительных трубопроводах.
Внешний вид спаренного гидроагрегата лифта приведен на рис.4.2.
88
Рис.4.1 Общий вид гидроагре-
гата фирмы GMV: 1 - ручной
насос; 2 - контрольное устройст-
во; 3 - кнопка ручного управле-
ния опусканием кабины; 4 - уст-
ройство подсоединения всасыва-
ющего и сливного трубопровода
теплообменника; 5 - индикатор
уровня рабочей жидкости; 6 -
сливная пробка; 7 - фильтр слив-
ной магистрали; 8 - мотор-насос;
9 - клеммная коробка с таблицей
параметров двигателя; 10 - таб-
лица параметров гидроагрегата;
11 - мерная линейка; 12 - корпус;
13 - подключение трубопровода
рабочей жидкости;; 14 - таблица
данных проверки гидроагрегата;
15 - глушитель гидравлический с
краном отключения трубопрово-
да; 16 - блок клапанов управле-
ния
Для охлаждения рабочей жидкости масляный бак подключается к теплообменни-
ку с помощью трубопроводов. Место подключения указано на рис.4.2. Напорные линии
насосов объединены общим коллектором, к которому подходят трубопроводы от гидро-
цилиндров.
4.2	Бак для рабочей жидкости
Бак представляет собой металлический резервуар, предназначенный для разме-
щения, отстоя, фильтрации рабочей жидкости и отвода тепла из гидросистемы в окру-
жающую среду (см. рис.4.1).
Бак изготавливается из стального листа, при необходимости усиливается ребра-
ми жесткости.
На боковой стенке бака устанавливается мерное стекло или иные устройства кон-
троля уровня масла.
89
Рис.4.2 Внешний вид спаренной установки гидроагрегата лифта
Выбор толщины стенок бака определяется из условия обеспечения жесткости
конструкции и исключения вибрации его стенок, которые, резонируя, могут усиливать
шум и вибрацию, производимые работой двигателя и насоса.
Для уменьшения передачи шума на конструкцию здания корпус бака устанавли-
вается на опоры с амортизирующими резиновыми прокладками.
Чтобы не допускать попадание грязи на поверхность жидкости, верхняя часть ба-
ка закрывается достаточно жесткой стальной крышкой, на которой устанавливается
блок клапанов управления.
В крышке корпуса имеется горловина с сеткой фильтра для заливки рабочей жид-
кости.
Горловина закрывается специальной крышкой, в которой предусматривается от-
верстие с воздушным фильтром для того, чтобы внутри бака сохранялось атмосферное
давление независимо от причин колебания уровня жидкости.
90
Для исключения попадания масла в воздушный фильтр крышки объем бака дол-
жен на 10 “ 15% превышать объем заливаемой в него рабочей жидкости.
Поверхность бака, подвергающаяся воздействию рабочей жидкости и водного
конденсата, окрашивается.
Бак может иметь различную форму в зависимости от его положения относитель-
но силовой установки.
При расположении бака над группой мотор - насос и клапанной группой он име-
ет форму параллелепипеда и поддерживается специальной рамой.
При размещении блока мотор - насос внутри резервуара с рабочей жидкостью бак
играет роль корпуса, на котором устанавливается комплекс оборудования гидроагрега-
та.
Если же бак не объединен общим корпусом с другими частями силовой установ-
ки, то, как правило, он имеет цилиндрическую форму.
Во всех случаях резервуар имеет слегка наклонное дно, что обеспечивает удале-
ние через сливной кран или пробку водного конденсата и загрязняющих частиц, кото-
рые могут осаждаться, а также слив рабочей жидкости при её замене.
Вместимость является главным параметром гидробака (см.таб.4.1).
По данным зарубежных источников, вместимость бака определяется в зависимо-
сти от мощности двигателя и производительности насоса гидроагрегата по специаль-
ным таблицам.
От емкости бака зависит установившаяся температура рабочей жидкости и ин-
тенсивность ее возрастания при пуске гидропривода, а также время выхода на опти-
мальный тепловой режим.
Емкость резервуара бака должна быть достаточной для всего объема жидкости,
необходимого для нормальной работы лифта. В частности, его вместимость должна
складываться из:
-	объема жидкости, соответствующего двум крайним положениям штока гидро-
цилиндра; этот объем, с хорошим приближением, для одноступенчатого поршня равен
объему плунжера, а для поршня с несколькими ступенями - внутреннему объему ци-
линдра;
-	объема жидкости, необходимой для обеспечения запаса надежности, не допус-
кающего работы насоса вхолостую, относительно положения горловины всасывающего
трубопровода насоса;
-	объема, соответствующего увеличению объема рабочей жидкости в резервуаре
при её максимально возможном нагреве;
-	объема, соответствующего пространству примерно в 10 ч 15 см между макси-
мальным верхним уровнем жидкости и крышкой резервуара.
При выборе трех размеров бака (высоты, ширины и длины) необходимо обеспе-
чить контакт рабочей жидкости с возможно большей поверхностью стенок для улучше-
ния теплоотдачи. Вместе с тем, уровень жидкости не должен быть чрезмерно высоким,
чтобы во время простоя лифта из рабочей жидкости могли достаточно быстро осаждать-
ся на дно твердые частицы и выделяться растворенный в ней воздух.
Для увеличения площади поверхности теплоотдачи бак устанавливается на высо-
те порядка нескольких десятков сантиметров от опорной площадки, что облегчает цир-
куляцию воздуха. Иногда, с той же целью, стенки бака оборудуются ребрами.
Для обеспечения надежной работы насоса и во избежание засасывания воздуха в
резервуаре имеется устройство контроля нижнего предельного уровня рабочей жидкос-
91
ти. В большинстве случаев такое устройство состоит из простого щупа или мерного
стекла с соответствующими метками.
Обычно внутри резервуара устанавливаются перегородки для уменьшения турбу-
лентности в процессе слива жидкости в бак при опускании кабины (платформы).
В то же время, чтобы обеспечить жидкости минимальное время успокоения, вы-
пускная труба помещается возможно дальше от всасывающей зоны насоса. Последняя
должна быть размещена так, чтобы не засасывался отстой и загрязненная жидкость со
дна бака или воздух при образовании воронки на свободной поверхности нижнего уров-
ня жидкости.
Иными словами, всасывающая зона насоса должна находиться на достаточном
расстоянии и от дна, и от свободной поверхности жидкости в ее нижнем положении.
Бак необходимо оборудовать системой контроля загрязненности фильтра слив-
ной магистрали и температуры рабочей жидкости.
2	3	4	5
Рис.4.3 Общий вид конструкции блока мо-
тор-насос: 1 - напорный трубопровод жид-
кости под давлением; 2 - стальная сетка
фильтра всасывающей части насоса; 3 - вин-
товой насос; 4 - передняя крышка подшип-
ника двигателя; 5 - задняя крышка, закрыва-
ющая маховик на валу ротора; 6 - магнито-
провод статорной обмотки
4.3 Электродвигатель привода насоса
Работа гидравлического лифта и подъемника заключается в поднятии грузов,
каждый раз разных. Может случаться, что кабина (платформа) поднимается пустой и за-
тем спускает вниз груз, или же она поднимается более или менее нагруженной, а потом
опускается без груза. При этом желательно, чтобы скорость подъема и опускания не за-
висела от нагрузки.
В гидравлических лифтах и подъемниках скорость подъема, при прочих равных
условиях, определяется производительностью насоса, которая, в свою очередь, являет-
ся функцией числа оборотов электрического мотора.
В связи с этим, необходимо использовать тип электродвигателя, у которого ско-
рость вращения вала практически не зависит от изменения нагрузки.
Этому условию в наибольшей степени соответствуют асинхронные двигатели пе-
ременного трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, отличающиеся высокой на-
дёжностью, простотой конструкции и низкой стоимостью.
Типовая конструкция блока мотор-на-
сос, представленная на рис.4.3, дает доста-
точно полное представление об особенностях
конструкции асинхронного двигателя, пред-
назначенного для работы в среде рабочей
жидкости, и представлена на рис.4.3
Одной из особенностей такого двига-
теля является отсутствие внешнего корпуса.
Его роль выполняет набор пластин магнито-
провода статорной обмотки 6, с передней и
задней стороны которого располагаются
крышки подшипников ротора 4, 5, стянутые
шпильками.
Отсутствие корпуса двигателя улучша-
ет условия теплоотвода и охлаждения статор-
ных обмоток рабочей жидкостью.
Кроме того, по соображениям безопас-
ности и надежности работы применяется
маслостойкая изоляция обмотки статора.
92
6
1
Для обеспечения плавного разгона ротора при пуске и плавного замедления вра-
щения ротора при отключении электропитания, на заднем конце вала ротора устанавли-
вается маховик (под колпаком крышки 5).
Отсутствие скользящих контактов у асинхронных двигателей с короткозамкну-
тым ротором делает их практически незаменимыми при установке блока мотор-насос
непосредственно в баке с рабочей жидкостью.
Недостатком асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором являются
значительные пусковые токи, зависящие от приведенной к валу величины крутящего
момента внешних сопротивлений.
Специфика работы гидропривода лифтов позволяет ограничить пусковые токи.
В этих лифтах для обеспечения плавности разгона кабины в начальный момент
включения двигателя, насос практически работает в холостом режиме, направляя рабо-
чую жидкость на слив в бак. Система управляющих клапанов постепенно увеличивает
сопротивление в напорной магистрали насоса; давление жидкости растет и по достиже-
нию определенного уровня она направляется в гидроцилиндр, обеспечивая плавный
разгон поднимающейся кабины. Поэтому электродвигатель запускается практически
без нагрузки и только после набора рабочей скорости загружается моментом внешних
сопротивлении,
Рис.4.4 Схема переключения фазных
обмоток двигателя со схемы звезда на
треугольник
В связи с этой особенностью рабо-
ты гидропривода пусковые токи электро-
двигателя примерно равны току при уста-
новившемся движении груженой кабины
(платформы).
Это позволяет использовать асин-
хронные моторы с короткозамкнутым ро-
тором мощностью 30 ч 40 кВт и более без
пиковой перегрузки силовой электросети.
Если мощность мотора превышает
10 ч 15 кВт, для дополнительного сниже-
ния пусковых токов используется пере-
ключение фаз обмотки статора со схемы
звезда на - треугольник (рис.4.4). Необхо-
димые переключения осуществляются
контакторами К1 и К2.
В качестве альтернативной меры
для снижения пусковых токов последова-
тельно с обмотками фаз статора включа-
ются активные сопротивления калибро-
ванных по параметрам резисторов. Нали-
чие постоянно включенных резисторов во
время работы двигателя создаёт дополнительные бесполезные потери мощности и уве-
личивает стоимость эксплуатации лифта.
При использовании схемы переключения фаз статорной обмотки фазное напря-
жение уменьшится:
(4.1)
93
Ток, потребляемый из сети, составит величину:
(4.2)
где 2Ф - полное сопротивление фазной обмотки статора; 1Л, ил - линейный ток и
напряжение силовой сети.
После переключения статорных обмоток на схему треугольник линейный ток
возрастет:
(4.3)
Нетрудно заметить, что при таком ступенчатом способе пуска двигателя пуско-
вой ток, как и крутящий момент, уменьшается в три раза.
Однако уменьшение крутящего момента не имеет каких либо негативных послед-
ствий, так как двигатель должен преодолевать небольшой момент внешних сопротивле-
ний, создаваемых насосом, работающим практически в холостом режиме.
При применении подобной схемы пуска двигателя необходимо регулировать рас-
пределительные клапаны и устройство коммутации так, чтобы переключение со звезды
на треугольник происходило до момента, когда клапаны начнут увеличивать давление
рабочей жидкости в напорной линии.
Процесс переключения со звезды на треугольник должен быть настолько быст-
рым, чтобы не увеличивалось время разгона ротора двигателя до рабочей скорости в
связи с уменьшением величины избыточного момента при переключении обмоток.
При несоблюдении этого условия в момент переключения могут возникать зна-
чительные пики токовой нагрузки и все преимущества схемы плавного пуска будут ут-
рачены.
В настоящее время намечается достаточно устойчивая тенденция применения в
гидравлических лифтах частотно управляемых двигателей привода насоса.
Применение такого привода не только позволит решить проблему снижения пус-
ковых токов, но кардинально изменит всю идеологию управления работой гидроприво-
да лифтов.
Регулирование скорости движения кабины при подъеме и опускании будет про-
исходить за счет плавного изменения числа оборотов и направления вращения вала на-
соса. Отпадет необходимость в крайне невыгодном процессе дросселирования жидкос-
ти при опускании кабины.
Частотное регулирование асинхронных короткозамкнутых двигателей широко
применяется в приводе лебедок и приводе автоматических дверей электрических лиф-
тов.
Достаточно хорошо отработанная система программного частотного регулирова-
ния при её использовании в гидравлических лифтах может дать существенные преиму-
щества.
Конструкцию гидроагрегата с частотным регулированием недавно разработала
фирма Берингер (Beringer). Более подробно этот вопрос будет рассмотрен ниже.
Идея частотного регулирования несколько десятков лет занимала инженеров раз-
личных отраслей промышленности и получила практическое воплощение относительно
недавно в связи с достижениями полупроводниковой техники и, в частности, в связи с
организацией массового производства мощных транзисторов и созданием частотных
преобразователей.
94
Дело в том, что синхронная частота вращения вала ротора асинхронного двига-
теля прямо пропорциональна частоте питающего напряжения:
_60-/
"о - — ,	(4.4)
где f - частота напряжения питания, Гц; р - число пар полюсов статорной обмот-
ки.
Из теории электротехники известно, что величина критического момента Мк
асинхронного двигателя при изменении частоты питающего напряжения остается по-
стоянной, если пропорционально частоте изменяется напряжение так, что выполняется
условие:
иф
—— = const
(4.5)
На рис.4.5 приведены механические характеристики частотно регулируемого
привода, иллюстрирующие возможность управления частотой вращения вала при по-
стоянном моменте ротора путем изменения частоты и амплитуды питающего напряже-
ния с помощью частотного преобразователя.
Число оборотов и, следовательно, число полюсов статора в значительной степе-
ни зависят от характеристик насоса. Как правило, отдается предпочтение моторам с дву-
мя парами полюсов, которые в синхронном режиме достигают 1500 оборотов в минуту.
Многие фирмы — производители насосов предпочитают моторы с одной парой
полюсов (3000 оборотов в минуту в синхронном режиме), так как с увеличением числа
оборотов насосы, при прочих равных геометрических размерах, обеспечивают боль-
шую производительность.
Рис.4.5 Механические характерис-
тики электродвигателя с частот-
ным регулированием:	Мк - ве-
личина номинального и критического
момента вала двигателя; н01, и02, и03 -
синхронная частота вращения вала,
соответствующая указанной на гра-
фике частоте питающего напряжения
Фирмы - производители гидрооборудования по возможности предпочитают уста-
навливать блок мотор - насос в баке с рабочей жидкостью, что существенно улучшает
условия охлаждения статорных обмоток. Вращающимся частям, которые должны дви-
гаться внутри жидкости, приходится преодолевать дополнительные гидравлические со-
противления.
Однако масло, контактирующее с катушками статора и вращающимся ротором,
очень быстро нагревается. Уменьшение вязкости масла при нагревании приводит к су-
щественному уменьшению гидравлических сопротивлений. Поэтому соответствующие
потери мощности не столь велики.
95
Обычно мотор и насос имеют жесткое шпоночное соединение.
В тех случаях, когда блок мотор-насос установлен не в баке с рабочей жидкос-
тью, соединение двигателя с насосом осуществляется посредством клиноременной пе-
редачи. Такое конструктивное решение выбрано рядом производителей для обеспече-
ния разных скоростей вращения насоса путем изменения соотношения диаметров шки-
вов клиноременной передачи.
При использовании клиноременной передачи необходимо обеспечивать строгую
параллельность осей двигателя и насоса, а также следить за обеспечением расчетного
натяжения ремней. Несоблюдение этих условий может послужить причиной возникно-
вения значительной вибрации и шума.
Рабочая нагрузка привода насоса определяется не только величиной силы тяжес-
ти подвижных частей лифта (груз, кабина с рамой, плунжер с канатными блоками, не-
уравновешенная часть канатов, подвесной кабель), но также и сил трения движению
башмаков по направляющим и дополнительными сопротивлениями в канатном мульти-
пликаторе.
Наряду с этим, привод должен преодолевать дополнительные сопротивления,
обусловленные работой насоса: силы трения в подшипниках и уплотнительных устрой-
ствах гидроцилиндра, силы гидравлических сопротивлений движению потока рабочей
жидкости через распределительные клапаны и напорный трубопровод; силы сопротив-
ления сжатию жидкости внутри насоса.
Расчетная величина мощности электродвигателя привода насоса может опреде-
ляться по следующей упрощенной зависимости:
P-V
N ------, кВт,
Л
(4.6)
где Р - сила тяжести подвижных частей лифта, приведенная к кабине, кН: И - ско-
рость движения кабины, м/с; rj ~ коэффициент полезного действия лифта (КПД).
Вместо формулы 4.1.чаще применяется более удобная для расчета гидропривода
зависимость:
6Г7’КВТ-
(4.7)
где Q - эффективная производительность насоса, л/мин; ps - максимальное стати-
ческое давление рабочей жидкости в напорном трубопроводе насоса, МПа(зарубежные
производители гидрооборудования измеряют давление в единицах бар; 1 бар-0,1
МПа); т] - общий КПД лифта.
Применение формулы 4.6 не вызывает каких либо трудностей при известной ве-
личине общего КПД лифта, тогда как с формулой 4,7 все обстоит достаточно неодно-
значно. Производительность и развиваемое насосом давление являются функционально
зависимыми величинами, на которые оказывает влияние целый ряд факторов, связан-
ных с конструкцией насоса, а также с вариацией свойств рабочей жидкости при измене-
нии давления и температуры.
Мощность привода гидроагрегата существенным образом связана с величиной
коэффициента полезного действия всего комплекса устройств, выполняющих работу по
подъему груженой кабины.
КПД гидравлического лифта определяется величиной потерь энергии на преодо-
ление сил механического трения и гидравлических сопротивлений.
Общий КПД можно представить произведением:
96

(4.8)
где - механический КПД; 7]д - гидравлический КПД; rjE - КПД электромото-
ра.
Величина механического КПД лифта учитывает действие сил трения в подшип-
никах двигателя и насоса; между башмаками кабины и головки штока и соответствую-
щими направляющими, между плунжером и уплотнительными кольцами головки гид-
роцилиндра; дополнительные сопротивления в канатной системе мультипликатора.
Усредненное значение величины механического КПД гидравлических лифтов ев-
ропейских фирм изменяется в диапазоне от 0,80 до 0,96 в зависимости от конструкции,
высоты подъема и условий эксплуатации.
Важное значение имеет способ передачи движения от гидроцилиндра на кабину.
Так, при применении одного или нескольких гидроцилиндров прямого действия
величина механического КПД будет заметно выше, чем в случае применения канатного
мультипликатора.
Даже при использовании гидроцилиндров прямого действия величина механиче-
ского КПД может быть существенно различной в зависимости от характера их располо-
жения относительно направляющих кабины(центральное, боковое и т.п.).
Гидравлический КПД зависит от энергии, необходимой для прохождения жидко-
сти через клапаны распределения и регулировки потока, по трубопроводам, через филь-
тры, глушители и т.д.
В частности, величина гидравлического К.П.Д зависит:
-	от вязкости и, следовательно, от температуры рабочей жидкости;
-	от типа и параметров используемого насоса;
-	от параметров диаграммы изменения скорости кабины в переходных режимах
разгона и замедления;
-	от длины хода кабины и т.д.;
-	от геометрических характеристик трубопровода и конструкции штуцеров;
-	от функциональных характеристик фильтров, глушителей и т.д.
Величину гидравлического КПД в общем виде можно представить так [ 10, 23 ]:
Ле=Лр^к^т9	(4.9)
где г}р = 0,8 ч- 0,87 - КПД насоса; т]к = 0,55 + 0,84 - КПД блока клапанов;
rjr - 0,95 ч- 0,98 - КПД, учитывающий потери в трубопроводе.
КПД электродвигателя, работающего в среде рабочей жидкости: с учетом гидро-
динамических сопротивлений вращению ротора, составляет ?]Е ~ 0,73 ч- 0,8
С учетом приведенного выше диапазона вариации КПД отдельных систем обору-
дования общий коэффициент полезного действия гидравлического лифта может изме-
няться в следующем диапазоне значений:
Ч = г1м'Лр'Лк'Чт'Че =0,4^0,69	(4.10)
Величина общего К.П.Д. может понижаться до значения примерно 0,35 + 0,4 при
коротком ходе и плохо продуманных и изготовленных блоках управления.
КПД может повышаться до 0,7^0,75 при использовании блоков управления,
обеспечивающих прибытие на верхний этаж на малой скорости, при относительно
большом ходе, при использовании только одного гидроцилиндра прямого действия, тру-
бопроводов с правильно выдержанными размерами, без резких изменений направления
и т.д.
97
4 - 5771
Хорошо спроектированный, тщательно изготовленный и грамотно обслуживае-
мый гидравлический лифт имеет общий КПД ~ 0,6 * 0,69 .
В значительной мере аналогичная картина характерна для гидравлических грузо-
вых платформ промышленного применения с рычажными мультипликаторами и с гид-
роцилиндрами прямого действия.
Массовое внедрение гидропривода с частотным управлением работой электро-
двигателя насоса позволит заметно повысить К.П.Д. гидравлических лифтов.
4.4 Насос гидроагрегата
Насос - это главный орган силового оборудования гидравлического лифта.
Он служит для преобразования механической энергии электропривода в энергию
потока рабочей жидкости, обеспечивающей подъем груженой кабины с определенной
расчетной скоростью.
Входной характеристикой насоса вращательного действия является число оборо-
тов вала, а выходной - производительность, измеряемая величиной объема рабочей жид-
кости, поступающей в напорную линию в единицу времени. Обычно производитель-
ность имеет размерность: л/мин.
Основными параметрами насоса является его производительность, давление, об-
щий К.П.Д. и потребляемая мощность.
Коэффициент полезного действия насоса определяется отношением полезной
мощности к потребляемой.
Величина общего коэффициента полезного действия насоса является обобщаю-
щей характеристикой внутренних потерь, складывающихся из механических, объемных
и гидравлических.
Каждый вид потерь учитывается соответствующим КПД.
Величина объемного КПД насоса может быть представлена следующим выраже-
нием:
^=1-—,	(4.11)
где ДИ - потери объема рабочей жидкости, попадающей в напорную магист-
раль за один оборот вала; V - объем, поступающий во всасывающий патрубок насоса за
один оборот вала.
Потери объема рабочей жидкости связаны с тем, что часть жидкости не попада-
ет в напорную магистраль, а возвращается в зону всасывания через зазоры между по-
движными и неподвижными частями насоса. Эти потери пропорционально возрастают
с увеличением статического давления в напорной магистрали.
Дополнительные объемные потери возникают в связи с сжимаемостью рабочей
жидкости внутри насоса по мере ее перемещения от зоны всасывания к выходу в напор-
ный трубопровод. Поэтому в напорную линию поступает меньше жидкости, чем заса-
сывается из бака.
Гидравлический КПД учитывает дополнительные сопротивления движению
жидкости внутри конструкции насоса.
Механический КПД учитывает потери, связанные с преодолением сил трения в
подшипниках и между взаимно перемещающимися частями насоса.
Таким образом, общий КПД насоса определяется произведением всех трех со-
ставляющих:
Лр = Лп 'Лгу 'Лрм *	(4.12)
98
где т]Г/, т]РМ - гидравлический и механический КПД насоса, соответственно.
В гидроприводе лифтов и гидравлических грузовых платформ используются раз-
личные типы насосов общепромышленного назначения.
Как уже говорилось, когда речь шла о двигателе привода насоса, скорость каби-
ны должна быть по возможности независимой от груза и, при равенстве всех прочих ус-
ловий, скорость зависит только от производительности насоса:
V = JL, м/сек.,	(4.13)
6-А
где Q - эффективная производительность насоса, л/мин,; А - площадь поперечно-
го сечения поршня(плунжера) одного или нескольких параллельно работающих гидро-
цилиндров, см2.
Величина эффективной производительности определяется с учетом объемного
КПД:
Q-Qt^pv	(4.14)
где QT - теоретическая производительность насоса, измеряемая на входе всасы-
вающего патрубка насоса.
При использовании одноступенчатых гидроцилиндров прямого действия эта ско-
рость совпадает со скоростью кабины, а при наличии мультипликатора скорость каби-
ны(грузовой платформы) равна:
у = м ,м/сек.,	(4.15)
6-А
где UM - кратность мультипликатора.
В телескопических поршнях скорость кабины в зависимости от грузоподъемнос-
ти получается из 3.62 или 3.63, это зависит от того, идет ли речь о поршнях с механиче-
ской или гидравлической синхронизацией соответственно.
При постоянных геометрических характеристиках гидроцилиндра, независи-
мость скорости кабины от нагрузки будет гарантирована, если производительность на-
соса также не зависит от нагрузки.
Последнее условие оказывается невыполнимым, так как производительность на-
соса в той или иной степени зависит от давления в напорной линии.
Степень зависимости производительности насоса от давления определяется его
конструктивными особенностями и принципом действия. В любом случае, чем больше
давление, тем меньше производительность.
Такого рода зависимость связана с неизбежными внутренними потерями насоса
и с так называемыми внутренними протяжками, величина которых тем больше, чем
больше разность давления между зоной всасывания и нагнетания и чем больше зазоры
между взаимно перемещающимися частями насоса.
В гидроприводе лифтов и гидравлических грузовых платформ применяются на-
сосы различной конструкции и принципа действия общепромышленного назначения.
По ряду характерных признаков насосы можно классифицировать на следующие
группы.
По принципу воздействия подвижных частей насоса на рабочую жидкость:
динамического и объемного действия.
В насосах динамического действия разделение между зоной всасывания и на-
гнетания осуществляется потоком жидкости за счет кинетической энергии, передавае-
мой ей вращающимися лопастями ротора. Эти насосы получили название лопастных.
99
4*
По направлению потока кинетической энергии лопастные насосы подразделя-
ются на: радиальные (центробежные) и осевые ( пропеллерные).
В насосах объемного действия перемещение жидкости из зоны всасывания в зо-
ну нагнетания осуществляется путем заполнения и последующего её вытеснения из ра-
бочего объема механическим способом.
По конструкции насосы объемного действия подразделяются на следующие ви-
ды: шестеренчатые, аксиально-поршневые и винтовые.
Конструкция лопастных насосов динамического действия схематично представ-
лена на рис.4.6.
Рис.4.6 Схемы лопастных насосов: а -центробежного; Ь- пропеллерного; 1,5- всасывающий
патрубок, 2 - рабочее колесо с лопастями, 3 - напорный патрубок, 4 - корпус, 6- сферический об-
текатель, 7 -лопасти ротора, 8- вал ротора, 9 -лопасти направляющего аппарата
Основными элементами центробежного насоса (рис.4.6 а) являются всасываю-
щий патрубок 1 коноидальной формы и рабочее колесо 2, состоящее из двух дисков,
между которыми расположены лопости, изогнутые в сторону, противоположную на-
правлению вращения. Напротив патрубка 1 в одном из дисков имеется центральное от-
верстие всасывающей горловины.
При вращении вала лопасти рабочего колеса отбрасывают рабочую жидкость от
центра к периферии. Поэтому у входа в центральное отверстие колеса образуется разря-
жение, а на периферии - избыточное давление.
Улиткообразная форма корпуса 4 обеспечивает отбор жидкости с лопастей коле-
са и направляет ее в напорный патрубок 3. Для обеспечения постоянства скорости по-
тока жидкости улитка конструируется по форме расширяющегося диффузора.
В пропеллерном насосе осевого типа(рис.4.6 Ь) роль всасывающего патрубка вы-
полняет входная часть трубы 5 коноидальной формы. Рабочее колесо состоит из втулки
обтекателя 6 с лопастями 7, установленной на приводном валу 8.
Поток жидкости движется в осевом направлении, закручиваясь по направлению
вращения вала.
Для преобразования кинетической энергии вращения потока рабочей жидкости в
энергию поступательного перемещения в напорной магистрали на пути потока установ-
лен лопастной направляющий аппарат.
В лопастных насосах разделение между зоной всасывания и зоной нагнетания
осуществляется не механически, а самой жидкостью за счет кинетической энергии, пе-
редаваемой ей лопастями вращающегося ротора.
100
В насосах этого типа при возрастании давления в связи с ростом внешних сопро-
тивлений скорость потока и производительность снижается в связи с существенным
уменьшением объемного КПД. При дальнейшем возрастании внешней нагрузки поток
рабочей жидкости может остановиться и вся подводимая к насосу мощность будет за-
трачиваться на преодоление гидродинамических сопротивлений перемешивания жидко-
сти вращающимися лопастями.
Сильная зависимость производительности лопастных насосов от давления ис-
ключает возможность их применения в силовом гидроприводе лифтов. Они могут най-
ти применение только в конструкции теплообменников силового оборудования гидроаг-
регатов.
В насосах объемного действия зона всасывания отделена от зоны нагнетания од-
ним или несколькими механическими уплотнениями, и величина внутренних протяжек
в значительной степени зависит от зазоров между взаимно перемещающимися частями
насоса и особенностей конструкции.
В таких насосах объемный КПД в небольшой степени зависит от давления жид-
кости, поэтому возрастание внешней нагрузки гидравлической системы приводит к
росту давления в напорной линии. В предельном случае, при полном перекрытии напор-
ной линии, давление рабочей жидкости за очень короткий промежуток времени могло
бы достигнуть очень высокого разрушающего уровня.
Этим объясняется, с одной стороны, целесообразность использования объемных
насосов в гидравлических силовых системах и, с другой стороны, необходимость уста-
новки предохранительных клапанов, которые ограничивали бы максимальное давление
жидкости на допустимом, безопасном уровне.
Следует, впрочем, отметить, что объемные насосы, достоинством которых явля-
ется то, что их производительность практически не зависит от давления, имеют недо-
статок, заключающийся в той или иной степени пульсации давления рабочей жидкости.
Объемные насосы могут быть двух видов: с постоянным и с переменным рабо-
чим объемом. Последние относятся к классу насосов с управляемой производительнос-
тью.
Производительность насосов с постоянным рабочим объемом может изменяться
только за счет изменения скорости вращения вала, определяемой частотой вращения
приводного электродвигателя.
В насосах с переменным рабочим объемом изменение производительности до-
стигается с помощью регулировочного устройства, управляющего взаимным положени-
ем внутренних частей насоса.
В силовом гидроприводе лифтов преимущественно применяются насосы с посто-
янным рабочим объемом. Хотя в некоторых случаях могут применяться насосы с пере-
менным рабочим объемом.
Используемые в гидроприводе лифтов насосы относятся к классу ротационных,
в которых вращательное движение приводного вала преобразуется в поступательное пе-
ремещение потока рабочей жидкости. К ним относятся: шестеренчатые, аксиально-
плунжерные и винтовые насосы.
Шестеренчатые насосы
Шестеренчатые насосы широко используются в силовом гидроприводе различ-
ных машин и стационарного оборудования. Их отличает простота конструкции, техно-
логичность, небольшое число высокоточных и изнашивающихся деталей. Имеют не-
101
Рис.4.7 Схема шестеренчатого насоса:
1 - приводное зубчатое колесо с внешним за-
цеплением; 2 - ведомое зубчатое колесо; 3 -
корпус; А, Б - зона всасывания и нагнетания,
соответственно
большую стоимость, габаритные размеры и
массу. Максимальное рабочее давление до-
стигает 16-20 Мпа, а производительность
-до 1000 л/мин. Номинальная частота вра-
щения вала - от 1000 до 4000 оборотов в
минуту. Схема насоса представлена на
рис.4.7.
Принцип действия насоса с зубчаты-
ми вытеснителями рабочей жидкости до-
статочно прост. Две шестерни с равным
числом зубьев одинаковой ширины и оди-
наковым модулем находятся в зацеплении и
располагаются в цилиндрических расточ-
ках корпуса с минимальными торцевыми и
радиальными зазорами. При вращении вала
шестерни 1 приводным двигателем жид-
кость, расположенная во впадинах зубьев,
переносится из полости всасывания А в на-
порную - Б. Направление переноса жидкос-
ти на схеме указано стрелками. По мере
приближения рабочей жидкости к нагнетательной зоне величина гидростатического
давления повышается под действием сопротивлений в напорной линии.
Шестеренчатые насосы выпускаются мощностью от 2 до 40 кВт при номиналь-
ной частоте вращения от 1500 до 2000 оборотов в минуту. Рабочее давление до 10 МПа
при общем КПД около 0,9.
К недостатку шестеренчатого насоса можно отнести небольшую пульсацию про-
изводительности и давления в связи с дискретным характером переноса жидкости во
впадинах зубьев. Работа шестеренчатого насоса сопровождается возникновением шума,
поэтому его использование целесообразно в производственных условиях, где допусти-
мый уровень шума не лимитируется.
Аксиально-поршневые насосы
Насосы этого типа отличаются небольшими радиальными габаритами и повы-
шенными оборотами приводного вала.
Рабочая жидкость вытесняется из цилиндрических рабочих камер в результате
возвратно-поступательного движения поршней, вызванного вращением приводного ва-
ла.
Такие насосы относятся к типу ротационных с аксиальными поршнями(4.8).
Представленный на рис.4.8 аксиально-поршневой нерегулируемый насос состо-
ит из неподвижного распределительного диска 1, вращающегося блока цилиндров 2,
поршней 3, шатуна 4 и корпуса 5. Блок цилиндров шарнирно связан с диском торцевой
части приводного вала 8, установленного на подшипниках.
Вращение приводного вала 8 вызывает возвратно-поступательное перемещение
шатунов и связанных с ними поршней 3. Одновременно происходит вращение блока ци-
линдров 2 с торцевыми отверстиями, которые через отверстия в неподвижном диске 1
периодически соединяют рабочие полости цилиндров с напорной или всасывающей ли-
нией насоса.
102
4
б
Рис.4.8 Аксиально-поршневой нерегулируемый иасос: 1 - неподвижный распределительный
диск; 2 - блок цилиндров; 3 - поршень; 4 - шатун; 5 - корпус; 6 - подшипник; 7 - уплотнение;
8 - приводной вал
При движении поршней 3 в глубь цилиндра заполняющая его рабочая жидкость
вытесняется в напорную гидролинию, а при возвратном движении засасывается в ци-
линдр.
В регулируемых насосах этого типа благодаря изменению угла между осью при-
водного вала и осью блока цилиндров изменяется производительность.
Аксиально-плунжерные нерегулируемые насосы изготавливаются с номиналь-
ной частотой вращения вала от 1000 до 5000 оборотов в минуту при мощности от 8 до
62 кВт. Рабочее давление может достигать 32 МПа. Общий КПД 0,85 - 0,9.
К недостаткам аксиально-плунжерного насоса следует отнести существенно
большую сложность и стоимость по сравнению с шестеренчатым и более заметную
пульсацию производительности и рабочего давления в напорной линии.
Винтовые насосы
Из насосов с постоянным рабочим объемом широкое, если не исключительное
применение, находят винтовые насосы. Это определяется многими факторами, к кото-
рым относятся: невысокие требования к чистоте рабочей жидкости, высокая равномер-
ность подачи, практически без пульсаций; бесшумность работы, нечувствительность к
динамическим нагрузкам; высокая надежность и продолжительный срок службы; хоро-
ший механический и объемный КПД.; малые радиальные габариты и высокая произво-
дительность.
Винтовой насос, который может считаться вариантом шестеренного насоса с вин-
товыми зубьями, состоит из корпуса и из двух или трех винтов, расположенных внутри
корпуса.
В гидроагрегатах лифтов преимущественно применяются винтовые насосы с
тремя винтами, расположенными с минимальными зазорами между их наружными по-
верхностями и корпусом (рис.4.9).
Центральный винт 5, имеющий жесткую кинематическую связь с валом двигате-
ля, при своем вращении захватывает ведомые винты, играющие роль подвижного уп-
лотнения.
103
1
2
Рис. 4.9 Типовая конструкция вин-
тового насоса: 1 - стальная сетка
фильтра всасывающего патрубка; 2, 3
- наружная и внутренняя цилиндриче-
ская поверхность центрирующего
фланца; 4 - внешнее кольцо шарико-
вого подшипника; 5 - приводной винт
насоса; 6 - алюминиевый корпус; 7 -
всасывающая часть насоса; 8 - ведо-
мый винт
Винты изготавливаются из стали; подвергаются поверхностной закалке с после-
дующим шлифованием для повышения износостойкости.
Винты установлены в корпусе только на радиальных подшипниках, так как воз-
никающие при работе насоса осевые усилия уравновешиваются гидравлическим спосо-
бом за счет контрдавления рабочей жидкости. В связи с этим отпадает необходимость в
опорных подшипниках. В значительно более редких случаях осевые усилия уравнове-
шиваются за счет применения винтов с левой и правой нарезкой.
Для увеличения КПД и снижения уровня шума боковым винтам придается внеш-
ний диаметр, равный диаметру стержня центрального винта. С той же целью, профиль
боковых сторон боковых винтов имеет форму удлиненного эпициклоида, а профиль бо-
ковых поверхностей центрального винта - форму укороченного эпициклоида. Благода-
ря этому при вращении винтов между их рабочими поверхностями обеспечиваются ми-
нимальные зазоры и при обильной смазке рабочей жидкостью гарантируется жидкост-
ное трение. Все это обеспечивает высокое значение механического КПД и минималь-
ный износ взаимодействующих деталей насоса.
О характере взаимодействия поверхности приводного центрального винта с бо-
ковыми ведомыми винтами можно судить по схеме поперечного сечения винтового на-
соса, представленной на рис.4.10.
При вращении винтов, в точках соприкосновения боковых поверхностей, образу-
ются контактные линии или линии уплотнения, которые вместе с внутренней поверхно-
стью цилиндрических расточек корпуса разграничивают рабочие камеры насоса, кото-
рые без вращения поступательно перемещаются вдоль оси насоса, вытесняя рабочую
жидкость из зоны всасывания в напорную линию гидросистемы. Таким образом обес-
печивается равномерная подача рабочей жидкости.
Теоретическая производительность насоса вычисляется по формуле :
QT =S-/-n-10"3 л/мин,	(4.16)
где S - площадь поперечного сечения потока жидкости, см2; /- шаг винта, см; и -
частота вращения центрального винта, об/мин; q - рабочий объем насоса, определяется
количеством жидкости, вытесняемой за один оборот вала, л.
104
Рис.4.10. Схема винтового насоса:
1,3- боковые ведомые винты; 2 - при-
водной центральный винт; / - шаг вин-
та; DH, DBft - наружный и внутренний
диаметр центрального винта; d- наруж-
ный диаметр ведомого бокового винта
На рис. 4.10 площадь поперечного сечения
потока S определяется величиной разности меж-
ду площадью поперечного сечения отверстий
корпуса и площадью заштрихованного попереч-
ного сечения винтов.
Можно легко заметить, что для каждого
угла поворота винтов площадь поперечного сече-
ния потока остается постоянной.
Так как шаг и частота вращения винта яв-
ляются величинами постоянными, величина тео-
ретической производительность сохраняет по-
стоянное значение без каких либо пульсаций.
Однако на практике, вследствие разности
давления между зоной всасывания и нагнетания,
через рабочие зазоры в линиях уплотнения про-
исходит небольшой обратный ток жидкости. По-
этому реальная величина производительности
винтового насоса будет меньше теоретической:
Q = Qt- Чру, л/мин, (4.17)
где - объемный КПД винтового насоса.
Как было сказано выше, величина объем-
ного КПД насоса в значительной степени зави-
сит от точности изготовления деталей и сборки
насоса, т.е. от зазоров, имеющихся между корпу-
сом и винтами и между профилями винтов, от материалов, из которых изготовлены вин-
ты и корпус, от вязкости жидкости и, следовательно, от ее температуры.
При хорошей конструкции насосов и требуемой вязкости масла объемный КПД
может достигать значения 0,8 * 0,9.
Поскольку при вращении винтов меняется число уплотнений, обратный ток жид-
кости непостоянен. Это приводит к незначительным колебаниям производительности,
которые тем меньше, чем больше количество уплотнений, т.е. чем больше длина насо-
са. Обычно используют от 3 до 5 уплотнений, определяемых величиной шага винта.
При работе винтового насоса как давление, так и производительность испытыва-
ет небольшие колебания с частотой, определяемой количеством шагов винта в пределах
рабочей длины насоса и частотой вращения. Этот эффект обусловлен сжимаемостью
жидкости и постепенностью нарастания давления на длине шага. Когда одна камера
раскрывается в напорную линию, из-за разности давления между камерой и напорной
частью насоса возникает колебание величины давления с частотой, пропорциональной
частоте вращения винта:
n-z
(4.18)
где z - число шагов винта на рабочей длине корпуса насоса.
Как правило, изменения давления составляют примерно +/- 1 бар, а изменения
производительности - несколько десятых кубического сантиметра.
На рис. 4.11 приведены графики зависимости характеристик винтового насоса с
номинальной производительностью 125 л/мин. от величины статического давления.
105
Рис. 4.11 Графики характеристик винтового насоса: 1 - объемный КПД; 2 - механический
КПД; 3 - общий КПД; 4 - производительность
Мы видим, что производительность мало зависит от давления, тогда как объем-
ный и общий КПД в большей мере связаны с изменением давления.
Фирмы изготовители гидравлического оборудования в технической докумен-
тации указывают среднюю величину производительности насоса для определенной
частоты вращения вала (2750 об/мин), вязкости рабочей жидкости 4Е при температу-
ре 40 °C.
На основании этих данных можно с хорошим приближением определить произ-
водительность конкретного насоса при установке приводного электродвигателя с дру-
гим числом оборотов:
Qn “ 02750 * 97ГП ,	(4.19)
где п - частота вращения вала двигателя, отличающаяся от нормативного значе-
ния 2750 об/мин.
Европейские производители гидравлического оборудования выпускают широкую
номенклатуру типоразмеров винтовых насосов с номинальным статическим давлением
от 2 до 7 МПа. При производительности от 24,3 до 832,7 л/мин. В насосах применяют-
ся двигатели с установленной мощностью от 1,2 до 116 кВт.
106
5. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ГИДРОПРИВОДА
Вспомогательное оборудование включает элементы гидравлической системы, ко-
торые непосредственно не выполняют чисто функциональную роль перемещения каби-
ны, но являются чрезвычайно важными для осуществления этой задачи. В частности,
речь пойдет о трубопроводах, уплотнениях, фильтрах, шумоподавителях и теплообмен-
никах.
Трубопроводы выполняют важную роль соединения различного оборудования
гидропривода: насоса с блоком управляющих клапанов и гидроцилиндром.
Уплотнения служат для обеспечения статической и динамической герметичности
между разными компонентами гидравлической системы, не допуская утечек жидкости
и обеспечивая экологичность применения гидравлических лифтов и подъемников.
Фильтры выполняют не менее важную, роль препятствуя попаданию в жидкость
твердых частиц и иных загрязнителей, которые могут вызвать нарушения в работе
сложных систем блока клапанов, износ взаимно перемещающихся частей и даже закли-
нивание подвижных частей клапанов.
В то же время лифт должен работать по возможности бесшумно. Это имеет осо-
бое значение в лечебных учреждениях (больницах, клиниках и т.д.), в гостиницах, в жи-
лых домах, офисах и т.д.
В гидравлических лифтах шум создается электрическим и гидравлическим обо-
рудованием (контакторами, электродвигателями, насосами, клапанами и т.д.).
Для снижения уровня шума и вибрации гидравлического происхождения приме-
няются шумоподавители и антивибраторы.
Не менее важны для эффективной и надежной работы лифта теплообменники,
установка которых необходима при интенсивной работе лифта, когда температура рабо-
чей жидкости может превысить допустимые пределы. В этой ситуации эффективный от-
вод тепла становится возможным только при использовании вспомогательного оборудо-
вания принудительного охлаждения.
5.1 Трубопровод
Трубопровод обеспечивает гидравлическое соединение между собой узлов обо-
рудования гидроагрегата, гидроцилиндра и теплообменника.
По назначению трубопроводы подразделяются на напорные, сливные и дренаж-
ные, а по конструкции - на жесткие (стальные трубы) и гибкие(резинотканевые или ре-
зинометаллические рукава).
Поскольку надежность работы гидропривода непосредственно зависит от участ-
ка трубопровода, соединяющего блок клапанов гидроагрегата с цилиндром, ниже мы
будем в основном рассматривать именно этот участок.
Обычно для трубопровода используются бесшовные трубы из малоуглеродистой
стали, полученные методом волочения с последующей нормализацией, что облегчает
изгиб и сварку при монтаже гидрооборудования.
Достаточно часто условия монтажа делают необходимым применение гибких
труб из синтетической резины или из пластиковых материалов, устойчивых к минераль-
ным маслам и усиленных одной или несколькими слоями оплетки из стальной проволо-
ки.
Трубопровод, по которому движется поток рабочей жидкости под высоким дав-
лением, должен обладать достаточной прочностью и обеспечивать минимальные гид-
107
равлические сопротивления. От правильного выбора диаметра и радиуса кривизны тру-
бопровода на криволинейных участках, пусть и не в определяющей степени, зависит
производительность насоса и количество затрачиваемой при подъеме груза энергии.
Для того, чтобы обеспечить движение потока рабочей жидкости по трубопрово-
ду, нужно затратить энергию для преодоления гидравлических сопротивлений, являю-
щихся функцией вязкости жидкости и характеристик трубопровода (диаметра, шерохо-
ватости его внутренней поверхности, изменения направления потока или поперечного
сечения и т.п.).
Наличие гидравлических сопротивлений в трубопроводе приводит к увеличению
статического давления до величины, которая обеспечит движение жидкости с опреде-
ленной скоростью. Необходимый перепад давления между началом и концом трубопро-
вода в значительной степени зависит от характера движения жидкости в трубопроводе
(ламинарное или турбулентное).
Тип движения жидкости в трубопроводе определяется величиной числа Рей-
нольдса, которое в случае гладких трубопроводов с круглым поперечным сечением оп-
ределяется по формуле :
п У
Re=~^ .	(5-1)
где V - скорость жидкости, м/сек.; d - внутренний диаметр трубы, м.; v - кинема-
тическая вязкость жидкости, м2/сек.
Если обозначить Q производительность в литрах в минуту, a v выразить в санти-
стоксах, то формула (5.1) примет следующий вид :
л‘=21’22^7’	(5-2)
Если число Rei получаемое при применении (5.1) или (5.2), меньше 2000 - 2300,
то движение жидкости в трубопроводе ламинарное, и потери статического напора на
длине трубопровода в 1 м можно определить по следующей зависимости:
О2
Ьр = 127-102 -- у , МПа/м	(5.3)
Re *
если же это число выше указанного значения, то движение турбулентное, и поте-
ри напора рассчитывается так:
з Q2
= 6’2Ь10 d5-R^ ,МПа/М	(5'4)
&
В любом случае, следует заметить, что для получения хороших результатов сече-
ние трубопровода нужно выбирать таким, чтобы скорость жидкости не превышала 6-7
м/сек., и чтобы его длина была как можно меньше.
При прокладке трубы следует по возможности избегать резких изгибов. Поэтому
на криволинейных участках предпочтительно применяются колена с радиусом кривиз-
ны не менее 10-кратного диаметра трубопровода. Изгиб трубопровода должен произво-
диться с помощью специальных приспособлений с учетом диаметра трубы.
Что касается механической прочности, то если трубопровод жесткий, его толщи-
на вычисляется по формуле, справедливой для цилиндрических твердых тел, подверга-
емых воздействию внутреннего давления:
108
&
(5.5)
где п - коэффициент запаса прочности на разрыв(по нормативам EN81.2); р - но-
минальное статическое давление настройки клапана предельного давления; D - наруж-
ный диаметр трубы, мм;о*5 - предел прочности при растяжении; 50 = 1 мм - дополни-
тельный запас толщины стенки с учетом коррозии и износа.
Для гибких трубопроводов вместо выполнения вычислений предпочтительно
пользоваться составленными изготовителями таблицами, в которых приведены значе-
ния давления испытания, которому подвергается трубопровод, и давления разрыва в за-
висимости от диаметра самого трубопровода.
При выборе типа трубопровода следует учитывать, что табличное значение вели-
чины давление испытания должно быть больше произведения нормативного коэффици-
ента запаса прочности на величину калибровочного давления клапана предельного дав-
ления.
Прочность гибких трубопроводов гарантируется изготовителем при их использо-
вании в диапазоне изменения температуры окружающей среды от -30 до +125 °C.
соединительными элементами представлен
Внешний вид гибкого трубопровода с
на рис.5.1
Рис.5 Л Конструкция гибкого трубопро-
вода: а - трубопровод с концевыми присо-
единительными элементами; Ь, с - вариан-
ты конструкции сопряженных элементов
узлов гидрооборудования
Если гибкие трубопроводы предполагают наличие присоединительных элемен-
тов на концах, то жесткие трубопроводы должны иметь разделку концов, выполненную
в зависимости от предполагаемого типа соединения.
Благодаря небольшим размерам, удобству применения и хорошим характеристи-
кам в отношении герметичности, которые не меняются со временем, предпочтение от-
дается муфтовым и винтовым соединениям жестких трубопроводов (рис. 5.2). При их
выполнении необходимо следовать техническим нормам и обязательно рекомендациям
фирм-поставщиков.
Рис.5.2 Резьбовое соединение с коль-
цевым пазом и эластичной уплотни-
тельной прокладкой: а - начальный
момент затяжки гайки; b - рабочее со-
стояние соединения
109
Для уменьшения коррозии трубопровод по всей длине не должен контактировать
с грунтом или стеной здания. Поэтому он крепится скобами, обычно с эластичными
прокладками для уменьшения передачи вибрации (рис.5.3).
i

Рис.5.3 Конструкция опоры жест-
кого трубопровода с амортизирую-
щей прокладкой
Кроме того, трубопровод не должен подвер-
гаться изгибающим или скручивающим воздейст-
виям.
Для обеспечения контроля технического со-
стояния трубопровода, необходимо обеспечить к
нему свободный доступ на всем протяжении трассы
и к местам соединений в особенности при проведе-
нии наладочных и ремонтных работ.
При монтаже гибкого трубопровода необхо-
димо соблюдать некоторые меры предосторожнос-
ти.
Гибкая труба не должна подвергаться скру-
чиванию (продольная нить внешнего покрытия
должна быть параллельной оси трубы), длина
должна быть строго определенной (на выходе из
каждого соединения труба должна иметь прямой
участок не менее 25 мм). Соединения должны быть
такими, чтобы сокращать до минимума число изги-
бов трубы.
В тех случаях, когда труба должна резко из-
гибаться, необходимо, чтобы участок трубы, кото-
рый начинается от места соединения, не изгибался по длине, равной 6-кратному диаме-
тру трубы. Минимальный радиус кривизны изгиба должен соответствовать, как мини-
мум, 9-кратному диаметру самой трубы (рис. 5.4).
Рис.5.4 Способы установки гибкого трубопровода: 1-неправильно; 2 - правильно
НО
После монтажа трубопровода следует провести статическое гидравлическое ис-
пытание. Для испытания трубопровод заполняется жидкостью под давлением, после че-
го нужно убедиться в том, что по всей его длине нет утечек; иначе говоря, что при тем-
пературе окружающей среды жидкости давление испытания не изменяется по крайней
мере в течение 5 минут. Для того, чтобы не подвергать материал излишней нагрузке,
как правило, при испытании давление не должно превышать двойного максимального
статического давления.
В зависимости от условий окружающей среды целесообразно периодически про-
водить такие испытания.
5.3. Уплотнения
Уплотнительные устройства необходимы для предотвращения наружных и внут-
ренних утечек рабочей жидкости.
Основная роль уплотнений заключается в минимизации утечек жидкости между
участками с разным давлением, в частности, между линией под давлением и атмосфе-
рой.
Высокая степень герметичности является важнейшей характеристикой уплотни-
тельного устройства.
При работе гидропривода возможны внешние и внутренние утечки рабочей жид-
кости, которые необходимо минимизировать путем рационального выбора конструкции
и материала уплотнителя.
Внешние утечки приводят к невозвратным потерям рабочей жидкости, имеют
экологические последствия и небезопасны в пожарном отношении.
Внутренние утечки нарушают работу схемы управления, ведут к уменьшению
статического давления, к потере мощности и изменению скорости движения штока ги-
дроцилиндра.
В гидроприводе лифтов применяются десятки уплотнительных устройств разной
конструкции и назначения. Выход из строя даже одного из них может существенно сни-
зить эффективность работы и, в некоторых случаях, привести к полной потере работо-
способности лифта.
По назначению уплотнительные устройства подразделяются на два вида: для по-
движных соединений элементов, совершающих возвратно-поступательные перемеще-
ния(штоки, поршни, золотники распределителей и клапанов); для неподвижных соеди-
нений узлов гидрооборудования.
По принципу действия уплотнительные устройства подразделяются на два
класса: контактные и бесконтактные.
Бесконтактные отличаются отсутствием специального уплотнительного элемен-
та(уплотнителя). Уплотнительный эффект в них достигается за счет зазора весьма не-
большой величины(от 2 до 40 мкм), который создает повышенное сопротивление дви-
жению потока жидкости. Все плотно подогнанные, притертые пары: плунжер - гильза,
золотник-золотниковый колодец, клапанные соединения работают на основе использо-
вания бесконтактного уплотнительного устройства.
Контактные уплотнительные устройства отличаются наличием специального уп-
лотнителя в виде кольца, манжеты и т.п., которые изготавливаются из различных мате-
риалов и имеют различную форму в зависимости от назначения и условий применения.
Контактные уплотнительные устройства применяются в подвижных и неподвиж-
ных соединениях, обеспечивая высокую степень герметичности, а в случае неподвиж-
ных соединений совершенно не допускают утечки рабочей жидкости.
111
К недостаткам контактных уплотнительных устройств следует отнести сущест-
венные потери энергии на преодоление сил трения, которые вызывают локальный на-
грев контактирующих поверхностей, что в свою очередь приводит к химическому рас-
паду молекул жидкости и вызывает стойкие изменения физических характеристик уп-
лотнителя и снижает его эффективность и срок службы.
Уменьшение срока службы уплотнителя приводит к необходимости его периоди-
ческой замены с проведением соответствующих сборочно-разборочных работ.
Фирмы изготовители гидравлического оборудования постоянно занимаются по-
вышением долговечности уплотнителей на основе совершенствования технологии изго-
товления и применения более совершенных синтетических материалов.
При неподвижном состоянии лифта, при отсутствии управляющих команд, наи-
большее значение имеет наличие идеальной герметичности верха цилиндра, обратного
клапана и клапана (или клапанов), которые регулируют скорость спуска кабины.
Следует помнить о том, что если в рабочих условиях возникают утечки жидкос-
ти на упомянутых участках, они могут вызывать неуправляемый спуск кабины с весьма
серьезными последствиями для пассажиров.
Не менее важно не допускать утечек жидкости на участках гидравлической сис-
темы до обратного клапана. Такие утечки, если даже они не имеют последствий в отно-
шении безопасности пассажиров, приводят к бесполезному дополнительному расходу
энергии на поддержание необходимого рабочего давления.
Вполне очевидно, что невозможно добиться абсолютной герметичности между
двумя металлическими поверхностями, даже если они выполнены с максимальной ак-
куратностью, особенно, если они движутся одна относительно другой. Поэтому необ-
ходимо использовать уплотнения, которые для наиболее полного выполнения своих
функций должны обладать особыми физическими и химическими свойствами, завися-
щими как от типа жидкости, с которой они контактируют, так и от требуемой степени
герметичности(рис.5.5).
Рис.5.5 Основные типы уплотнителей
Как правило, уплотнители выполняются из синтетических резин, в частности, из
акрило-нитриловых эластомеров, которые, в отличие от натуральной резины, обладают
отличной химической стойкостью к воздействию минеральных масел, а также хорошей
механической прочностью к истиранию и к тепловым воздействиям.
Только в условиях воздействия высоких температур и особо агрессивных жидко-
стей (растворителей, кислот и т.д.) используются уплотнители из фторированных, сили-
коновых или фторо-силиконовых эластомеров.
Для изготовления упорных или направляющих кольцевых уплотнителей приме-
няются термоотверждающиеся или термопластичные смолы, как, например, политетра-
фтороэтилен (PTFE).
112
Физические характеристики, которыми должно обладать уплотнители (эластич-
ность, твердость, износостойкость, малый коэффициент трения, особенно трения покоя
и т.д.), зависят главным образом от типа герметичности, которую должно обеспечить
уплотнение: статической или динамической непроницаемости.
В гидравлических системах лифтов статическая герметичность создается на со-
единениях корпусов клапанов, управляющих скоростью подъема и спуска кабины; на
корпусе обратного клапана или клапанов спуска.
В этих случаях используются кольцевые уплотнители с круглым сечением или
специально разработанным сечением, которое наилучшим образом подходит к седлу
клапана.
Материал, из которого изготовлены такие уплотнения, должен обладать повы-
шенным сопротивлением к постоянным деформирующим воздействиям, и, следова-
тельно, должен сочетать в себе хорошую эластичность и достаточную твердость.
Уплотнения, которые устанавливаются на золотниках клапанов, должны также
обладать хорошим сопротивлением к истиранию под действием металлических частиц
мельчайших размеров, которые переносятся потоком жидкости.
Особенными свойствами должны обладать уплотнители, которые устанавлива-
ются в корпусе головки цилиндра. С одной стороны, они должны обеспечивать отлич-
ную статическую непроницаемость при неподвижном штоке, а с другой стороны, созда-
вать небольшие силы трения в процессе перемещения.
Уплотнитель при неподвижном штоке должен плотно прилегать к его поверхно-
сти, повторяя его неровности, обеспечивая герметичность в статических условиях.
При выдвижении из цилиндра, шток вытягивает определенное количество жид-
кости, которая должна проникать между его поверхностью и уплотнителем, создавая
при этом гидродинамическое давление масляной пленки, разделяющей контактирую-
щие поверхности, уменьшающей трение и износ.
Другими словами, пленка смазки, которая в динамических условиях при хоро-
шем уплотнителе всегда присутствует на поверхности штока, выполняет важнейшую
роль, не допуская сухого контакта между двумя поверхностями. С одной стороны, при
этом уменьшаются силы трения, а с другой - создается эффект “сглаживания” шерохо-
ватостей, который уменьшает износ.
Реально достигаемый эффект в значительной степени зависит от размеров зазо-
ра между цилиндром и штоком, от формы и размеров уплотнителя, от степени обработ-
ки поверхности штока, от усилия предварительного поджатия уплотнителя, от его элас-
тичности и допустимой температуры (от коэффициента теплового расширения матери-
ала), от вязкости жидкости и т.д. Из этого следует, что наилучший эффект достигается
при правильном выборе физических характеристик материала уплотнителя, порой кон-
фликтующих между собой.
Поскольку в гидравлических лифтах давление редко превышает 40 бар(4МПа), и
при работе температура жидкости составляет приблизительно 50 °C, герметичным уп-
лотнителям с круглым поперечным сечением предпочитают уплотнители с прямоуголь-
ным сечением и расширенным основанием, изготовленным из однородной эластомер-
ной массы.
Только в исключительных случаях используются уплотнители с сердцевиной из
ткани, покрытой никриловым или ацетиловым материалом, или используется U-образ-
ное сечение, т.к. подобные уплотнители обеспечивают большую износостойкость.
113
Рис.5.6 Конструкция головки гидроци-
линдра с уплотнителями: 1 - шток; 2 -
кольцо пылеуловителя; 3 - стальная втул-
ка; 4, 7 - направляющее опорное кольцо;
5, 9 - уплотнитель неподвижного соеди-
нения; 6 — главный уплотнитель подвиж-
ного соединения; 8 - втулка ограничителя
хода штока плунжера; 9 - сборная гильза
цилиндра
Количество жидкости, переносимое што-
ком по поверхности качественно изготовленно-
го и правильно выбранного уплотнителя, неве-
лико. При прочих равных условиях, оно, безус-
ловно, зависит от количества проходов, совер-
шаемых лифтом.
Обычно объем переносимой жидкости
составляет 0,1 - 0,04 см3 на каждый квадратный
метр поверхности штока и ни в какой мере не
влияет на правильность работы лифта.
Если при транспортировке или монтаже
внешняя поверхность штока подвергалась уда-
рам или окислилась, пусть даже локально,
вследствие плохих условий хранения или попа-
дания на нее коррозионных материалов, подоб-
ных строительным растворам или бетонам, воз-
никает быстрое повреждение уплотнителя, что
приводит к утечке рабочей жидкости даже при
неподвижном выключенном лифте.
Поэтому необходимо, чтобы при монта-
же и перед вводом лифта в эксплуатацию тща-
тельно проверялись поверхности штока и устра-
нялись все причины, которые могут вызвать по-
вреждение уплотнителей.
На рис.5.6 приведена схема установки
уплотнителей в конструкции гидроцилиндра.
Во избежание попадания частичек пыли
или загрязняющих веществ, которые могут при-
липать к поверхности штока и вызывать по-
вреждение герметичного уплотнения при вхож-
дении штока в цилиндр, в верхней части цилин-
дра обычно устанавливается пылеулавливаю-
щее кольцо 2. Строго осевое линейное переме-
щение штока обеспечивается двумя направляю-
щими кольцами 4, 7, изготовленными из жестко-
го синтетического материала, обеспечивающего минимальное значение величины коэф-
фициента трения.
Основной уплотнитель в виде кольца 6 прямоугольного сечения из эластомера
предварительно поджат втулкой 3 для обеспечения необходимой степени герметичности.
5.4. Фильтры
Фильтры служат для задержания твердых и иных частиц, переносимых потоком
жидкости; эти частицы могут вызывать повреждение элементов гидравлической систе-
мы, в частности, уплотнений и металлических поверхностей подвижных частей.
После завершения монтажа гидравлического лифта могут оставаться частицы пе-
ска в трубопроводах или в других частях системы, тщательно не очищенных, а также
частицы металла и абразивных материалов, оставшихся после механической обработки,
114
особенно после обработки с удалением стружки» мелкие капли металла или сварочно-
го шлака, куски тряпок, использовавшихся для очистки и т.д.
При работе установки из окружающей систему среды в жидкость может посту-
пать вода в виде конденсата из воздуха и твердые частицы, как правило, мельчайших
размеров, состоящие из пыли, проникающей в резервуар с рабочей жидкостью.
Из гидросистемы могут поступать мельчайшие чешуйки краски, отделившиеся
от внутренних стенок резервуара; кусочки ржавчины, металлические и неметалличес-
кие частицы, образовавшиеся в результате эрозионного воздействия на уплотнения и
металлические поверхности потоком жидкости; смолистые частицы, образовавшиеся в
результате старения масла и т.д.
Загрязнение гидравлической установки может также происходить при использо-
вании уже загрязненной жидкости, которая ранее использовалась или хранилась ненад-
лежащим образом.
Все это вызывает необходимость фильтрации жидкости, т.к. ее загрязнение уве-
личивается по экспоненциальному закону в результате дальнейшего износа деталей
оборудования, вызываемого механическим воздействием твердых частиц.
В связи с этим, в рабочей жидкости всегда присутствует определенное количест-
во твердых абразивных частиц, которые, попадая в зазоры подвижных частей узлов си-
лового оборудования и системы управления, вызывают повышенный износ и могут зна-
чительно уменьшить долговечность и надежность работы оборудования гидропривода.
Практически установлено, что увеличение загрязнения жидкости в 4 раза умень-
шает долговечность гидрооборудования в 2 раза.
Наибольшее влияние загрязнение рабочей жидкости оказывает на работоспособ-
ность насоса и клапанов системы управления.
По крупности твердые частицы подразделяются на следующие группы:
-	крупные, размеры которых(25 мкм и более) составляют 75% и больше размера
зазора подвижных соединений; они приносят наибольший вред и, агрегатируясь,
могут вывести из строя ответственные элементы и узлы силового оборудования
гидропривода;
-	мелкие с размерами от 25 до 10 микрон; эти частицы действуют подобно наж-
дачной пасте и вызывают увеличение функциональных зазоров;
-	очень мелкие с размерами менее 5 микрон; их воздействие особенно ощутимо
для сервоклапанов и устройств сервоуправления, так как они образуют грязь, за-
бивающую маленькие жиклеры и вызывающую эрозию рабочих поверхностей.
Влияние крупности инородных твердых частиц на работу клапанов несколько от-
личается от их воздействия на насос и силовой гидроцилиндр.
Так, частицы с поперечным размером, значительно превышающим величину за-
зора в подвижном соединении, практически не оказывают влияния на работу клапана.
Они размельчаются при работе клапана и под действием скоростного потока рабочей
жидкости.
Частицы существенно меньшие зазора, также не оказывают неблагоприятного
воздействия на работу клапана.
Наибольшую опасность для работы клапанов представляют частицы, соизмери-
мые с величиной зазора.
Из-за абразивного воздействия частиц на рабочие поверхности клапана образу-
ются новые частицы продуктов износа. Этот процесс лавинообразно нарастает и приво-
дит к следующим негативным последствиям: к повышению внутренней утечки жидко-
115
сти, изменению времени переключения клапана, заклиниванию подвижного элемента и
выходу из строя клапана.
Иллюстрацией сказанного могут служить схемы, представленные на рис.5.7.

ВЫСОКОЕ ДАВЛЕНИЕ
Рис.5.7 Схема взаимодействия абразивных частиц с деталями клапанов управления
Для очистки рабочей жидкости от механических примесей в системе гидропри-
вода устанавливаются фильтры, которые задерживают частицы определенных размер-
ных групп, снижают их концентрацию и обеспечивают повышение надежности и дол-
говечности работы гидропривода лифта.
В гидроприводе лифтов наибольшее распространение получили фильтры меха-
нического действия. Несмотря на многообразие конструктивных форм фильтров раз-
личных производителей принцип их работы идентичен.
В механических фильтрах поток загрязненной рабочей жидкости пропускается
через ячеистую структуру с размерами ячеек меньшими, чем размер частиц загрязните-
ля.
При длительной работе фильтрующий элемент забивается продуктами фильтра-
ции и подлежит замене.
Прохождение потока жидкости через фильтр сопровождается дополнительными
гидравлическими сопротивлениями, которые увеличиваются по мере уменьшения про-
пускной способности фильтрующего элемента. Это обстоятельство используется для
контроля работоспособности фильтра путем установки индикатора той или иной конст-
рукции во входном патрубке фильтра, который реагирует на определенный уровень пре-
вышения давления.
Фильтр характеризуется перепадом давления, который определяется сопротив-
лением прохождения жидкости через фильтрующий элемент; фильтрующей способно-
стью, т.е. способностью фильтра задерживать твердые частицы определенных разме-
ров, а также аккумулирующей способностью, т.е. количеством частиц, которое фильтр
может задержать до того момента, когда он забивается, в результате чего его гидродина-
мическое сопротивление превышает допустимое значение.
116
Рис.5.8 Фильтр сливной магистра-
ли: 1 - магнит для задержки ферро-
магнитных частиц; 2 - маслоотража-
тель; 3,4 - крышка; 5 - маслоотража-
тельная шайба; 6 - прокладка; 7 -
корпус; 8 - набор фильтрующих эле-
ментов; 9 - сливной патрубок; 10 -
опорный стакан; 11 - пружина; 12, 13
- корпус и шарик перепускного кла-
Выбор наиболее подходящего фильтра зависит, главным образом, от наличия в
системе элементов, чувствительных к загрязнению, от рабочего давления гидравличес-
кой установки и от степени загрязнения окружающей среды (помещения), в которой ус-
тановлен лифт.
В то же время размеры фильтра должны зависеть от количества жидкости, кото-
рая должна проходить через него, от ее вязкости, от допустимого перепада давления и
т.д.
В лифтовой гидравлической системе рабочее давление, как правило, не превыша-
ет 40 бар(4 МПа), и наиболее важными элементами, которые должны быть защищены
от воздействия загрязняющих частиц, являются насос и группа клапанов. Поэтому
фильтры устанавливаются перед насосом и после обратного клапана.
Для того, чтобы задерживать продукты износа подвижных элементов гидросис-
темы, фильтр тонкой очистки устанавливается на выходе сливной магистрали в баке ги-
дроагрегата. Такая каскадная система фильтрации обеспечивает хорошую очистку рабо-
чей жидкости и обеспечивает надежную и долговечную работу гидрооборудования.
Вариант конструкции фильтра сливной гид-
ролинии представлен на рис.5.8. В конструкции
фильтра предусмотрен перепускной клапан(10 - 13)
для обеспечения прямого слива жидкости в бак при
выработке ресурса фильтрующих элементов.
Дополнительно на входном трубопроводе
фильтра устанавливается индикатор состояния
фильтрующего элемента. По сигналу чувствитель-
ного элемента индикатора может производиться ав-
томатическая остановка лифта после опускания ка-
бины на нижний этаж. Одновременно сигнал пода-
ется в службу сервиса. Такая система исключает
возможность работы гидросистемы с неисправным
фильтром.
Чаще на выходе сливной линии в баке уста-
навливается фильтр более простой конструкции с
мелкоячеистой латунной сеткой и рассекателем,
обеспечивающим гашение энергии потока сливае-
мой в бак жидкости.
В качестве фильтрующего элемента в конст-
рукции фильтров применяется пористая металлоке-
рамика, однослойные и многослойные латунные
сетки с ячейками соответствующего размера.
Фильтр, устанавливаемый во всасывающей
линии насоса, во избежание кавитации подбирается
таким образом, чтобы уменьшить гидравлические
потери и чтобы степень фильтрации не была очень
высокой (25 - 100 микрон).
Фильтр, стоящий после клапанной группы,
имеет более высокую степень фильтрации (10-25
микрон).
пана
117
Очень часто в линии питания сервоклапана устанавливаются другие фильтры с
более высокой фильтрующей способностью для удержания более мелких частиц, кото-
рые, пройдя через первые фильтры, могут вызвать повреждения этих клапанов.
На монтаж лифта от изготовителя поступает собранный на заводе комплект гид-
роагрегата и гидроцилиндр.
Обычно это оборудование проходит на заводе предварительную промывку для
удаления возможных загрязнений из цилиндра и с участка трубопровода между насосом
и обратным клапаном.
Поэтому монтажник, которому остается только соединить гидроагрегат с гидро-
цилиндром посредством жестких и гибких частей трубопровода и заполнить жидкостью
гидравлическую систему, должен быть предельно внимательным, чтобы в трубопрово-
де не остался песок или нитки от тряпок и чтобы в систему не попала грязь вместе с ра-
бочей жидкостью.
При работе системы грязь может попадать в жидкость только через резервуар или
шток гидроцилиндра.
Поскольку резервуар является закрытой емкостью и находится в закрытом поме-
щении, и шток тоже, как правило, перемещается в закрытой полости, в гидравлических
лифтах загрязнение масла очень невелико.
Кроме того, вследствие периодического характера работы лифта, имеется доста-
точно времени для осаждения на дно бака попавших в гидросистему частиц загрязни-
теля.
Все это не снимает необходимость в периодической проверке состояния загряз-
ненности фильтров, их очистке и, при необходимости, замене в целях обеспечения мак-
симальной эффективности работы гидропривода.
5.5 Антивибраторы и шумоподавители
В системах гидропривода лифтов предусматриваются специальные устройства
для снижения уровня шума и вибрации, связанных с работой силового оборудования и
аппаратуры управления. Применяются также специальные меры защиты близко распо-
ложенных помещений от проникновения в них шума и вибраций.
Это особенно важно для зданий гражданского назначения, как, например, для
больниц и других лечебных учреждений, школ, жилых зданий, офисов, библиотек и т.д.,
в которых фоновый шум невелик, и поэтому шумы, создаваемые технологическими ус-
тановками, плохо маскируется, особенно в вечерние и ночные часы.
В гидравлических лифтах, как и во всех гидравлических системах, имеются два
основных источника шумов: шум, создаваемый жидкостью и передаваемый через нее, и
шум силового оборудования и передаваемый механическими частями на конструкцию
здания.
Шумы возникают, главным образом, в результате пульсаций давления или меха-
нических колебаний, создаваемых приводом, передаются резервуаром, подающим тру-
бопроводом и цилиндром в расположенные рядом помещения.
В отдельных случаях лифт может оказаться особенно шумным из-за того, что
проектировщик оборудования и строители не учли основные акустические факторы.
Если обычно жидкость, проходящая через группу клапанов или через подающий
трубопровод, не создает большого шума, то блок мотор - насос является источником
значительного шума и вибрации механического и гидравлического происхождения.
118
Источником механических шумов является электромотор в связи с погрешнос-
тью балансировки ротора, наличием дефектов на его поверхности и нарушением рабо-
ты подшипников. Устранение такого рода дефектов позволяет существенно снизить
шум, создаваемый электромотором.
Создаваемые насосом шумы связаны с погрешностью формы профиля вращаю-
щихся частей, как, например, погрешности шага винтов, геометрии профиля зуба, нали-
чие эксцентрицитета и т.п. Такие дефекты вызывают биения, вызывающие вибрацию
корпуса гидроагрегата и трубопровода.
Повышение точности изготовления винтов и их погружение в массу рабочей
жидкости, содержащуюся в резервуаре, приводит к существенному снижению передачи
шума на несущие конструкции здания, особенно в том случае, когда резервуар и пода-
ющий трубопровод установлены на амортизаторах.
Что касается шумов гидравлического характера, то необходимо учитывать, что
поток жидкости, создаваемый работой объемного насоса, испытывает колебание скоро-
сти и давления с амплитудой, определяемой принципом действия и конструктивными
особенностями насоса.
Это распространяется и на винтовые насосы, даже если вызываемые ими измене-
ния производительности и давления невелики.
Колебания производительности и давления связаны с наличием линий уплотне-
ния, которые образуются в зоне всасывания и разделяют пространства между централь-
ным и боковыми винтами замкнутыми объемами(камерами), перемещающимися вдоль
оси насоса.
Когда одна из таких камер открывается в зоне давления на выходе насоса, проис-
ходит изменение производительности и давления, вызывающее пульсацию потока жид-
кости.
В объемных насосах частота пульсаций потока рассчитывается по формуле:
- H-Z
/ = ^Т,Гц	(5.6)
где п - число оборотов вала насоса в минуту; z - число поршней, зубьев или чис-
ло заходов винта у винтовых насосов.
Как уже говорилось, когда речь шла о моторах и насосах, обычно используют-
ся асинхронные двухполюсные моторы, совершающие 3000 оборотов в минуту при
частоте сети переменного тока 50 Гц; эти моторы соединяются напрямую с винтовым
насосом.
При работе винтового насоса с двухзаходным винтом под нагрузкой частота вра-
щения вала двигателя уменьшается до 2750 оборотов в минуту, и частота пульсации дав-
ления в потоке жидкости, в соответствие с формулой (5.6), составляет:
2750•2
60
= 91,6(6), Гц
(5.7)
Эти пульсации давления и скорости потока жидкости передаются через жидкость
в трубопровод на цилиндр, кабину и лифтовую шахту и, следовательно, на строитель-
ную конструкцию здания.
Следует иметь в виду, что, если собственная частота колебаний элементов конст-
рукции приближается или равна частоте пульсации потока жидкости, создаваемой насо-
сом, или кратна ей, то элементы конструкции начинают резонировать, и шумы усилива-
ются.
119
Для того, чтобы устранить или уменьшить влияние этого отрицательного явле-
ния, необходимо уменьшить, насколько это возможно, амплитуду колебаний. Этого
можно добиться при использовании так называемых шумоподавителей или антивибра-
торов.
Антивибраторы могут быть двух видов: поглотительные и отражательные.
Обычно предпочтение отдается антивибраторам отражательного типа, которые
отличаются весьма незначительными потерями энергии силового оборудования.
Схемы отражательных вибраторов различного конструктивного исполнения
представлены на рис.5.9.
Рис.5.9 Схемы конструкции антивибраторов отражательного типа: а - проточный расшири
тельного типа; Ь, с - трубчатый
Наибольшее распространение получил проточный антивибратор с расширитель-
ной камерой(рис.5.9 а), устанавливаемый в непосредственной близости от насоса в на-
порном трубопроводе. Принцип действия антивибратора этого типа достаточно прост:
при резком увеличении площади поперечного сечения потока, согласно уравнению не-
прерывности потока, его скорость значительно падает, поэтому импульс силы, переда-
ваемой системе пульсирующим потоком, существенно уменьшается.
К преимуществам антивибратора расширительного типа следует отнести чрезвы-
чайную простоту конструкции, отсутствие необходимости в техническом обслуживании
и способность гасить колебания в широком диапазоне частот.
Иногда вместо проточных антивибраторов используются отводные (боковые),
обеспечивающие эффективное уменьшение колебаний, особенно в области высоких ча-
стот. Наиболее простой вариант такой конструкции представлен на схеме рис.5.9 (край-
ний левый).
В случае использования насоса поршневого типа с повышенным уровнем пуль-
сации параметров потока в качестве отводного антивибратора применяется газогидрав-
лический аккумулятор (рис.5.10).
Он состоит из прочного корпуса, внутри которого помещен герметичный и элас-
тичный мешок из материала, устойчивого к воздействию рабочей жидкости, обычно из
эластомера, заполненный азотом под давлением.
В нижней части корпуса установлен клапан, перекрывающий связь с напорным
трубопроводом при чрезмерном увеличении объема мешка при его заполнении через
верхний газовый клапан.
120
Такой тип антивибратора, с одной сторо-
газовыи клапан
-корпус
мешок
.. клапан
ПОДВОД ЖИДКОСТИ
Рис.5.10 Антивибратор газогидравли-
ческий
ны, имеет то преимущество, что он занимает ми-
нимальные объемы; с другой стороны, его недо-
статком является потребность в периодическом
техническом обслуживании в связи с необходи-
мостью замены мешка и заправки газом.
Гидроаккумуляторы широко используют-
ся в различных системах гидропривода для вы-
полнения следующих функций: являются допол-
нительным источником энергии; компенсируют
температурные колебания объема рабочей жид-
кости; гасят высокочастотные пульсации давле-
ния, возникающие при работе насосов; аморти-
зируют гидравлические удары, вызванные быст-
рым переключением управляющих устройств
или внезапным торможением движущихся масс
рабочего органа.
Из-за больших размеров, в частности дли-
ны, трубчатые резонаторы используются редко
(Рис. 5.9с, крайняя слева схема). Они достаточно
эффективны в тех случаях, когда частота пульса-
ций параметров потока жидкости в основном по-
стоянна при хорошем согласовании с частотой
возбуждения колебаний, создаваемых работой
насоса.
Наиболее простой трубчатый резонатор
состоит из достаточно длинной трубы, разме-
щенной в ответвлении главного трубопровода; поэтому он относится к типу отводных
резонаторов.
Применяя законы акустики, мы получаем, что показатель звукопоглощения объ-
емным резонатором составляет:
R = 1(Ми
и2-1 2л L
----Sin-----
2/7 Л
где п - величина отношения площади поперечного сечения отверстия трубопро-
вода к аналогичной площади трубы резонатора; L - длина трубы резонатора, м; Л - дли-
на волны колебаний с частотой/, возбудителя колебаний.
Длина волны рассчитывается по известной зависимости:
Ь =	(5.9)
Je
где VL - скорость звука в рабочей жидкости, м/сек.;/частота колебаний, Гц.
Из формулы (5.8) следует, что, при заданной величине п, звукопоглощение мак-
симально, когда выполняется условие:
с. 2л •£	2л •£
—_— _ ] или когда: Sin—-— -2а 9	(5.10)
Л	Л
где а -целое нечетное число.
121
Решая уравнение (5.10) относительно L с учетом (5.9), получаем, что резонатор
наиболее эффективен, когда его длина равна:
£“Т"Т“’ М (от = 1,3,5,...)	(5.11)
Скорость звука в рабочей жидкости гидросистемы зависит от многих факторов,
таких как вязкость, плотность, количество растворенного воздуха и т. п.
С небольшой погрешностью при обычных условиях эксплуатации скорость рас-
пространения звука в рабочей жидкости составляет 1300 м/сек.
Преобразуем аналитическое выражение (5.11) с учетом принятого значения ско-
рости звука и получим более удобную для применения формулу:
м
а
(5.12)
Несмотря на использование достаточно бесшумного оборудования и подавителей
пульсаций, может случиться так, что подавить шумы все же не удается, и что лифт при
работе будет производить сильный шум.
Это может явиться следствием того, что собственная частота продольных колеба-
ний столба масла в трубопроводе между насосом и цилиндром, или столба воздуха в
лифтовой шахте совпадает или приближается к частоте возбуждения или к кратной ей
величине. В этой ситуации вибрация и связанные с ней шумы будут значительно усили-
ваться.
Что касается столба масла, содержащегося в трубопроводе, то, если допустить,
что труба бесконечно жесткая, собственная частота вычисляется по формуле:
1 [Ё
fo~2L^	(5.13)
где Е - модуль упругости рабочей жидкости; р - плотность жидкости; L - длина
трубопровода.
Поскольку в действительности трубопровод не обладает идеальной жесткостью,
обычно допускается, что собственная частота колебаний столба жидкости на 5-10%
меньше частоты, рассчитанной для идеально жесткого трубопровода.
В случае гибких труб модуль упругости зависит от типа применяемой армирую-
щей оплетки. Поскольку обычно изменение объема гибкой трубы под действием рабо-
чего давления составляет около 1%, можно допустить, что оно вызовет уменьшение
примерно на 10% собственной частоты столба жидкости, рассчитанной для абсолютно
жесткого трубопровода.
Вычисляя L по формуле (5.13) и помня, что величина под квадратным корнем
равна скорости звука в жидкости, можно вывести формулу расчета критической резо-
нансной длины трубопровода:
J
к 2у , м	(5.14)
Если предположить, что частота возбуждения насоса равна 91,7 Гц и скорость
звука в гидравлической жидкости составляет с = 1300 м/сек., то критическая длина стол-
ба масла будет равна :
122
0,9 1300
2-91,7
“6,4
(5.15)
м
или кратной ей величине.
Из этого следует, что длина трубопровода между насосом и гидроцилиндром не
должна быть равна критическому значению LK или кратной величине. В противном слу-
чае возникнут резонансные колебания, значительно усиливающие шум, создаваемый
работой насоса.
Лифтовая шахта может быть уподоблена трубе, закрытой с двух сторон, и заклю-
ченный в ней столб воздуха может резонировать на шум гидропривода.
Критическая высота шахты будет иметь следующую величину:
г/ _ а
(5.16)
J е
где Ко - скорость звука в воздухе; а - целое нечетное число.
Если, как и в предыдущем случае, считать, что частота возбуждения, создаваемая
работой насоса, составляет 91,7 Гц , а средняя величина скорости звука в воздухе равна
340 м/сек, получаем более простое выражение для расчета критической высоты шахты:
гг 340-67 ___ z	х
H = T9U = 0'93 a . м (« = 1Д5,...)	(5.17)
Отсюда следует, что высота шахты не должна быть нечетной кратной величиной
критического значения.
В гидравлических лифтах столб масла, содержащегося в цилиндре и служащий
опорой для поршня, также представляет собой упругий элемент, который может испы-
тывать резонансные колебания.
В лифтах непрямого действия, цилиндр которого опирается на колонну, или же
в лифте прямого действия, в котором цилиндр опирается на довольно жесткое бетонное
основание, собственная частота системы достаточно низкая, поэтому отсутствует опас-
ность, что она войдет в резонанс с частотой возбуждения.
Если опорой гидроцилиндра служит система горизонтальных балок, собственная
частота колебаний системы гидроцилиндр-балки может оказаться в резонансном соот-
ношении с частотой возбуждения колебаний. В этом случае необходим инструменталь-
ный контроль параметров колебаний и адекватный комплекс мер по их устранению.
5.6 Теплообменники
Как уже говорилось прежде, вся электрическая энергия, потребляемая мотором
привода из силовой сети, преобразуется в тепло, которое приводит к нагреванию рабо-
чей жидкости и соприкасающихся с ней элементов гидропривода, и особенно в тех слу-
чаях, когда блок мотор-насос расположен внутри резервуара и погружен в масло.
С другой стороны, известно, что лифты работают в нестационарном циклическом
режиме, и что в ночное время число проходов лифта очень мало или равно нулю.
Если работа лифта чередуется с довольно продолжительными периодами про-
стоя, имеется вероятность, что большая часть вырабатываемого тепла может рассеи-
ваться через стенки цилиндра, трубопровода и стенки бака гидроагрегата, так что в те-
чение дня температура масла поддерживается ниже максимальных допустимых преде-
лов, а в ночные часы масло может полностью охлаждаться.
123
И, наоборот, если периоды простоя весьма непродолжительны, как, например,
при работе лифта в гостинице или офисном здании, возможен интенсивный разогрев
масла до предельно допустимых температур, при которых будет срабатывать защитное
устройство для предотвращения быстрого ухудшения характеристик масла.
Представляет практический интерес выяснить в каждом конкретном случае, мо-
жет ли то количество энергии, которое преобразуется в тепло, приводить к опасному по-
вышению температуры масла, и есть ли необходимость в использовании принудитель-
ной системы охлаждения. Иными словами, необходимо знать, может ли вырабатывае-
мое тепло полностью отводиться рассеивающими поверхностями оборудования гидро-
привода лифта.
При известной нагрузке гидроцилиндра, величине пути перемещения кабины,
числе включений в час и КПД установки, количество энергии, преобразуемой в тепло
за час работы, можно определить по следующей формуле:
Р-Н-п
Qr =	’ кКал/час	(5.18)
где Р - рабочая нагрузка гидроцилиндра, Н; Н - высота подъема, м; п - число
включений двигателя насоса в час; rjL - КПД гидравлической системы; г[Е - КПД элект-
родвигателя с учетом потерь при пуске.
Однако следует иметь в виду, что только в совершенно исключительных случаях
с хорошей точностью известно произведение величин Р-Н п.
Если лифты работают в качестве технологического оборудования на предприя-
тии, эта величина может быть известна с большой точностью.
Этого нельзя сказать о лифте, предназначенном для перевозки людей, который
должен совершать большое количество остановок. Лифт будет иметь различную нагруз-
ку, и путь перемещения кабины будут изменяться случайным образом. Поэтому в рас-
чет можно вводить только усредненные данные о нагрузке, пути перемещения кабины
и числе включений лифта.
Обычно предпочитают использовать для произведения Р • Н номинальное зна-
чение, умножая его на коэффициент у < 1, который учитывает случайный характер из-
менения нагрузки и пути перемещения, кабины. Как правило, величина у лежит в диа-
пазоне от 0,4 до 0,8 и обычно уменьшается с увеличением количества остановок.
Следует учитывать, что в промежутках между проходами лифта масло остывает
в той или иной степени в зависимости от продолжительности периодов покоя. Обычно
этот факт учитывается коэффициентом , значение которого лежит между 1 и 0,5.
С учетом этого формула (5.18) будет иметь следующий вид::
у -\у -Р-Н-п
4\WlTlL-t]E
, кКал/час
(5.19)
Поскольку в среднем мы принимаем У - 0,5;у< - 0,95;туд - 0,7; т]Е - 0,63 ? форму-
ла (5.19) принимает более простой вид:
Qr = 0,00252Р -Н -п э кКал/час	(5.20)
Количество тепла, которое может рассеиваться через стенки емкостей (цилиндра,
трубопровода, резервуара), находящихся в контакте с маслом, зависит от величины рас-
сеивающей поверхности и от разности температур масла и окружающей среды:
124
Qs =k'S'^TL~TE) s кКал/час,
(5.21)
где к - коэффициент передачи тепла между маслом и воздухом через тонкую
стальную стенку резервуара с рабочей жидкостью; этот коэффициент с хорошим при-
ближением может считаться равным 9.
Если, как уже говорилось, во избежание быстрого ухудшения характеристик мас-
ла его температура не должна превышать 60 °C ( 7} = 50-е- 55°С ), то в отношении тем-
пературы окружающей среды следует принимать максимальную температуру, которая
может быть зарегистрирована в помещении установки гидроагрегата.
Рассеивающая поверхность состоит из суммы внешних поверхностей цилиндра,
трубопровода и резервуара:
5 = Sc + Sr + SR , м“,	(5.22)
где Sc - площадь поверхности гидроцилиндра, м2; Sr - площадь поверхности тру-
бопровода, м2; Sr - площадь поверхности резервуара, м2.
Первые две величины легко определяются, если известен внешний диаметр ци-
линдра и трубопровода.
Площадь поверхности резервуара определить сложнее, так как только часть ее
соприкасается с маслом. При работе лифта уровень масла непрерывно изменяется, а,
следовательно, изменяется и площадь рассеивающей тепло поверхности.
На практике, или берут уровень масла в резервуаре при полностью втянутом пор-
шне и определяют площадь рассеивающей поверхности, или же используют эффектив-
ную поверхность, контактирующую с маслом при полностью втянутом поршне, и до-
полнительно учитывают рассеивающую способность выше расположенной части резер-
вуара.
Оба метода связаны с конструкцией используемого резервуара и его геометриче-
скими характеристиками.
Согласно первому методу, рассеивающая поверхность резервуара оценивается в
среднем таким образом:
s = 4,5  И„2{3, м2 ,	(5.23)
где VRL - объем масла в резервуаре при полностью втянутом поршне, л (дм3).
При втором методе рассеивающая поверхность резервуара определяется по фор-
муле :
Sr =~^Sro +~^$rl , м2,	(5.24)
где SR0 - общая площадь поверхности резервуара, м2; SRL - площадь поверхности
резервуара, контактирующей с жидкостью при полностью втянутом штоке, м2.
Сказанное справедливо для случая, когда температура в машинном помещении
остается практически постоянной даже при поступлении тепла Qr. Это возможно толь-
ко в хорошо проветриваемом помещении.
Количество тепла, необходимое для прогрева объема воздуха в помещении до
определенной тепературы, можно рассчитать по формуле:
Qm = 0,3 • К • Д7\ кКал/час,	(5.25)
где V - объем воздуха в помещении, м3; ДГ - приращение температуры возду-
ха, °C.
125
Если предположить, что рабочая температура воздуха в машинном помещении на
1-2 градуса выше внешней температуры и ДГ = 2°С , то получим:
Qm ~ 03 ’ У, кКал/час
(5.26)
Таким образом, для поддержания постоянной температуры воздуха в машинном
помещении, необходимо отводить все вырабатываемое установкой тепло, получаемое
по формуле (5.19).
Если не учитывать количество тепла, рассеиваемого через стенки и лифтовую
шахту, то объем воздуха, который нужно подавать в машинное помещение, чтобы под-
держивать рабочую температуру только на 2 °C выше внешней, будет равен следующей
величине:
у-у-Р-Н-п
0,6-4187 ^
(5.27)
Зная количество тепла Qs, которое может быть рассеяно, и количество вырабаты-
ваемого тепла QTf можно установить, следует ли устанавливать теплообменник. Если
количество вырабатываемого тепла превышает количество рассеиваемого тепла, необ-
ходимо обеспечить дополнительное охлаждение масла с помощью теплообменника.
При небольшой разнице в количествах вырабатываемого и рассеиваемого тепла,
может оказаться достаточной установка на крышке резервуара вентилятора для интен-
сивной циркуляции воздуха над поверхностью жидкости (рис. 5.11).
Рис.5.11 Охлаждение жидкости вентилятором
Такая система оказывается весьма экономичной, но может использоваться только
при хорошей вентиляции машинного помещения.
Недостатком метода является попадание на поверхность жидкости частичек пы-
ли, наличие дополнительного источника колебаний и шума.
Когда разница между количеством вырабатываемого и рассеиваемого тепла вели-
ка, следует использовать теплообменник той или иной конструкции.
Теплообменники могут быть воздушными и водяными.
Наиболее распространенным является воздушный теплообменник (рис. 5.12).
126
TEMP
— -
•"AV
управлении "CST-EL"
ALARM
uo QQ t
PRUtfCfQM
суйтмгон •
7	6
Рис.5.12 Воздушный теплообменник: 1 - масляный радиатор охлаждения; 2 - пульт управления;
3 - соединение с термодатчиком; 4 - кабель питания; 5 - вентилятор; 6 - электродвигатель; 7 -
винтовой насос; 8, 9 - трубопроводы подачи нагретого и слива охлажденного масла
При работе воздушного теплообменника рабочая жидкость забирается из резер-
вуара небольшим насосом и направляется в радиатор, который обдувается потоком воз-
духа встроенного вентилятора. Конструкция радиатора полностью аналогична автомо-
бильному радиатору охлаждения.
Управление включением и выключением моторов, приводящих в действие насос
и вентилятор, осуществляется с помощью термодатчика, установленного в резервуаре.
Для эффективной работы теплообменника необходимо, чтобы воздух, выходя-
щий из радиатора, выводился за пределы машинного отделения, а по возможности, и за
пределы здания.
Обычно автоматическое поддержание допустимой температуры масла с исполь-
зованием воздушного теплообменника обеспечивается за счет термостата, который
включает систему охлаждения, как только температура достигает предельного допусти-
мого уровня.
Электрическая схема включения термостата в схему управления работой воздуш-
ного теплообменника приведена на рис.5.13.
Если температура рабочей жидкости не достигла предельного уровня, определя-
емого настройкой термостата, контакты термостата разомкнуты и катушка реле выклю-
чателя обесточена. При достижении температуры настройки термостата цепь питания
катушки реле замыкается и двигатели насоса и вентилятора подключаются к электриче-
ской сети. Начинается процесс охлаждения рабочей жидкости.
127
релейный выключатель трансформатор
Рис.5.13 Электрическая схема управления работой воздушного теплообменника
Как только температура понизится до допустимой величины, контакты термоста-
та разомкнутся и двигатели будут выключены. Чувствительный элемент термостата уп-
равления воздушного теплообменника размещается в баке с рабочей жидкостью.
Вариант конструкции термостата этого типа представлен на рис.5.14.
Основу конструкции термостата составляет датчик температуры жидкости (тер-
мощуп), который помещается в рабочую жидкость. Термощуп соединяется с блоком уп-
равления посредством капиллярной трубки, если принцип его действия основан на рас-
ширении специально подобранной жидкости, или электрическим кабелем при элек-
тронной системе контроля температуры.
В блоке управления находится специальное устройство, реагирующее на сигнал
термодатчика и включающее цепь питания двигателей теплообменника.
Если размещение машинного помещения не позволяет использовать воздушные
теплообменники, применяются водяные.
В этих теплообменниках охлаждаемая жидкость направляется насосом в змеевик,
погруженный в воду с противоточной циркуляцией. В зависимости от размеров тепло-
обменника, требуется подача от 1 до 2 литров воды в минуту.
При таком устройстве управление включением и выключением моторов насосов
также осуществляется термостатом, установленным в резервуаре.
Водяные теплообменники, преимуществом которых является абсолютная бес-
шумность в работе, создают опасность того, что вода может поступать в жидкость, за-
грязняя ее, и что на змеевике может образовываться известковый осадок, понижающий
эффективность теплообмена. Существенным недостатком является также зависимость
работы теплообменника от надежности работы водопроводной сети здания.
128
включается
при превышении температуры
гермощуп
блок управления
Рис.5.14 Термостат системы управления воз-
душным теплообменником фирмы Beringer
Рис.5.15 Подогреватель жидкости с термо-
статом: 1 - ручка настройки термостата; 2 -
подвод электропитания переменного тока на-
пряжением 220 в; 3 - уплотнительная про-
кладка; 4 - термодатчик; 5 - нагревательный
элемент; LU - ненагреваемая часть конструк-
ции
Наряду с теплообменниками, в ряде случаев становится целесообразной система
термостатирования рабочей жидкости с помощью автоматически включаемого электри-
ческого нагревателя.
Конструкция нагревателя с встроенной системой автоматического поддержания
необходимой рабочей температуры рабочей жидкости приведена на рис. 5.15.
Подогреватель закрепляется в конструкции корпуса гидроагрегата так, чтобы его
рабочая часть всегда была погружена в жидкость. Для контроля этого условия применя-
ются дополнительные датчики уровня рабочей жидкости, которые блокируют работу
нагревателя, если уровень жидкости понизится до недопустимого уровня.
Система термостатирования с подогревателем может работать совместно с воз-
душным теплообменником.
Использование системы автоматического поддержания температуры рабочей
жидкости на определенном уровне оказывается необходимым при наружной установке
лифтов в местах с резкими колебаниями температуры в связи с существенной зависи-
мостью вязкости жидкости от температуры.
При низких температурах возникают значительные сопротивления при пуске
двигателя насоса и в начале работы лифта, после длительного периода остановки.
Поддержание оптимальной для рабочей жидкости температуры способствует по-
вышению надежности и долговечности работы гидравлического лифта.
5-5771
129
6. АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОПРИВОДА
Система управления работой гидравлических лифтов и подъемников, как и в
лифтах электрических, обеспечивает обслуживание требований пассажирских и грузо-
вых перевозок по приказам из кабины и вызовам с этажных площадок, гарантируя тре-
буемый уровень безопасности и комфортность условий траспортировки.
Специфичным для лифтов гидравлических является наличие двух связанных
между собой систем управления: гидравлической и электрической.
Электрическая схема станции управления гидравлического лифта, как и в лифтах
электрических, решает ряд логических задач, связанных с контролем положения и вы-
бором направления движения кабины, с остановкой ее на этаже и обеспечением различ-
ных режимов работы лифта: “нормальная работа”, “управление из машинного помеще-
ния”, “ревизия” и т.п.
Электрическая станция управления современного гидравлического лифта изго-
тавливается на основе использования бесконтактной логики и микропроцессорной тех-
ники со встроенной системой самодиагностики программирования, адаптированной к
автоматизированной службе сервиса и диспетчеризации. В электрической схеме преду-
смотрены элементы управления работой двигателя насоса и электроклапанами гидрав-
лической схемы.
Гидравлическая схема управления, основу которой составляет блок клапанов ги-
дроагрегата, работает под воздействием команд электрической схемы станции управле-
ния, обеспечивая необходимую точность остановки, допустимый уровень ускорений
разгона и замедления кабины путем управления параметрами потока рабочей жидкости.
Основными функциональными элементами гидравлической схемы управления
являются клапанно-распределительные устройства различного назначения.
6.1 Клапаны
В общем случае под гидроклапаном подразумевается гидроаппарат, который из-
меняет параметры проходящего через него потока жидкости в зависимости от потока
или внешнего управляющего воздействия.
По назначению гидроклапаны можно подразделить на следующие виды: давле-
ния; напорный; предохранительный; обратный; гидрозамок; переливной; редукцион-
ный; дросселирующий.
Клапан давления - гидроаппарат, предназначенный для регулирования давления
рабочей жидкости.
Напорный клапан - гидроклапан давления, предназначенный для ограничения
давления в подводимом к нему потоке жидкости.
Предохранительный клапан - напорный гидроклапан, предохраняющий гидро-
систему от давления, превышающего установленный уровень.
Обратный клапан ~ направляющий гидроаппарат, пропускающий поток жидко-
сти только в одном направлении.
Гидрозамок - это вариант обратного клапана, который может пропускать поток и
в другом направлении при внешнем управляющем воздействии.
Переливной клапан - клапан , поддерживающий заданное давление путем не-
прерывного слива рабочей жидкости в бак.
Редукционный клапан - клапан давления, поддерживающий постоянное давле-
ние в отводимом от него потоке на более низком уровне чем в подводимом.
130
Дросселирующий клапан - регулирующий гидроаппарат, поддерживающий за-
данную величину расхода жидкости в зависимости от перепада давления в подводимом
и отводимом потоках рабочей жидкости.
По способу управления запорно-регулирующим элементом (ЗРЭ): неуправляе-
мый; управляемый с электрическим или гидравлическим приводом; с ручным управле-
нием.
По способу воздействия потока жидкости: прямого и непрямого действия.
Клапан прямого действия - у которого площадь проходного сечения изменяется
под непосредственным воздействием потока рабочей жидкости на ЗРЭ.
Клапан непрямого действия - у которого проходное сечение изменяется в ре-
зультате воздействия потока жидкости на вспомогательный ЗРЭ.
Электрический клапан - клапан, у которого положение ЗРЭ определяется воз-
действием электромагнита или специального электропривода.
Гидравлически управляемый клапан - у которого ЗРЭ перемещается вспомога-
тельным гидроприводом управления.
В блоке клапанов гидроагрегата могут применяться клапаны различного назначе-
ния и комбинированные конструкции, обеспечивающие более эффективное управление
параметрами потока рабочей жидкости.
Клапаны, за исключением неуправляемых диафрагменных и капиллярных дрос-
селирующих, состоят из корпуса, внутри которого перемещается ЗРЭ сферической, ко-
нической или цилиндрической формы, который, в зависимости от занимаемого положе-
ния, пропускает, нормализует или прерывает поток жидкости между входным и выход-
ным отверстиями.
В зависимости от числа просветов и положений, которые может занимать по-
движный элемент, клапаны характеризуются двумя цифрами: клапан 3/2 означает, на-
пример, что в нем имеется три просвета, и что подвижный элемент может занимать два
положения.
Перемещение подвижного элемента может производиться под действием давле-
ния жидкости, под действием вспомогательного управляющего привода или вручную.
На гидравлических схемах управления клапаны обычно изображаются условны-
ми графическими обозначениями согласно принятым международным стандартам и
ГОСТ (см приложение 1).
При дальнейшем изложении рядом с конструктивной схемой клапана будет при-
водиться его условное обозначение.
6.1.1 Дросселирующие клапаны
Дроссель представляет собой гидроаппарат, создающий на пути потока жидкос-
ти неуправляемое или управляемое сопротивление с целью ограничения расхода путем
отвода части его в сливную линию или путем создания перепада давления.
Дроссели могут непосредственно использоваться для регулирования скорости
движения штока гидроцилиндра механизма подъема или являются частью более слож-
ной системы регулирования потока рабочей жидкости в блоке клапанов гидроагрегата.
По принципу действия дроссели подразделяются на две основные группы: дрос-
сели вязкого сопротивления и дроссели инерционного сопротивления.
В дросселях инерционного типа потери статического напора жидкости пропор-
циональны квадрату скорости потока жидкости. Характеристики таких дросселей прак-
5*
тически не зависят от вязкости и температуры жидкости и связаны главным образом с
вихреобразовательными процессами турбулентного режима при резком сжатии потока
на весьма ограниченном участке его длины.
Дроссели вязкого сопротивления характеризуются большой протяженностью ра-
бочей зоны, весьма малым сечением канала и небольшим значением числа Рейнольдса.
Потери статического напора в них обусловлены главным образом вязким трени-
ем при ламинарном течении потока.
Таким образом, потери напора в них пропорциональны скорости потока и вязко-
сти жидкости. Такие дроссели получили название линейных или капиллярных.
Существенным недостатком линейных дросселей является зависимость их пара-
метров от изменения вязкости и температуры рабочей жидкости.
Работа дросселей, независимо от принципа действия, связана с потерей статиче-
ского напора а, следовательно, с потерей гидравлической мощности, преобразующейся
в тепло.
Поэтому дроссельное регулирование потока рабочей жидкости является весьма
неэкономичным. Компенсируется этот недостаток простотой конструкции и относи-
тельно небольшой стоимостью изготовления.
Характерным примером инерционного дросселя является диафрагменный дрос-
сель (рис.6.1). Основу его конструкции составляет тонкая пластина с центральным от-
верстием, установленная в трубе с диаметром, значительно превышающим диаметр от-
верстия диафрагмы (рис.6.1 Ь).
Рис.6.1 Характерные виды профиля дроссельных отверстий: а - с тонкой стенкой; b - с тон-
кой кромкой отверстия; с - диафрагма повышенной толщины
При истечении жидкости через отверстие в тонкой стенке происходит преобразо-
вание потенциальной энергии давления рабочей жидкости в кинетическую энергию
струи.
Диафрагма создает перепад давления, который зависит от количества жидкости,
проходящей через отверстие, и не зависит от температуры и вязкости самой жидкости,
поскольку перепад давления определяется инерционным сопротивлением вихреобразо-
вания на границе диафрагмы.
При прохождении потока через тонкую стенку вытекающая струя соприкасается
только с передней кромкой отверстия, не касаясь его боковой поверхности. Эксперимен-
ты показывают, что длина участка сжатия струи составляет приблизительно 50% диа-
метра отверстия.
Эффект сжатия струи жидкости связан с тем, что частицы жидкости движутся к
отверстию со всех сторон по криволинейным траекториям, поэтому струя при истече-
132
нии из отверстия отрывается от стенки у входной кромки и на некотором расстоянии от
нее сжимается.
Для нормальной работы диафрагмы необходимо, чтобы толщина её стенки S бы-
ла не больше половины диаметра отверстия d. Практически, можно использовать диа-
фрагму и с большей толщиной стенки, но толщина кромки отверстия 5 должна быть не
больше указанного выше соотношения ( рис.6.1 а,Ь).
Расход жидкости и потери напора в диафрагменном дросселе связаны известным
соотношением:
где f - площадь поперечного сечения отверстия; /л - коэффициент расхода потока;
Др - перепад давления на участке дросселирования; /- удельный вес жидкости.
Коэффициент расхода для конкретного отверстия в диафрагме и числа Рейнольд-
са наиболее точно определяется лабораторным путем и вычисляется по формуле:

где Q - измеренный расход жидкости через отверстие диафрагмы; QT - теоретиче-
ский расход.
Величина теоретического расхода определяется так:
При необходимости получения больших сопротивлений дросселирования со ста-
бильными характеристиками, независящими от изменения вязкости, применяется сис-
тема последовательно установленных диафрагм, сопротивление которых обусловлено
многократным сужением и расширением потока.
Установка необходимых параметров дросселирования обеспечивается подбором
количества диафрагм. Обычно отверстия в шайбах располагаются не на одной оси.
Сопротивление дросселя с одной диафрагмой можно сделать регулируемым с
помощью продольно перемещаемой дроссельной иглы той или иной конфигурации
(рис.6.2).
На рис.6.2с показана конструкция диафрагменного дросселя тонкой настройки,
которая достигается использованием иглы с фигурными вырезами клиновидной формы.
Подбором профиля иглы можно создать диафрагменный дроссель с линейной за-
висимостью расхода жидкости от величины продольного перемещения иглы.
В этом случае перепад давления вызывается внутренним трением жидкости и за-
висит от температуры и вязкости самой жидкости.
Линейный дроссель вязкого сопротивления представляет собой частный случай
диафрагменного, у которого толщина стенки в десятки раз превышает диаметр отвер-
стия (рис.6Л с).
Линейный дроссель должен обеспечивать линейную зависимость потери стати-
ческого напора Др от пропускаемого расхода жидкости Q. Это условие выполняется при
очень маленьком проходном сечении отверстия и большой длине канала. Однако при
малой площади поперечного сечения канала дросселя возрастает опасность его засоре-
ния.
133
Рис. 6.2 Регулируемые диафрагменные дроссели: а - диафрагма; b - с прямой установкой ко-
нуса; с - с цилиндрической иглой и клиновыми пазами; d - с встречной установкой конуса
Рис.6.3. Схема винтового дросселя и графики характеристик: а - схема дросселя; b - зависи-
мость потерь статического давления от расхода
Для увеличения рабочей длины канала при небольших габаритах дросселя при-
меняют винтовые дроссели вязкого сопротивления с резьбой прямоугольного профиля
(рис.6.3).
Регулирование расхода в этой конструкции обеспечивается путем продольного
перемещения винта относительно цилиндрического корпуса. Благодаря перемещению в
работе участвует вся длина резьбовой части Н или только часть ее h.
134
Рис.6.4. Дроссель поворот-
ного типа
Между наружной поверхностью винта и цилиндрической поверхностью корпуса
устанавливаются минимальные зазоры аналогично принятым в золотниковых клапанах.
Расчет потери статического напора винтового дросселя[ 8 ]
, i и2 -у
Рд=Л’Т7Т7’	<6-4)
а-Ь
где г - —у---т- гидравлическим радиус сечения винтового канала;
2\а + Ь)
а, b - стороны сечения;
Л =----коэффициент сопротивления течению жидкости при ламинарном потоке;
ке =-------число Рейнольдса; у, v - удельный вес и кинематическая вязкость
v
жидкости;
I- длина винтового канала, участвующего в работе; и - скорость потока жидкос-
ти.
Недостатком линейных и винтовых дросселей явля-
ется зависимость их параметров от вязкости рабочей жидко-
сти. Они надежно работают только при постоянной темпе-
ратуре рабочей жидкости и наличии системы термостатиро-
вания.
В системах управления часто требуется строго квад-
ратичная зависимость расхода жидкости через дроссель. В
этих случаях применяется поворотная конструкция с дрос-
селирующей щелью в форме архимедовой спирали(рис.6.4).
Работа поворотного дросселя отличается малой зави-
симостью от изменения вязкости рабочей жидкости.
6.1.2. Клапаны ограничения давления
Среди клапанов ограничения давления большую роль
играет клапан, служащий для того, чтобы в гидравлической
системе не допускалось неконтролируемое повышение дав-
ления. Такой клапан стравливает жидкость в резервуар, ког-
да давление превышает заданные пределы.
Клапан ограничения давления прямого действия
(рис.6.5) состоит из подвижного элемента 4, на который, с
одной стороны, действует пружина 3, а с другой - давление
жидкости в подводящем канале А.
В нормальных рабочих условиях подвижный элемент 4 под преобладающим дей-
ствием пружины закрывает сообщение канала А со сливной линией В.
При повышении давления и достижения им заданного значения преобладающим
становится воздействие давления. Подвижный элемент 4 перемещается влево, сжимая
пружину, и направляет часть жидкости на слив.
Дальнейшее возрастание давления в канале А до номинального уровня приведет
к дополнительному открытию выпускного канала В. Благодаря наличию дополнитель-
ного канала 5 наступит равновесие регулирующего элемента 4, когда сила давления
135
3
Рис.6.5.Клапан ограничения давления прямого
действия: 1 - регулировочный винт; 2 - корпус; 3 -
пружина; 4 - запорно-регулирующий элемент; 5 ~ ка-
нал
жидкости на правую торцевую часть
будет уравновешена усилием пру-
жины и давления на его левый то-
рец, передаваемого через канал 5 с
линии В.
Поскольку подвижный эле-
мент находится в состоянии равнове-
сия под противоположными дейст-
виями давления и пружины, а воз-
действие пружины пропорциональ-
но ее деформации, клапан ограниче-
ния давления прямого действия не
может срабатывать при одном фик-
сированном давлении.
Давление изменяется от величины, действующей в начале открывания, до номи-
нального значения.
При малых расходах жидкости различие величины давления срабатывания клапа-
на не велико.
При больших расходах, характерных для гидравлических лифтов, возникает не-
обходимость в увеличении рабочих сечений потока и усилий противодействующей пру-
жины.
Это вызывает значительное расхождение между давлением начала открытия кла-
пана и номинальным установившимся давлением, В связи с этим, процесс регулировки
клапана вращением винта 1 существенно усложняется.
Рпс.6.6 Схема управляемого клапана предель-
ного давления: 1 — запорно-регулирующий эле-
мент(ЗРЭ); 2 - канал поршня; 3 - осевой канал
штока; 4 - канал корпуса; 5 - ЗРЭ клапана управ-
ления; 6 - пружина; 7 - регулировочный винт; 8 -
пружина ЗРЭ 1
136
В таких случаях клапану ог-
раничения давления прямого дейст-
вия предпочитают управляемый (пи-
лотируемый) клапан, в котором дей-
ствие пружины заменяется действи-
ем давления вспомогательного уп-
равляющего потока жидкости.
Вариант конструкции управ-
___ляемого клапана предельного давле-
ния представлен на рис.6.6.
J"1 Управляемый клапан состоит
г из двух взаимодействующих частей,
которые могут устанавливаться и на
расстоянии друг от друга.
Отверстие А сообщается с
контролируемой линией, а отверстие
В - со сливной.
Давление из зоны отверстия
А, посредством канала 2, действует
на заднюю стенку поршня 1 и через
канал 4 - на активную поверхность
поршенька клапана управления 5,
который может иметь очень небольшие размеры. Поэтому сила давления жидкости на
этот элемент, очень невелика, и можно использовать пружину 6 с малой силой противо-
действия, которая легко регулируется винтом 7.
В нормальных рабочих условиях нижняя торцевая часть штока поршня 1 закры-
вает отверстие В, под действием усилия пружины 8, которая также создает небольшую
силу противодействия.
Когда давление А достигает значения, равного силе противодействия пружины 6,
конус поршенька 5 открывает сообщение со сливной линией В через канал 3.
Поскольку давление на задней стенке поршня 1 уменьшается, сам поршень под
действием давления в А поднимается, открывая сообщение между зоной А и сливной
линией В.
Клапан ограничения управляемого давления значительно устойчивее клапана
прямого действия. Он может регулироваться с хорошей точностью, поскольку расхож-
дение между давлением открытия и номинальным давлением практически равно нулю.
Кроме того, поскольку открывание клапана происходит каждый раз при прохож-
дении потока жидкости через осевой канал поршня 3, то клапан можно также использо-
вать для частичного или полного сброса производительности насоса независимо от дав-
ления, которое устанавливается в управляемом канале. Достаточно, чтобы задняя каме-
ра поршня 1 была соединена со сливной линией. Это является условием безопасности,
поскольку и при нормальной работе эффективность этого устройства постоянно контро-
лируется.
6.1.3 Клапаны регулирования потока рабочей жидкости
В схемах управления гидравлических лифтов наряду с дросселями широко при-
меняются регулирующие и направляющие поток клапаны: регуляторы потока, запорные
клапаны и гидрозамки(рис.6.7).
Клапан, обеспечивающий регулировку расхода жидкости при постоянном пере-
паде давления между входом и выходом, схематично изображен на рис. 6.7 а. В этом
клапане имеется регулируемое сужение, расположенное последовательно с регулятором
расхода.
Запорно-регулирующий элемент 3 находится в равновесии под действием пружи-
ны 2 и давления в линии А , действующего на его правую торцевую поверхность через
канал 4.
В исходном состоянии, когда поршень 5 занимает крайнее правое положение,
жидкость свободно течет от А к В.
При перемещении поршня 5 влево частично перекрывается вертикальный канал
напорной линии А.
Давление в А возрастает и, действуя через канал 4, перемещает элемент 3 влево,
соединяя напорную линию А с отверстием С. При этом между А и В устанавливается
постоянная разность давления, являющаяся функцией от степени перекрытия, вызван-
ной перемещением управляющего поршня 5 и противодействием пружины 2.
К клапанам, регулирующим поток жидкости, относится однонаправленный или
обратный клапан, который называется также блокировочным (рис.6.7 Ь). Как следует из
его названия, функция такого клапана заключается в пропускании потока в одном на-
правлении и препятствии его прохождению в противоположном.
137
a)
Рис.6.7 Схемы регулирую-
щих клапанов: а - клапана
ограничения расхода рабо-
чей жидкости: 1 - корпус, 2 -
пружина, 3 - запорио-регу-
лирующий элемент клапана,
4 - канал, 5 - управляющий
поршень; b - обратный кла-
пан: 1 - корпус, 2 ~ запорно-
регулирующий элемент, 3 -
пружина, 4 - гайка; с - гид-
розамок(управляемый об-
ратный клапан
с)
Обратный клапан состоит из цилиндрического корпуса 1 и запорно-регулирую-
щего элемента 2 с рабочей торцевой поверхностью в виде усеченного конуса, поверх-
ность которого плотно прижимается к опорному седлу посредством предварительно
сжатой пружины 3.
Посредством регулировочной гайки 4 клапан можно настроить на определенную
величину давления срабатывания.
При подаче жидкости в левую часть трубы корпуса 1 , под действием давления
ЗРЭ 2 перемещается вправо, дополнительно сжимая пружину 3. При этом, поток прохо-
дит в кольцевом зазоре между конусом 2 и седлом клапана, устремляясь через радиаль-
ные отверстия в корпусе детали 3 и отверстие в гайке 4 в правую часть трубы.
Движение потока сопровождается небольшими потерями статического напора за
счет дросселирования.
Обратному движению потока жидкости препятствует пружина, плотно прижима-
ющая ЗРЭ 2 к седлу клапана.
Вариантом рассмотренной конструкции обратного клапана является гидрозамок,
представляющий собой управляемый обратный клапан (рис.6.7 с), функция которого
аналогична рассмотренной конструкции, но может отменяться внешним управляющим
воздействием.
В обратном управляемом клапане (рис.6.7 с) ЗРЭ обычно представляет собой ко-
нический цилиндр, прижимаемый к седлу клапана пружиной. Под действием давления
в напорной линии А ЗРЭ отжимается влево, пропуская поток жидкости в линию В.
Обратному движению потока препятствует плотное прижатие конуса ЗРЭ к сед-
лу клапана посредством предварительно сжатой пружины. При необходимости можно
138
обеспечить обратное направление движения потока жидкости путем подачи управляю-
щего потока жидкости С в камеру поршня управления. Последний, переместившись
влево, своим штоком передвинет ЗРЭ влево, обеспечив движение жидкости в прямом и
обратном направлениях.
6.1.4 Электроклапаны
Если в большинстве рассмотренных выше клапанов перемещение золотника про-
исходит под действием давления, то в электроклапанах - под действием миниатюрного
электромотора или электромагнита.
Электроклапаны находят широкое применение в гидравлических системах уп-
равления лифтов и подъемников, поскольку они являются элементами взаимодействия
между гидравлической системой и электрической схемой управления.
Электроклапаны могут непосредственно воздействовать на поток рабочей жидко-
сти или управлять другими клапанами с помощью управляющего потока жидкости.
В клапанах первого типа (с мотором) имеется корпус клапана, соединенный с не-
большим мотором, как правило, мощностью не более 100 ватт, на валу которого жестко
закреплен эксцентрик или винт, соединенный с гайкой, который скользит по специаль-
ной направляющей, при этом преобразуя вращательное движение мотора в линейное
движение золотника клапана.
Когда моторчик подключен к цепи питания, его вращение, ограниченное специ-
альными концевиками, вызывает смещение золотника распределительного устройства.
В клапанах второго типа (рис. 6.8) к корпусу клапана прикреплен управляющий
электромагнит.
Рис.6.8 Электроклапан: 1 — кнопка ручно-
го управления клапаном; 2 - якорь электро-
магнита; 3 - катушка электромагнита по-
стоянного тока; 4 - корпус клапана; 5 -
шток якоря; 6 - обратный клапан; 7 - разъ-
ем электропитания
139
В исходном состоянии, при обесточенной катушке электромагнита 3, пружина
обратного клапана 6 прижимает шарик к седлу и пропускает поток жидкости только в
одном направлении. При включении магнита якорь опускается вниз и штоком 5 отжи-
мает шарик от седла клапана, пропуская жидкость в нужном направлении.
6.1.5 Пропорциональные электро клапаны
Особым видом электроклапана электромагнитного действия является клапан, из-
вестный под названием пропорционального клапана.
Его действие основано на известном принципе электромагнетизма, согласно ко-
торому магнитная сила, действующая на якорь электромагнита, пропорциональна элек-
трическому току, проходящему по катушке.
Изменяя силу тока, можно пропорционально изменять тяговое усилие и переме-
щение якоря электромагнита. Перемещению якоря противодействует тарированная пру-
жина или действие давления жидкости.
Таким образом, можно изменять, в зависимости от тока питания катушки, про-
пускную способность клапана и, следовательно, давление или расход жидкости.
На рис.6.9 представлена конструкция пропорционального электроклапана регу-
лирования давления.
Рис.6.9 Пропорциональный электроклапан ограничения давления: 1 - корпус клапана; 2 -
электромагнит; 3 - дифференциальный индуктивный датчик перемещения якоря электромагнита;
4 - седло клапана; 5 - ЗРЭ; 6 - пружина; 7 - опора пружины на торце якоря электромагнита; 8 -
вспомогательная пружина
Клапан оборудован электромагнитом постоянного тока, регулируемым по пере-
мещению якоря. Шток якоря электромагнита жестко связан с сердечником дифференци-
ального индуктивного датчика перемещения 3, включенного в цепь обратной связи эле-
ктронной схемы управления положением якоря магнита, а следовательно, и давления
рабочей жидкости.
Электромагнит устанавливает необходимую величину силы предварительного
сжатия пружины 6 посредством воздействия через опору 7 и прижимает конус ЗРЭ 5 к
140
седлу клапана 4. Положение опоры 7 регистрируется датчиком перемещения 3 и контро-
лируется электронной схемой позиционного регулирования.
Отклонение от заданного положения компенсируется аппаратурой регулирова-
ния, изменяющей соответствующим образом ток питания катушки электромагнита.
Погрешность регулирования установленной величины давления обычно не пре-
вышает 0,5 %. Вспомогательная пружина 8 служит для компенсации действия силы тя-
жести электромагнита при его вертикальной установке или для того, чтобы при нулевой
установке якорь электромагнита занимал крайнее левое положение.
Электрические пропорциональные клапаны широко применяются в различных
отраслях машиностроения и могут оказаться хорошей основой дальнейшего совершен-
ствования гидравлических схем управления лифтов в части повышения точности оста-
новки и оптимизации графика движения кабины.
6.2 Гидравлические схемы управления
Гидравлическая схема управления работой лифта включает ряд клапанов и рас-
пределительных устройств, обеспечивающих управление потоком рабочей жидкости в
установившихся и переходных режимах разгона и замедления кабины, обеспечивая не-
зависимость скорости перемещения и точности остановки от массы поднимаемого гру-
за.
Работа гидравлической схемы управления должна обеспечивать допустимый
уровень ускорений и безопасность пассажиров.
Основные логические функции управления выполняет главный контроллер или
станция управления, в значительной мере аналогичная используемой в лифтах электри-
ческих.
Степень сложности гидравлической схемы зависит от требований к точности ос-
тановки и плавности хода кабины при разгоне и замедлении.
Основная часть схемы гидравлического оборудования конструктивно выполняет-
ся в виде блока клапанно-распределительной системы, установленного в гидроагрегате
привода.
Изготовлением гидравлических систем управления лифтов занимаются ряд евро-
пейских фирм, обеспечивающих достаточно высокий уровень качества: GMV,
BERINGHER и т.п. Здесь мы не имеем возможности рассмотреть все существующие
схемы.
Каждый изготовитель гидравлического оборудования имеет свою схему, которая
находится в процессе непрерывного совершенствования в целях улучшения эксплуата-
ционных качеств лифтов на основе опыта применения и последних научно-технических
достижений.
Делается все возможное для максимального упрощения оборудования, повыше-
ния его эксплуатационной надежности, экономичности и снижения трудоемкости тех-
нического обслуживания.
Конечной целью остается повышение конкурентоспособности гидравлических
лифтов на фоне успешной экспансии электрических лифтов без машинных помещений.
Ниже будут приведены лишь некоторые типовые гидравлические схемы управле-
ния в порядке возрастания степени сложности и улучшения эксплуатационных характе-
ристик.
При рассмотрении гидравлических систем не следует забывать, что уровень бе-
зопасности определяется в значительной мере конструкцией и возможностями электри-
141
ческой станции управления, которая, в конечно итоге, управляет работой гидравличес-
кой схемы, гарантируя требуемый уровень безопасности и комфортность условий
транспортировки,
В тех случаях, когда это будет считаться целесообразным, для обеспечения боль-
шей ясности изложения, наряду с использованием международной системы условных
обозначений элементов гидравлических схем будут приводиться конструктивные схемы
отдельных клапанов.
6.2.1 Простая гидравлическая система, не обеспечивающая точной остановки
кабины
На рис. 6.10 приводится наиболее простая гидравлическая система.
Рис.6.10 Простая гидравлическая система управления
При отсутствии команд, когда кабина стоит на каком-то этаже, мотор М привода
насоса выключен.
Клапан опускания VMD и обратный клапан VNR препятствуют вытеканию жид-
кости из цилиндра С в резервуар S.
Предположим, что кабина стоит на одном из нижних этажей, и поступает коман-
да подъема.
Станция управления, заблокировав двери этажа, или закрыв и заблокировав их,
если они работают в автоматическом режиме, и если все остальные выключатели безо-
пасности дают разрешение, - включает контактор подъема, который включает электро-
мотор М.
Жидкость, забираемая из резервуара S, подается насосом Р на обратный клапан
VNR, вследствие чего давление в напорной линии повышается.
Когда давление жидкости превышает давление на выходе обратного клапана, его
запорно-регулирующий элемент открывается. Поток жидкости поступает в цилиндр,
поднимая поршень и связанную с ним кабину.
142
Когда кабина приблизилась к требуемой остановке, установленный на этаже вы-
ключатель, воздействуя на схему станции управления, отключает цепь питания контак-
тора подъема, отключающего электромотор М привода насоса.
С некоторой задержкой времени, определяемой инерцией ротора двигателя, па-
дение давления приводит к закрыванию клапана VNR, последний препятствует выходу
жидкости из цилиндра и вызывает остановку кабины.
Одновременно с отключением контактора подъема станция управления снимает
электроблокировку шахтных дверей и включает привод открывания дверей кабины.
Пассажиры входят и выходят из кабины.
При получении приказа опускания кабины на один из нижних этажей, после за-
крывания дверей, станция управления включает контактор спуска, который, в свою оче-
редь, замыкает с помощью одного из своих контактов электрическую цепь электромагни-
та клапана спуска VMD, который обеспечивает сообщение цилиндра С с резервуаром S.
Вытекание жидкости из цилиндра под действием давления, создаваемого силой
тяжести поршня и кабины с грузом, в резервуар S, вызывает опускание поршня и каби-
ны.
Когда кабина приближается к остановке, выключатель этажа вызывает отключе-
ние контактора спуска, который прерывает цепь питания катушки электроклапана
VMD.
Запорно-регулирующий элемент клапана под действием пружины возвращается
в исходное положение, прерывая поток жидкости и останавливая кабину.
При отключении контактора спуска электрическая цепь управления включает все
необходимые операции, связанные с входом и выходом пассажиров и подготовкой вы-
полнения очередной команды на подъем или спуск кабины.
В рассматриваемой гидравлической системе имеется предохранительный клапан
VS, клапан аварийного спуска VC и клапан ручного управления спуском VM, которые
более подробно будут рассмотрены ниже.
Очевидно, что гидравлическая система, показанная на рис. 6.10, не может обес-
печить необходимую плавность хода и точность остановки кабины.
При подъеме начало движения происходит резко, особенно если используются
объемные насосы, производительность которых практически не зависит от рабочего
давления, а, следовательно, от массы груза в кабине, и они развивают полную произво-
дительность за короткое время.
Достаточно резко происходит и остановка кабины (если только мотор не снабжен
маховиком со значительной инерцией), и не достигается необходимая точность останов-
ки.
Спуск происходит за счет потенциальной энергии движущихся масс.
Поскольку отверстие прохода жидкости через клапан спуска VMD имеет посто-
янное сечение, расход жидкости через клапан а, следовательно, и скорость кабины, яв-
ляется функцией от разности давлений перед и после клапана, а следовательно, от гру-
за в кабине, когда давление в сливной линии после клапана практически равно нулю.
Эта скорость меняется также с изменением вязкости жидкости, зависящей от темпера-
туры.
В фазах ускорения и замедления, поскольку время открывания и закрывания кла-
пана спуска практически постоянно, а количество жидкости, проходящей через клапан,
является функцией от груза в кабине, интервал пуска тем короче, а интервал останов-
ки тем длиннее, чем больше сам груз, в то время, как интервалы пуска и остановки тем
143
больше, чем выше рабочая скорость. Из этого следует, что, поскольку команда останов-
ки кабины подается всегда на одном расстоянии от этажа, точность позиционирования
зависит, при равных рабочих скоростях, от массы груза в кабине.
Из вышесказанного становится очевидным, что схема, представленная на рис.
6.10, должна быть изменена так, чтобы:
•	добиться того, чтобы после достижения давления, необходимого для движения
кабины, количество жидкости, поступающей в цилиндр, возрастало постепенно;
•	в гидравлической системе имелся регулятор производительности, который при
спуске создавал бы по возможности постоянный перепад давления, на входе и
выходе клапана спуска;
•	установка имела вторую пониженную скорость, которую назовем скоростью
выравнивания, получаемую за счет регулирования расхода жидкости, подаваемой
насосом при подъеме и вытекания при спуске. Благодаря этому, при малой скоро-
сти выравнивания перед началом остановки кабины, интервал остановки стано-
вится величиной малой, практически независимой от массы груза в кабине.
•	использовать по необходимости скорость выравнивания для поддержания поло-
жения кабины на этаже при ее возможном смещении при изменении температу-
ры или утечки жидкости.
Иными словами, если на плоскости по оси абсцисс отложить скорость кабины, а
по оси ординат - время, то мы получим диаграмму, приведенную на рис.6.11.
Рис.6.11 Диаграмма движения
кабины с выравниванием при
подъеме и опускании
CKUDOCTb
Рис.6.12 Диаграмма движения ка-
бины с возвратом на этаж при
подъеме
Для наглядности, скорости подъема приводятся слева от оси ординат, а скорости
спуска - справа. Кружочками отмечены характерные точки диаграммы скорости в мо-
менты срабатывания соответствующих датчиков на пути движения кабины.
На диаграмме движения видны интервалы ускорения и замедления при подъеме
и спуске, а также пониженная скорость выравнивания в обоих режимах работы.
При низкой скорости движения лифта, когда производительность установки не-
велика, лифт совершает небольшое число проходов, и поэтому нагревание жидкости
также невелико, желательно придерживаться диаграммы движения, приведенной на
рис.6.12, которая отличается от предыдущей тем, что лифт при подъеме поднимается
несколько выше уровня этажа и затем медленно спускается на этот уровень.
144
Ниже мы будем говорить более подробно о том, что для достижения хорошего
выравнивания на остановке при движении лифта вверх кабина должна пройти немно-
го (не более 10 см) выше нужной остановки. Затем она должна быть опущена на столь-
ко, сколько необходимо для идеального позиционирования на этаже.
Как уже говорилось, гидравлическая система может иметь разные конфигурации
в зависимости от конструкции используемых клапанов и их взаимного расположения.
Для систематичного рассмотрения этих систем мы сочли целесообразным под-
разделить их в зависимости от того, какая диаграмма движения в них используется (по
рис.6.12 или 6.11).
6.2.2 Гидравлическая система со скоростью выравнивания при спуске
Гидравлическая система, обеспечивающая скорость выравнивания только при
спуске, приведена на рис. 6.13. Она пригодна для реализации диаграммы движения ви-
да рис.6.12.
При неподвижной кабине и отсутствии команд управления, клапан VS открыт и
соединяет подающий трубопровод насоса с резервуаром; клапан VD закрыт, а электро-
клапаны VM1 и VM2 выключены.
Таким образом, на участке трубопровода после обратного клапана VNR, жид-
кость находится под давлением, зависящим от нагрузки, действующей на шток гидро-
цилиндра.
При поступлении команды движения кабины вверх, станция управления включа-
ет электромотор М и приводит в действие насос, который забирает жидкость из резер-
вуара и направляет ее в гидравлическую систему.
Поскольку клапан VS открыт, вся нагнетаемая насосом жидкость возвращается
через него в резервуар. Таким образом, запуск мотора происходит практически вхолос-
тую, поскольку насос передает жидкости только энергию, необходимую для преодоле-
ния гидравлического сопротивления её движению через проходное отверстие клапана
VS.
Одновременно с этим масло, под давлением проходя через дроссель 6, достигает
задней части поршенька клапанаУЪ, и преодолевая силу противодействия калиброван-
ной пружины 2, смещает сам поршенек, который начинает перекрывать отверстие про-
хождения жидкости к резервуару.
Под действием сопротивления дросселированию жидкости давление на участке
линии насос - обратный клапан VNR повышается до уровня противодействия пружине
клапана.
Таким образом, жидкость доходит до цилиндра, и поршень, ускоряясь, начинает
движение вверх.
Когда ЗРЭ клапана VS достигает конца своего хода и полностью перекрывает вы-
ход жидкости к резервуару, вся забранная насосом жидкость достигает цилиндра, и ка-
бина перемещается на режимной скорости.
Кабина, достигнув нужной остановки, воздействует на выключатель, который че-
рез электрическую цепь управления отключает электродвигатель М. Ротор двигателя, в
большей или меньшей степени резко, останавливается. Время остановки зависит от ве-
личины момента инерции ротора и дополнительного маховика, установленного на его
валу.
При использовании рассматриваемой гидравлической системы управления и по-
вышенных требованиях к точности остановки поступают следующим образом.
145
VNR - обратный клапан
KS - предохранительный клапан
VPS - управляющий клапан
VD - клапан спуска
KVfl - электромагнитный клапан спуска на большой скорости
VM2 • электромагнитный клапан спуска на малой скорости
УС - клапан аварийного спуска
1	- калибровка предохранительного клапана
2	- калибровка холостого пуска двигателя
3	- калибровка большой скорости спуска
4	- калибровка малой скорости спуска
5	- кран отключения манометра
6	- дроссель
Рис.6.13 Гидравлическая система со скоростью выравнивания при спуске
Путевой выключатель устанавливают так, что двигатель отключается в момент,
когда кабина поднялась выше остановки приблизительно на 10 см. Одновременно с от-
ключением двигателя система управления включает электромагнит клапана VM2, кото-
рый соединяет участок линии 8 с резервуаром. Дроссель 4 отрегулирован так, что каби-
на может спускаться очень медленно до нужного этажа, где она встречает выключатель,
отключающий электромагнит клапана VM2.
Золотник клапана под действием пружины возвращается в исходное положение,
перекрывая поток жидкости с участка трубы 8 на слив.
Поскольку скорость выравнивания при спуске на уровень этажа не превышает
нескольких см. в секунду, интервал остановки кабины практически не зависит от груза,
а точность остановки очень высока.
Если поступила команда на спуск кабины, электрическая цепь управления вклю-
чает электроклапаны VMIh VM2. Золотник клапана VM2 соединяет участок трубы 8
со сливной линией. При включении электроклапана VM1 торцевая сторона золотника
клапана VD соединяется с выходом так, что он, под действием давления в линии после
клапана VNR, перемещается, преодолевая сопротивление собственной пружины, и
обеспечивает соединение цилиндра с резервуаром.
К моменту, когда золотник клапана VD дошел до конца хода, кабина достигает ре-
жимной скорости спуска, которая устанавливается регулировкой пружины 3.
Дроссель 7 позволяет контролировать скорость спуска кабины при изменении
внешней нагрузки, гидроцилиндра.
Действительно, при изменении давления на участке 8 гидравлической системы
меняется положение золотника клапана VD, поскольку это давление, сниженное дрос-
селем, усиливает в большей или меньшей степени противодействие пружины переме-
щению самого золотника.
Из этого следует, что для каждой нагрузки достигается состояние равновесия зо-
лотника VD, которое обеспечивает прохождение в резервуар большего или меньшего
количества жидкости в зависимости от нагрузки поршня гидроцилиндра.
Когда кабина достигает определенной точки, немного не доходя до остановки,
срабатывает выключатель, отключающий питание катушки электроклапана VM1. Зо-
лотник клапана под действием пружины закрывает сообщение со сливной линией.
Золотник клапана VD , на который теперь действует пружина 3 и давление, дей-
ствующее после дросселя 7, перемещается и закрывает отверстие выхода к резервуару.
При этом движение кабины замедляется, и она продолжает двигаться на скорости вы-
равнивания, задаваемой электроклапаном VM2.
На пути к остановке кабина встречает второй выключатель, который, при размы-
кании контактов, отключает катушку электроклапана VM2. Золотник клапана под дей-
ствием пружины перекрывает сообщение трубы 8 со сливной линией, и кабина останав-
ливается.
Гидравлическая система снабжена предохранительным клапаном VS, который в
рассматриваемом случае играет роль управляющего клапана. Его срабатывание вызы-
вает ограничение давления на выходе насоса значением калибровочного давления кла-
пана управления VPS.
Когда давление жидкости на выходе насоса превышает заранее установленное
значение, оно противодействует пружине 1 и, выпуская жидкость в резервуар, аннули-
рует воздействие давления, которое через дроссель 6 стремится сместить золотник кла-
пана VS в направлении закрытия сообщения с резервуаром.
147
Таким образом, вся нагнетаемая насосом жидкость выходит через клапан VS в
резервуар.
6.2.3.	Гидравлические схемы управления со скоростью выравнивания при
подъеме и спуске
Клапаны, образующие гидравлические системы со скоростью выравнивания как
при подъеме, так и при спуске, могут быть установлены так, чтобы одни из них регули-
ровали ход при подъеме, а другие - при спуске, или же так, чтобы одни и те же клапаны
использовались как для подъема, так и для спуска.
Рассмотрим два типа систем.
Гидравлическая система с разными клапанами для подъема и спуска
На рис. 6.14 приведена схема гидравлической системы, в которой спуск и подъем
регулируют различные клапаны. На схеме все клапаны, регулирующие подъем и спуск,
расположены параллельно друг другу.
При рассмотрении этой схемы легко отличить клапаны, управляющие подъемом
от клапанов, регулирующих спуск, так как эти две группы четко разделяются обратным
клапаном VNR. Кроме того, для управления этими клапанами применяются электромаг-
нитные клапаны. Рассмотрим работу системы в различных режимах.
При неподвижной кабине в отсутствии команд пассажиров, электромотор и кла-
паны управления отключены.
Золотники клапанов VNR, VDG, VDL, под действием внутренних пружин, зани-
мают положение, препятствующее поступлению жидкости из цилиндра С в резервуар S.
В то же время, золотники клапанов VSG, VSL и соответствующих клапанов уп-
равления занимают положение, обеспечивающее сообщение трубопровода на участке 1
- VNR с резервуаром.
Таким образом, на участке схемы 1-6 действует давление, практически равное
атмосферному, тогда как на участке 8-14 - статическому, соответствующему внешней
нагрузке штока гидроцилиндра С.
При выполнении команды подъема контактор подъема включает электродвига-
тель насоса М, который в начале работает в холостом режиме, так как вся забираемая
насосом Р из резервуара жидкость возвращается через открытые проходные отверстия
клапанов VSG и VSL в резервуар S.
Одновременно с включением мотора М контактор подъема включает электрокла-
паны VMSG и VMSL , золотники которых перекрывают сообщение между точками 4 и
7 и резервуаром S.
Давление в точках 4 и 7 , воздействуя на заднюю часть золотников клапанов VSG
и VSL, и, преодолевая действие соответствующих пружин, перемещает их так, что по-
степенно закрывается сообщение между точками 2 и 5 и резервуаром.
Из-за постепенного перекрытия сообщения напорной линии насоса с резервуа-
ром золотниками клапанов VSG и VSL , в линии 1 - 6 возрастает давление до момента
превышения давления на выходе обратного клапана VNR.
Золотник клапана VNR перемещается, постепенно увеличивая поток рабочей
жидкости в гидроцилиндр.
Происходит плавный разгон кабины до режимной скорости подъема, когда вся
подаваемая насосом жидкость поступает в гидро цилиндр.
Ускорение поршня - а следовательно, кабины - зависит от скорости, с которой пе-
ремещаются золотники клапанов VSG и VSL, и от их формы.
148
VSG
M - мотор
р - насос
PS - предохранительный клапан
VNR - обратный клапан
ЮТ - клапан подъема
VDG - клапан спуска
VSL - клапан выравнивания при подъеме
VDL - клапан выравнивания при спуске
VMSG - клапан управления при подъеме
VMSL - клапан управления выравниванием при подъеме
VMDG - клапан управления при спуске
VMDL - клапан управления выравниванием при спуске
VDM	•	клапан ручного	спуска
УС	-	клапан аварийного спуска
С	-	гидроцилиндр
S	-	резервуар
Рис.6.14. Гидравлическая система выравнивания при подъеме и спуске с раздельными клапанами регулирования подъема и спуска
За счет регулировки количества жидкости, проходящей через регулируемые дрос-
сели S1 и S2, можно достичь требуемого значения ускорения кабины.
Применение гидравлической системы холостого запуска двигателя насоса с ис-
пользованием управляемых клапанов VSG и VSL позволяет существенно ограничивать
пусковой ток. Кроме того, отпадает необходимость в увеличении момента инерции ро-
тора двигателя установкой дополнительного маховика, так как ускорение разгона каби-
ны в этом случае перестает зависеть от инерционных характеристик электродвигателя.
При приближении кабины к этажу остановки, она воздействует на установлен-
ный в шахте выключатель, который отключает катушку электрического клапана VMSG.
Под действием пружины золотник клапана устанавливает сообщение точки 4 с
линией слива рабочей жидкости в резервуар S.
Поскольку давление в точке 4 практически отсутствует, золотник клапана VSG
под действием пружины тоже перемещается, постепенно создавая сообщение между
точкой 2 и резервуаром.
Таким образом, заранее определенное количество забранной насосом жидкости
направляется через клапан VSG в резервуар. Это уменьшает количество жидкости, ко-
торая поступает в цилиндр, и, следовательно, вызывает уменьшение скорости движения
кабины.
Скорость перемещения золотника клапана VSG и форма выпускного отверстия
обеспечивают постепенный переход от режимной скорости к скорости выравнивания.
Достигнув нужного этажа, кабина размыкает контакты выключателя остановки,
вызывая выключение мотора М и катушки электроклапана VMSL.
Работа насоса Р прекращается, а золотники клапанов VSL и VMSL под действи-
ем соответствующих пружин возвращаются в исходное неподвижное состояние.
Разность давлений, возникающих на входе и выходе обратного клапана VNR, вы-
зывает его закрывание и перекрытие потока жидкости из цилиндра. Кабина останавли-
вается.
Поскольку скорость выравнивания весьма низкая (примерно 1/10 режимной ско-
рости), достигается довольно высокая точность позиционирования на этаже, которая
практически не зависит от массы груза в кабине.
Теперь рассмотрим работу гидросистемы при движении кабины лифта вниз.
Как было сказано выше, вначале золотники клапанов VDG, VDL, VMDG, VMDL
занимают положение, препятствующее прохождению жидкости из цилиндра в резерву-
ар.
Когда от кнопки приказа в кабине или вызывной кнопки одного из этажей посту-
пает команда спуска кабины, электрическое устройство управления посредством кон-
тактора спуска включает электроклапаны VMDG и VMDL. При этом, золотники клапа-
нов устанавливаются в положение, обеспечивающее связь линии на участке цилиндр -
обратный клапан VNR с резервуаром S.
Давление в точках 11 и 15 уменьшается практически до нуля, и золотники клапа-
нов VDG и VDL, под действием давления в точках 8 и 12, перемещаются, постепенно
открывая отверстия для слива жидкости в резервуар.
Поршень гидроцилиндра под действием собственного веса, веса кабины и груза
начинает опускаться с возрастающей скоростью и достигает установившейся скорости,
когда отверстия двух клапанов полностью открываются.
Когда кабина приблизилась к остановке, немного не доходя до нее, срабатывает
выключатель, отключающий катушку электроклапана VMDG.
150
Золотник клапана под действием пружины возвращается в исходное положение
перекрытия канала слива жидкости в резервуар.
В связи с этим давление жидкости в точке 11 постепенно повышается так, что
разность давления в точках до и после золотника клапана VDG постепенно уменьшает'
ся. Под действием пружины золотник постепенно перемещается, перекрывая поток
жидкости из точки 9 в резервуар.
Поскольку количество жидкости, перетекающей из цилиндра к резервуару,
уменьшается, движение кабины замедляется, и ее скорость переходит от режимной к
скорости выравнивания, так как клапан VDL еще допускает прохождение жидкости на
слив.Степень замедления зависит от скорости перемещения золотника клапана VDG,
которая может регулироваться дросселем S3.
Приблизившись к остановке, кабина действует на выключатель, который отклю-
чает катушку электроклапана VMDL, золотник которого, возвращаясь в исходное поло-
жение, перекрывает сообщение между точкой 14 и резервуаром.
Увеличение давления в точке 14 вызывает постепенное закрывание клапана VDL
и окончательную остановку кабины.
В гидравлической схеме предусмотрен предохранительный клапан VS, который
срабатывает, когда давление в гидравлической системе превышает заранее установлен-
ное значение и клапан ручного спуска кабины VDM.
На рис. 6.15 приводится схема гидравлической системы, аналогичной предыду-
щей, но имеющей от нее два отличия.
Рис. 6.15. Схема гидравлической системы с выравниванием при подъеме и спуске с па-
раллельным расположением клапанов
151
Во-первых, это особенность работы клапанов, обеспечивающих подъем и спуск
кабины в фазах замедления и выравнивания; другое отличие заключается в том, что пре-
дохранительный клапан, который препятствует росту давления выше пределов, допус-
тимых для гидравлического устройства, выполняет и другие функции.
Кроме системы мотор - насос схема предусматривает наличие обратного клапа-
на, 4-х клапанов с электромагнитным управлением, двух клапанов для подъема и двух -
для спуска, которые служат для управления как байпасным(переливным) клапаном U,
который заведует выпуском в резервуар жидкости, забранной насосом при пуске мото-
ра, при ускорении, замедлении и выравнивании при подъеме, так и для управления кла-
паном X спуска.
С двумя клапанами U и X соединены клапаны W и Y, которые вместе с ранее
упомянутыми клапанами, обеспечивают скорость выравнивания при подъеме и спуске
соответственно.
Устройство снабжено клапаном S, который осуществляет управление клапаном
U, когда последний действует в качестве ограничителя давления.
Гидравлическое устройство работает довольно просто.
По команде движения кабины на подъем, поступающей от пассажиров в кабине
или на этажной площадке, электрическое устройство станции управления включает ка-
тушки клапанов А и В. Их золотники прерывают сообщение со сливной линией.
Одновременно с этим подается питание на электромотор М привода насоса. За-
бранная из резервуара жидкость через клапан U возвращается в резервуар через отвер-
стие клапана А.
При закрытии выпускных отверстий электроклапанов А и В возрастает давление,
которое через дроссель 2 воздействует на нижнюю сторону 11 золотника клапана U, вы-
нуждая его перемещаться в направлении перекрытия сообщения с резервуаром.
По мере закрытия клапана U давление жидкости в напорной линии возрастает до
тех пор, пока оно не превысит давление на выходе обратного клапана V, который при
открывании подает жидкость в гидроцилиндр, и кабина с ускорением начинает движе-
ние вверх.
При полностью закрытом клапане U весь поток рабочей жидкости от насоса по-
ступает в гидроцилиндр и кабина начинает подниматься с установившейся расчетной
скоростью.
Когда кабина приблизилась к нужной остановке, не доходя до нее на определен-
ное расстояние, срабатывает выключатель, отключающий катушку электроклапана В.
Золотник этого клапана под действием пружины возвращается в начальное по-
ложение и, посредством регулируемого дросселя 3, устанавливает сообщение между
клапаном W и каналом 11 со сливной линией.
Из этого следует, что в зависимости от регулировки дросселя 3 и клапана W, зо-
лотник клапана U под действием пружины и давлений, действующих на торцевые по-
верхности золотника, перемещается, открывая выпускное отверстие и постепенно уве-
личивая сообщение с резервуаром.
Поэтому в резервуар возвращается все большее количество жидкости, пока не ус-
тановятся условия равновесия между положением байпасного(переливного) клапана U
и обратного клапана V, золотник которого жестко скреплен с золотником клапана W.
Таким образом, кабина, замедлив свое движение, переходит к скорости выравни-
вания.
152
Когда кабина достигает этажа остановки, размыкается выключатель остановки, и
отключается катушка электроклапана А. Золотник этого клапана, соединяя непосредст-
венно канал 11 с резервуаром, вызывает полное открывание клапана U, так что вся за-
бранная насосом жидкость возвращается в резервуар, а обратный клапан V закрывает-
ся, останавливая движение кабины. Одновременно с этим отключается двигатель при-
вода насоса М.
Если подается команда на спуск кабины, включаются электроклапаны С и D.
Перемещение двух золотников обеспечивает сообщение резервуара, посредством
регулируемого дросселя 6, с нижней камерой клапана спуска X.
Под действием давления, создаваемого нагрузкой гидроцилиндра, золотник кла-
пана X перемещается вниз, открывая сообщение между цилиндром и резервуаром.
Вытекание жидкости в резервуар определяет начало фазы ускорения кабины при
спуске, которое может регулироваться с помощью дросселя 6.
Одновременно с перемещением золотника клапана X перемещается золотник
клапана Y, который жестко скреплен с предыдущим и который стремится перекрыть
прохождение жидкости через сам клапан Y.
Когда золотник клапана X дошёл до конца своего хода, кабина достигает макси-
мальной скорости спуска. Эта скорость может регулироваться с помощью регулировоч-
ных винтов 7 и 9, которые управляют степенью открытия самого клапана.
Кабина, приблизившись к остановке на определенное расстояние, размыкает
выключатель цепи управления, который в свою очередь отключает электроклапан С, зо-
лотник которого, перемещаясь, прерывает сообщение со сливной линией. Это приводит
к повышению давления в линии 12, которое действует на золотник клапана спуска X, в
результате чего уменьшается количество жидкости, вытекающей из гидроцилиндра в
резервуар.
Это сопровождается постепенным уменьшением скорости кабины.
Ускорение замедления зависит от скорости, с которой перемещается золотник, и
от его формы.
Однако, поскольку электроклапан D остается включенным, а его золотник остав-
ляет открытым сообщение со сливной линией; на золотник клапана X, с одной стороны,
действует давление, создаваемое нагрузкой на поршень гидроцилиндра, а, с другой сто-
роны, оказывают воздействие пружина и противодавление, величина которого управля-
ется дросселем 8 и клапаном Y, золотник которого жестко соединен с золотником кла-
пана X.
Поэтому золотник клапана X достигает положения равновесия и полностью не
перекрывает выпуск; при этом кабина опускается на пониженной скорости.
Когда кабина доходит до нужного этажа, она размыкает выключатель, который
отключает катушку электроклапана D. Под действием пружины золотник клапана пере-
мещается в исходное состояние, перекрывая сообщение со сливной линией.
Повышение давления в линии 12 действует на золотник клапана спуска, который
под действием собственной пружины полностью закрывает выход жидкости из цилин-
дра, останавливая движение кабины.
Как уже говорилось, байпасный(переливной) клапан U выполняет также функ-
цию клапана избыточного давления при управлении со стороны клапана S.
Если давление в гидроцилиндре превышает давление калибровки клапана S, зо-
лотник этого клапана, под действием давления в точки 13, устанавливает сообщение ли-
153
нии 11 со сливной линией. Таким образом, золотник клапана U, который теперь нахо-
дится в положении перекрытия сообщения с резервуаром, под действием собственной
пружины и давления возвращается в начальное положение так, что весь поток жидкос-
ти от насоса перетекает в резервуар.
Кран Н обеспечивает спуск кабины в экстремальных ситуациях.
Как уже отмечалось при рассмотрении гидравлических устройств на рис. 6.14 и
6.15, путем регулировки скорости перемещения золотников клапанов подъема и спуска
и за счет их особой формы можно достигать постепенного перехода от состояния покоя
к движению и от установившейся расчетной скорости к скорости выравнивания. В слу-
чае необходимости можно регулировать этот переход для обеспечения необходимой
точности остановки и плавности хода кабины в режиме разгона и замедления.
Поскольку скорость выравнивания как при подъеме, так и при спуске чрезвычай-
но мала, высокая точность остановки достигается вне зависимости от нагрузки гидро-
цилиндра.
Однако, если при подъеме, при использовании объемных насосов, скорость каби-
ны практически не зависит от давления в цилиндре, этого не происходит при спуске,
поскольку, если отверстия клапанов спуска постоянны, количество проходящей через
них жидкости зависит не только от вязкости и, следовательно, от температуры жидкос-
ти, но и от разности давлений на входе и выходе самих клапанов, в конечном итоге от
массы груза в кабине.
Из этого следует, что диаграмма движения при спуске не может представлять со-
бой только одну линию, как на рис. 6.11; это будет группа линий, крайние из которых
представляют два предельных условия нагрузки: спуск при пустой кабине и спуск с
полной загрузкой.
Гидравлическая система, в которой одни и те же клапаны управляют ходом
кабины при подъеме и при спуске
На рис. 6.16 и 6.17 приведены две схемы гидравлической системы, в которой
большая часть составляющих ее компонентов используется для управления движения
кабины как при подъеме, так и при спуске.
По сравнению со схемами, приведенными выше, этот тип системы имеет следу-
ющие особенности:
-	установлен управляемый обратный клапан;
-	наличие обратного клапана, расположенного непосредственно после насоса;
этот клапан препятствует тому, чтобы при спуске кабины жидкость проходила через на-
сос, вызывая нагрузки, противоположные направлению, задаваемому мотором, что мо-
жет приводить к его выходу из строя;
-	меньшее число клапанов, расположенных на участке цепи, находящемся под по-
стоянным давлением, что существенно снижает вероятность возникновения неисправ-
ностей, ставящих под угрозу безопасность пассажиров;
-	более простая регулировка и наладка устройства вследствие меньшего числа
элементов, используемых для этих операций.
Как и в случае с системой, изображенной на рис.6.15, обычно в схемах такого ти-
па клапан избыточного давления управляемого типа выполняет также функцию слива
жидкости в резервуар при пуске электродвигателя насоса, ускорения и замедления дви-
жения при подъеме и при спуске, а также при самом спуске, что, как уже отмечалось ра-
154
нее, обеспечивает непрерывный контроль эффективности самого клапана и целостность
составляющих его узлов.
Рассмотрим действие схемы, представленной на рис.6.16.
Пока кабина стоит, и команды не поступают, электроклапаны 1, 2 и 3 обесточе-
ны, и жидкость перед обратным клапаном 10 (в точке 2), находится под атмосферным
давлением. Жидкость после клапана 10 находится под статическим давлением, опреде-
ляемым нагрузкой поршня гидроцилиндра.
Рис. 6.16. Схема гидравлической системы, в которой один и те же клапаны обеспечивают
выравнивание при подъеме и спуске (фирма Beringher)
Предположим, что пассажир нажимает кнопку вызова кабины наверх.
В результате нажатия кнопки электрическое устройство управления, с одной сто-
роны, включает катушки электроклапанов 1 и 2, а, с другой - подает электропитание на
электромотор привода насоса.
Забранная насосом жидкость после прохождения через обратный клапан напор-
ной линии доходит до клапана избыточного давления 4, на золотник которого действу-
ет пружина 6 и давление, создаваемое насосом.
Когда сила воздействия давления превысит усилие пружины (при давлении в не-
155
сколько кг/см2), золотник смещается, открывая сообщение со сливной линией, и вся
жидкость из насоса возвращается в резервуар.
Это, как уже неоднократно говорилось, обеспечивает запуск мотора практически
с нулевой нагрузкой, ограничивая пусковой ток. Одновременно с этим, в результате воз-
буждения катушки электроклапана 1, его золотник перемещается, соединяя, посредст-
вом дросселя 8, линию 20, находящуюся после распределителя 5, с камерой пружины 6.
Повышение давления в камере пружины приводит к постепенному перемещению
золотника клапана 4, который постепенно перекрывает выпускное отверстие, вызывая
увеличение давления, действующего на обратный клапан 10.
Когда это давление достигло и превысило значение давления на выходе клапана
10, клапан начинает открываться, а кабина - двигаться вверх.
Включение катушки электроклапана 2 вызывает перемещение его золотника, ко-
торый соединяет канал 21, посредством регулируемого дросселя 12, с верхней камерой
распределителя 5. При этом золотник распределителя 5 перемещается вниз, сжимая
пружину 13, и обеспечивает прохождение все большего количества жидкости(между
точками 19 и 20) к цилиндру. При этом кабина ускоряется.
Значение ускорения зависит от скорости перемещения золотника распределителя
5 и почти не зависит от нагрузки штока гидроцилиндра. Так как золотник находится в
равновесии, постепенно, под действием, с одной стороны, пружины 13 и создаваемого
насосом давления, а с другой стороны, из-за дросселя 12, давления канала управления
11 и давлений, действующих на разные поверхности, эта скорость зависит только от ха-
рактеристик пружины и от разницы между двумя поверхностями, а следовательно, от
величин, независящих от нагрузки.
Когда золотник распределителя 5 достиг конца хода, ограниченного регулиров-
кой винта 14, кабина достигает максимальной скорости подъема.
Не дойдя на определенное расстояние до остановки, как и в предыдущих случа-
ях, кабина воздействует на выключатель, который размыкается и через электрическую
цепь управления отключает катушку электроклапана 2, золотник которого, под действи-
ем давления, перемещается вверх, устанавливая сообщение со сливной линией верхней
камеры распределителя 5.посредством регулируемого дросселя 17.
Золотник распределителя 5, под действием пружины 13 - следовательно, незави-
симо от нагрузки на верх поршня - начинает перекрывать поток жидкости, направляе-
мый к цилиндру. При этом кабина начинает замедлять движение.
Однако, поскольку насос объемного типа имеет практически постоянную произ-
водительность, в результате сужения потока, создаваемого поршнем распределителя 5,
возникает повышение давления перед самим распределителем, которое, воздействуя на
нижнюю часть клапана 4, вызывает его перемещение и, следовательно, возврат в резер-
вуар избыточного количества жидкости.
Когда золотник распределителя 5 достигает положения, определяемого винтом
16, завершается фаза замедления, и кабина продолжает движение на малой скорости.
Дойдя до остановки, кабина воздействует на выключатель, который отключает
катушку электроклапана 1 и электромотор насоса.
Отключение катушки электромагнита клапана вызывает перемещение золотника,
который устанавливает сообщение между камерой пружины 6 и резервуаром; при этом
жидкость, которая еще по инерции забирается насосом, может возвращаться в резерву-
ар через клапан 4. В результате отключения питания мотор останавливается, падает
156
давление, закрывается обратный клапан, и кабина останавливается на уровне этажной
площадки.
Все органы гидравлического устройства возвращаются в начальное положение и
готовы к выполнению последующих команд.
Предположим, что пассажир нажимает кнопку, подающую команду на спуск ка-
бины. После серии предварительных операций устройство управления включает катуш-
ки электроклапанов 2 и 3.
Перемещение золотника электроклапана 3 позволяет жидкости под давлением на
выходе управляемого обратного клапана 10, достичь задней части поршня золотника
клапана 10, которая, как уже говорилось, имеет значительно большую поверхность, чем
поверхность, на которую воздействует статическое давление в цилиндре.
Клапан 10 открывается, и жидкость протекает через клапан сброса давления 9,
распределитель 5 и клапан избыточного давления 4 в резервуар. При этом кабина начи-
нает спускаться.
Одновременно с этим, включение катушки электроклапана 2 вызывает переме-
щение золотника самого электроклапана. Это позволяет жидкости под давлением из ли-
нии 21 поступать в верхнюю камеру распределителя 5 через дроссель 12.
Перемещение золотника распределителя 5 вниз приводит к большему открыва-
нию отверстия прохождения жидкости и, следовательно, к ускорению спуска кабины.
Как и при подъеме, ускорение можно регулировать с помощью винта на дросселе 12.
К моменту, когда золотник распределителя 5 дошел до конца своего хода, задава-
емого регулировочным винтом 14, кабина достигает максимальной скорости спуска.
Редукционный клапан давления 9 вместе с распределителем 5 составляют регу-
лятор производительности, который делает ускорение и максимальную скорость спуска
практически независимыми от внешней нагрузки штока гидроцилиндра.
Регулирование ускорения и скорости спуска производится с помощью настройки
предварительного сжатия пружины 18.
Не доходя до остановки на определенное расстояние, кабина воздействует на вы-
ключатель, который отключает катушку электроклапана 2, золотник которого, под дей-
ствием давления жидкости и пружины, возвращается в исходное начальное положение,
соединяя со сливной линией верхнюю камеру распределителя 5 через дроссель 17.
Золотник распределителя 5 под действием пружины 13 перемещается вверх,
уменьшая отверстие прохождения жидкости к резервуару. При этом кабина замедляет
свое движение до скорости выравнивания, которая достигается, когда золотник достиг
положения, задаваемого регулировочным винтом 16.
Дойдя до остановки, кабина воздействует на выключатель остановки, который
отключает катушку электроклапана 3. Перемещение золотника перекрывает линию дав-
ления, управляющую открыванием обратного клапана 10. Обратный клапан закрывает-
ся, и кабина останавливается.
В аварийной ситуации спуск кабины на малой скорости может осуществляться
вручную с помощью кнопки, воздействующей на золотник электроклапана 3.
На рис.6.17 изображена гидравлическая схема фирмы GMV , концептуально ана-
логичная предыдущей, но имеющая от нее несколько отличий. На рис. 6.18 приведен ра-
бочий чертеж этой схемы. Эта схема получила широкое распространение в Италии и
других европейских странах.
Когда кабина стоит на этаже, элементы, входящие в состав устройства, находят-
ся в состоянии покоя; в частности, электроклапаны VML и VMD отключены, а золот-
157
ник клапана VP, под действием собственной пружины, находится в таком положении,
при котором камеры сообщаются с резервуаром.
VRP - обратный клапан
VB - клапан избыточного давления
VML ~ электромагнитный клапан выравнивания
VMD - электромагнитный клапан спуска
ИУ - клапан управления VB
VRF - клапан регулировки потока
VR - клапан потока
VRFP - вспомогательный клапан регулировки скорости
VP - перепускной клапан(прямой запуск)
VSMA- клапан ручного управления спуском
1 - калибровка клапана избыточного давления
2 - калибровка малой скорости
3 - калибровка замедления
4 - калибровка .ускорения
5 - контрольный кран VC
6 - крап отключения манометра
7 - калибровка давления поршня
8 - калибровка большой скорости
9 - калибровка скорости спуска
Рис.6.17 Гидравлическая схема фирмы GMV
Жидкость, находящаяся в камерах А, В, С, Е, F (рис.6.18) находится под атмо-
сферным давлением. Что же касается жидкости, содержащейся в цилиндре, в подаю-
щих трубопроводах и в камере Р, то она находится под давлением, определяемым на-
грузкой поршня гидроцилиндра.
Жидкость удерживается обратным клапаном VRP и клапанами VMD и VSMA. И,
наконец, золотник клапана VR удерживается собственной пружиной в таком положе-
нии, которое препятствует прохождению жидкости через насос.
Предположим, что поступает команда, по которой кабина должна подниматься.
После того, как выполнены некоторые предварительные операции (закрывание и
блокировка дверей), электрическое устройство управления подает питание на мотор М
158
VML
пшроцнлиндр
] - калибровка клапана избы j очног о /давления
2 - калибровка малой скорое i и
3 - калибровка замедления
ур . клапан потока
VB - клапан избыточного давления
VML • электромагнитный клапан выравнивания
VMD - электромагнитный клапан спуска
KS - клапан управления VB
VP - перепускной клапан
VRP - обратный клапан
VRFP • вспомо! a i ельный клапан pei улировки скорое! и
УС • клапан аварийного спуска
VRF - клапан регулировки потока
VSMA- клапан ручного управления спуском
4 - калибровка ускорения
5	- контрольный кран аварийного спуска
6	- кран отключения манометра
7	- калибровка давлении поршня
8	- калибровка большой скорости
9	- калибровка скорости спуска
М - блок мотор-насос
Рис.6.18 Конструктивная реализация схемы рис.6.17
и на электроклапан VML, золотник которого, перемещаясь, открывает сообщение каме-
ры С со сливной линией.
При включении мотора М насос забирает рабочую жидкость из резервуара и на-
правляет ее, через обратный клапан VR, который открывается, в камеру А.
Здесь давление воздействует на золотник клапана VB, который при перемещении
должен преодолеть только действие пружины, поскольку в камере В нет жидкости под
давлением.
Перемещение золотника клапана VB открывает сообщение камеры А с резервуа-
ром, поэтому поток жидкости от насоса сливается в резервуар.
Одновременно со смещением золотника клапана VB, в результате включения эле-
ктроклапана VML и последующего выхода в резервуар жидкости из камеры С, находя-
щаяся в камере А жидкость действует на золотник клапана VRF, преодолевая противо-
159
действие пружины, вызывает его перемещение и устанавливает сообщение камеры А с
камерой Е.
В то же время жидкость давит на золотник клапана VP, который, перемещаясь,
закрывает сообщение камеры В со сливной линией и в то же время устанавливает сооб-
щение камеры В с камерой А через управляемый дроссель 4, который регулирует поток
жидкости.
Из этого следует, что золотник клапана VB подвергается двойному воздействию,
с одной стороны, пружины и постепенно нарастающего давления в В, и с другой сторо-
ны, действию давления в камере А. Когда первое действие превысит второе, золотник
VB медленно перемещается к начальному положению, все больше перекрывая отвер-
стие слива жидкости в резервуар и вызывая одновременно с этим повышение давления
в А и в Е, которые, как уже говорилось, сообщаются между собой в результате переме-
щения золотника клапана VRF.
Когда давление в камере Е становится выше давления в камере Р, золотник об-
ратного клапана VRP открывается, и жидкость направляется к поршню гидроцилиндра.
При этом кабина с ускорением начинает подниматься.
Значение ускорения зависит от скорости, с которой золотник клапана VB, возвра-
щаясь в начальное положение, закрывает отверстие выхода жидкости, забранной насо-
сом. Эта скорость практически не зависит от нагрузки поршня гидроцилиндра и являет-
ся функцией от характеристик пружины клапана VB и потерь нагрузки, вызванных ре-
гулируемым дросселем 4.
Когда золотник клапана VB вернулся в начальное положение и полностью закрыл
выпускное отверстие, весь поток жидкости от насоса проходит через клапаны VRF и
VRP и достигает цилиндра.
Начиная с этого момента, кабина движется на режимной установившейся скоро-
сти.
Когда кабина находится вблизи нужного этажа, срабатывает выключатель замед-
ления, вызывая отключение электроклапана VML, золотник которого, под действием
собственной пружины, возвращается в начальное положение, закрывает сообщение ка-
меры С с резервуаром и открывает сообщение, через дроссель 3, камеры А с камерой С.
Таким образом, золотник клапана VRF оказывается под противоположным дей-
ствием, с одной стороны, давления в камере А, а с другой стороны, пружины и давле-
ния, которое постепенно создается в камере С. Из этого следует, что как только первое
воздействие оказывается меньше второго, золотник VRF начинает перемещаться, по-
степенно перекрывая поступление жидкости из камеры А в камеру Е. При этом замед-
ляется движение кабины.
Величина ускорения замедления не зависит от нагрузки на поршень, а зависит от
скорости золотника, а следовательно, от упругости пружины и степени дросселирова-
ния, которая устанавливается с помощью винта 3.
Поскольку насос обеспечивает постоянную производительность, как только зо-
лотник клапана VRF начинает свое перемещение, в камере А повышается давление, что
вызывает перемещение золотника клапана VB. При этом постепенно открывается от-
верстие сообщения камеры А со сливом, поэтому в резервуар возвращается все боль-
шее количество жидкости.
Замедление заканчивается, когда золотник клапана VRF вернулся в свое началь-
ное положение, определяемое регулировочным винтом 2.
160
Золотник клапана VRF не перекрывает полностью поток жидкости к камере Е, а
золотник клапана VB размещается так, чтобы между камерами А и Е установилась по-
стоянная разность давлений.
Теперь кабина движется на малой скорости вверх до тех пор, пока при ее прибли-
жении к остановке не сработает' выключатель остановки, вызывающий отключение кон-
такторов хода и, следовательно, отключение мотора насоса.
При остановке насоса падает давление в камерах Е и А, поэтому золотник обрат-
ного клапана VRP, под действием собственной пружины и давления в камере Р, закры-
вает сообщение между камерами Р и Е (рис.6.18).
Одновременно с этим золотники клапанов VP и VB возвращаются в начальное
положение, в то время как в камерах устройства устанавливается атмосферное давле-
ние.
Теперь предположим, что кабина, стоящая на одном из верхних этажей, должна
спускаться после нажатия кнопки пассажиром.
Электрическая цепь управления, после выполнения нескольких предварительных
операций, включает катушки электроклапанов VMD и VML, золотники которых при
перемещении открывают сообщение, соответственно, камеры Р с камерой F и камеры
С со сливной линией.
Когда золотник клапана VMD устанавливает сообщение между камерами Р и F,
давление в цилиндре действует на заднюю часть золотника клапана VRP, поверхность
которой больше по сравнению с передней частью. Поэтому золотник вынужден переме-
щаться вниз, открывая сообщение между камерой Р и камерами Е и А, поскольку золот-
ник клапана VRF, посредством установочного винта 2, обеспечивает прохождение не-
большого количества жидкости.
Поскольку, благодаря наличию обратного клапана VR, масло не может проходить
в резервуар через насос, возникающее в камере А давление вызывает перемещение зо-
лотника клапана VB вниз, открывая сообщение камеры А с резервуаром (рис.6.18). При
этом кабина начинает спускаться.
Одновременно с этим, в результате включения катушки электроклапана VML,
давление в камере С аннулируется, поэтому давление в камере А заставляет золотник
клапана VRF перемещаться, увеличивая при этом отверстие прохождения жидкости из
камеры Е в камеру А и, следовательно, вызывая увеличение скорости спуска кабины,
ускорение которой зависит от давления в Е и от противодействия пружин клапанов VB
и VRF.
Когда золотники этих двух клапанов достигают положения равновесия, кабина
приобретает максимальную скорость спуска, которая остается постоянной во времени.
Для того, чтобы значения ускорения и скорости спуска были, по возможности,
независимыми от нагрузки поршня гидроцилиндра, необходимо, чтобы давление в ка-
мере Е было постоянным независимо от нагрузки. Это достигается путем увеличения
или уменьшения, в зависимости от нагрузки и, следовательно, от давления в камере Р,
потерь давления, возникающих при прохождении жидкости через камеру Р в камеру Е,
в частности, изменяя поток жидкости через клапан VRP.
Клапан VRFP, расположенный параллельно каналу, соединяющему клапан VMD
с камерой F, выполняет следующую функцию.
Повышение давления в камере Е выше установленных пределов вызывает пере-
мещение золотника клапана VRFP с последующим понижением давления в канале, со-
единяющем клапан VMD с камерой F ввиду того, что большее количество жидкости вы-
161
6 - 5771
водится через VRFP в резервуар. Такое снижение давления приводит к уменьшению си-
лы, действующей на днище клапана VRP, золотник которого, под действием пружины
и давления в Р, стремится закрыться.
Обратное явление наблюдается, если давление в камере Е опускается ниже уста-
новленного значения. Система достигает положения равновесия, и в камере Е поддер-
живается установленное значение давления, независимо от давления в камере Р и, сле-
довательно, от нагрузки на поршень гидроцилиндра.
При приближении кабины к остановке срабатывает выключатель, который от-
ключает катушку клапана VML, золотник которого под действием собственной пружи-
ны перемещается, закрывая сообщение камеры С со сливной линией и открывая сооб-
щение, через дроссель 3, камер А и С.
Как и в случае замедления при подъеме, золотник клапана VRF подвергается, с
одной стороны, воздействию давления в А, а, с другой стороны, двойному воздействию
- пружины и давления, которое постепенно образуется в С вследствие прохождения
жидкости через дроссель 3. Поэтому золотник перемещается медленно, постепенно пе-
рекрывая сообщение между камерами Е и А и вызывая замедление движения кабины.
Таким образом, скорость перемещения золотника и, следовательно, перекрытия
сообщения между двумя камерами зависит от количества жидкости, проходящей через
дроссель 3, которое определяется его регулировкой.
Когда золотник клапана VRF достигает конца своего хода, между двумя камера-
ми Е и А остается небольшой просвет для прохождения жидкости, и кабина продолжа-
ет идти вниз с малой скоростью.
Как только кабина доходит до остановки, срабатывает выключатель остановки,
который отключает контакторы спуска, поэтому отключается катушка электроклапана
VMD.
Золотник клапана VMD под действием пружины закрывает сообщение между
камерами Р и F и открывает сообщение между камерой F и сливной линией.
Золотник клапана VRP под действием пружины и давления закрывает сообщение
с камерой Е, и кабина останавливается.
В отсутствии давления в камерах Е и А золотник клапана VB под действием соб-
ственной пружины также возвращается в начальное положение.
В гидравлической системе имеется клапан VSMA, необходимый для спуска ка-
бины в аварийных ситуациях, и клапан VS, который управляет клапаном VB и срабаты-
вает в тех случаях, когда клапан VB должен выполнять функцию предохранительного
клапана и препятствовать чрезмерному повышению давления.
В рассматриваемых нами системах значения ускорения, замедления и рабочей
скорости кабины как при подъеме, так и при спуске устанавливаются путем регулиров-
ки при наладке лифта.
Поскольку эти величины, как уже неоднократно отмечалось, зависят от груза в
кабине и от изменения вязкости жидкости при изменении температуры, при каждом
проходе лифта диаграммы изменения скорости движения кабины имеют несколько раз-
личный вид в зависимости от нагрузки и режима работы.
Кроме того, время, требуемое для прохождения одного и того же пути, варьиру-
ется не только из-за изменения значений ускорения, замедления и рабочей скорости, но
в значительной степени и длины пути, который кабина проходит со скоростью выравни-
вания.
162
Рис.6.19. Влияние давления и вязкости рабочей жидкости на диаграмму движения кабины
На рис. 6.19 приведены диаграммы движения кабины одного и того же лифта, по-
строенные для разных значений максимального статического давления (а, следователь-
но, нагрузки) и для разных температур масла (следовательно, разной вязкости) при
подъеме и при спуске.
6.2.4.	Гидравлические схемы с электронной системой управления и пропорцио-
нальными клапанами
В целях улучшения эксплуатационных качеств гидравлического лифта, чтобы
сделать его более конкурентоспособным по сравнению с лифтом с электрическим при-
водом, и добиться уменьшения расхода энергии и увеличения средней скорости лифта,
в настоящее время среди изготовителей гидравлических лифтов, как и в других облас-
тях, имеется тенденция к использованию преимуществ, предоставляемых сочетанием
гидродинамики (с масляной средой) и электроники.
И действительно, с помощью электронных средств можно программировать ра-
бочую скорость в зависимости от характеристик установки, придавать наиболее подхо-
дящие значения ускорению и замедлению при подъеме и при спуске, с помощью дат-
чиков контролировать соблюдение этих значений и при необходимости выполнять кор-
ректировки.
163
6*
Другими словами, электроника позволяет использовать замкнутую систему регу-
лировки (Рис. 6.20), в которой электронный регулятор сравнивает входной сигнал, со-
ответствующий желаемому значению для переменной на выходе, с сигналом обратной
связи и изменяет свой выход, минимизируя или аннулируя ошибку.
Рис.6.20 Схема электронной регулировки скорости штока гидроцилиндра: Vr - электричес-
кое напряжение, соответствующее требуемой величине установившейся скорости, получаемое с
выхода электронного блока программирования; Is - выходной ток, пропорциональный входному
напряжению; Q - расход рабочей жидкости с выхода пропорционального клапана с управляющим
электромагнитом; Vu - фактическое значение скорости перемещения штока гидроцилиндра; Vt -
напряжение выходного сигнала датчика скорости; Р - рабочее усилие штока гидроцилиндра; е -
напряжение ошибки регулирования скорости
Таким образом, и в гидравлических лифтах возможна система управления и ре-
гулировки, очень похожая на системы, применяемые в электрических лифтах с приво-
дом постоянного тока или с частотно-регулируемым приводом переменного трехфазно-
го тока.
Не вдаваясь в подробности, скажем только, что в качестве датчиков используют-
ся тахогенераторы постоянного тока, которые устанавливаются непосредственно на ка-
бине и позволяют измерять мгновенную скорость, или измерители расхода потока жид-
кости (Рис. 6.21), которые устанавливаются в подающем трубопроводе и могут изме-
рять количество поступающей в цилиндр жидкости.
Рис.6.21. Датчик величины расхода рабочей жидкости: 1 корпус; 2 - пружина; 3 - диск, вос-
принимающий скоростной напор потока жидкости; 4 - дифференциальный индуктивный датчик
перемещения
Датчик может измерять расход жидкости при прямом и обратном направлении
потока.
Принцип работы датчика основан на измерении перемещения, зажатого между
симметрично расположенными пружинами 2 диска 3, который смещается в продольном
164
направлении под действием скоростного напора потока, который определяется количе-
ством жидкости, проходящей по трубе в единицу времени(расходу). Величина продоль-
ного смещения диска измеряется датчиком 4 и соответствующей электронной схемой.
Электрический сигнал обратной связи, полученный с помощью тахогенератора
постоянного тока или измерителя производительности, постоянно сравнивается элек-
тронным регулятором с заранее установленным значением контролируемой величины
скорости(ускорения или замедления). Выходной сигнал блока электронного регулятора
подается на один или несколько пропорциональных клапанов, которые служат для уп-
равления клапанами подъема и спуска кабины.
На рис.6.22, в качестве примера реализации системы электронного управления
приведена схема типа LRV-1 швейцарской фирмы Beringer.
электронный блок
управления
Рис. 6.22. Гидравлическая схема с электронным управлением типа LRV-1: 1 - гидроцилиндр;
2 - клапан аварийного спуска кабины; 3 - датчик расхода жидкости; 4 - кран; 5 - рычаг управле-
ния клапаном ручного спуска кабины; 6 - блок клапанов с пропорциональным электронным уп-
равлением
8-
§
165
Первые клапаны с электронным управлением для гидравлических лифтов были
разработаны специалистами этой фирмы более 25 лет назад. Благодаря многочислен-
ным усовершенствованиям на основе использования цифровой электроники удалось со-
здать высококачественные схемы управления приемлемой стоимости.
Основу конструкции системы управления LRV-1 составляет блок клапанов 6 с
датчиком расхода рабочей жидкости 3 и электронный блок, обеспечивающий рацио-
нальный график движения кабины при разгоне и замедлении, при подъеме и спуске.
Благодаря наличию обратной связи по скорости достигается программное обес-
печение заданного графика изменения скорости и минимизируется путь выравнивания
положения кабины.
В контуре автоматического регулирования используется сигнал датчика расхода
3, поступающий в электронный блок управления.
Насос приводится в действие асинхронным короткозамкнутым двигателем пере-
менного трехфазного тока, который работает только при подъеме кабины. Пуск двига-
теля производится практически в холостом режиме благодаря сливу рабочей жидкости
в процессе пуска.
График движения с допустимым уровнем ускорений и высокой точностью оста-
новки обеспечивается благодаря электронному регулированию работы пропорциональ-
ных электрических клапанов блока 6.
В схеме управления предусмотрен клапан аварийного спуска 2 и вспомогатель-
ный кран 4. Имеется система ручного управления спуска кабины, которая приводится в
действие рычагом 5.
Фирма Beringer утверждает, что благодаря использованию системы LRV-1 ей
удалось добиться независимости параметров графика движения от давления, темпера-
туры и вязкости рабочей жидкости. Уменьшились потери мощности и снизились энер-
гетические затраты. Удалось увеличить скорость опускания кабины на 50 % без увели-
чения стоимости оборудования и снижения комфортности условий перевозки пассажи-
ров.
Работа специалистов фирмы Beringer по дальнейшему совершенствованию экс-
плуатационных характеристик гидравлических лифтов привела к созданию принципи-
ально новой конструкции гидравлической системы управления на основе использова-
ния частотно регулируемого реверсируемого электропривода насоса.
К аналогичному решению пришла немецкая фирма применительно к конструк-
ции гидравлического лифта с противовесом и цилиндром двойного действия( Leistritz).
Она организовала выпуск гидравлических лифтов с частотным регулированием с грузо-
подъемномтью 450, 630 и 1000 кГ при скорости движения кабины от 0,5 до 1 м/с при
высоте подъема 12 и 20 м.
6.2.5.	Гидравлическая схема управления с частотным регулированием
На международной выставке “Интерлифт 97 ” в Аугсбурге впервые представлен
“гидравлический привод лифта с частотным регулированием”.
Стимулом к созданию подобной системы послужил успешный опыт применения
привода переменного тока с частотным регулированием в лифтовых лебедках и систе-
мах автоматических раздвижных дверей.
Кроме того, назрела необходимость в замене крайне неэкономичного принципа
дроссельного регулирования скорости, который явно отстает от современных цифровых
166
электронных систем управления лифтов, отличается большим количеством регулировок
и повышенной трудоемкостью технического обслуживания.
В гидравлической схеме с частотным регулированием значительно снижена доля
участия процесса дросселирования в обеспечении графика движения кабины как при
подъеме, так и при опускании. Это достигается не только программным изменением
скорости вращения вала насоса, но и активной работой привода в режиме опускания ка-
бины, когда ее скорость определяется производительностью откачки жидкости из гид-
роцилиндра управляемым насосом.
Появляется возможность использования энергии потока жидкости, выходящей из
гидроцилиндра для преобразования ее в электрическую.
Использование электронной системы автоматического регулирования скорости с
датчиком контроля расхода жидкости, наряду с применением реверсируемого и частот-
но регулируемого привода насоса позволяет программно обеспечивать необходимый
график движения, независимо от изменения вязкости, температуры жидкости и загруз-
ки кабины (рис. 6.23.).
Принципиально новым в рассматриваемой системе управления является наличие
реверсивного клапана (Beringer inverter valve) 5, цифрового электронного блока управ-
ления 19 и управляемого цифровой электроникой блока частотного преобразователя 17
[6].
Станция управления лифта 18 и датчик расхода рабочей жидкости 3 имеют типо-
вую конструкцию (рис.6.21, 6.22).
Рассмотрим работу гидравлической системы с частотным регулированием в ре-
жиме подъема и спуска кабины.
Скорость движения кабины при подъеме и спуске контролируется посредством
цифрового электронного блока 19, который также контролирует работу датчика расхода
жидкости 3 и блок частотного преобразователя 17.
Датчик 3 выдает сигнал пропорциональный скорости движения кабины.
В свою очередь, цифровой блок работает под управляющим воздействием стан-
ции управления 18 и установленных в шахте датчиков замедления и остановки кабины 1.
Цифровой блок управления 19 программируется посредством специальной пане-
ли установки параметров графика движения или с помощью программы, работающей
под операционной системой MS-Windows.
Работа гидравлической системы управления при движении кабины на подъем.
При поступлении команды на подъем кабины станция управления 18 посредст-
вом блоков 19, 17 и 14 включает двигатель 12, который, в соответствии с заданной про-
граммой, начинает медленно набирать обороты.
Давление между выходом насоса и реверсивным клапаном 5 увеличивается.
Управляющий обратный клапан 4 открывается, как только давление в напорной
линии достигнет установленного значения. Клапан избыточного давления 8 сбрасывает
рабочую жидкость на слив только при недопустимом уровне превышения давления.
Цифровой блок 19 посредством датчика 3 непрерывно контролирует скорость
движения кабины и меняет ее в соответствии с запрограммированным графиком движе-
ния.
При подходе к этажу срабатывает датчик замедления и блок 19 плавно изменяет
скорость кабины до скорости выравнивания.
При воздействии кабины на датчик остановки происходит ее остановка на уров-
не этажной площадки. Так как скорость выравнивания очень мала, обеспечивается вы-
сокая точность остановки.
167
о>
оо
9 10
12
Рис.6.23 Гидравлическая система с частотным регулированием SATURN a Beringer: 1 - датчики замедления и остановки кабины; 2 - гидроцилиндр подъема
кабины; 3 - датчик расхода жидкости; 4 - обратный клапан; 5 - реверсивный клапан управления Beringer; 6 - линия слива жидкости; 7 - бак гидроагрегата; 8 - кла-
пан избыточного давления; 9 - обратный клапан заливки насоса; 10 - насос с реверсивным потоком; 11- напорная линия; 12 - электродвигатель с частотным управ-
лением; 13 - трехфазная сеть переменного тока управляемой частоты; 14 - главный контактор цепи питания и реверса двигателя; 15 - резистор; 16 - автомат защиты
силовой сети; 17 - блок частотного преобразователя; 18 - станция управления; 19 - цифровой электронный блок программного управления; 20 - цепь датчиков за-
медления и остановки; 21 - кабель датчика расхода жидкости; 22 - электромагнит пропорционального электроклапана; 23 - пропорциональный электроклапан; 24
- регулируемый дроссель; 25 - управляющий клапан
В режиме подъема элементы 22, 23, 24, 25 в работе не участвуют. На всем пути
движения кабины, от момента пуска до остановки, формирование графика движения
обеспечивается управляемым приводом насоса по заданной программе.
Работа гидравлической системы управления при спуске кабины.
При поступлении команды на спуск кабины в работу вступает реверсивный кла-
пан 5.
Цифровой блок 19 подает питание на электромагнит 22 пропорционального кла-
пана 23, который открывает клапан управления потоком 25.
Одновременно с этим запускается двигатель насоса на вращение в сторону, про-
тивоположную вращению при подъеме.
Система управления устанавливает малые обороты вала двигателя.
Для лучшего заполнения насоса рабочей жидкостью в момент запуска использу-
ется обратный клапан 9.
При достижении установленной программой скорости кабины, пропорциональ-
ный клапан 23 полностью открывает клапан 25.
С этого момента управление скоростью кабины идет за счет регулирования ско-
рости вращения вала насоса с помощью блока частотного преобразователя 17 и цифро-
вого блока 19.
Насос начинает работать как гидродвигатель и, вращая вал электромотора, пре-
образует энергию потока рабочей жидкости из гидроцилиндра в электрическую энер-
гию, поступающую в частотный преобразователь 17.
Величина получаемой при спуске кабины электрической энергии зависит от КПД
насоса и электродвигателя.
С помощью резистора 15 вырабатываемая электрическая энергия преобразуется
в тепловую.
При большой мощности привода эта электрическая энергия может направляться
в специальный аккумулятор.
Во время работы насоса в режиме гидродвигателя до подхода кабины к этажу,
блок 19 включает магнит пропорционального клапана 23, который полностью блокиру-
ет работу управляющего клапана 25. Управляемый дроссель 24 используется для наст-
ройки работы пропорционального клапана 23, необходимой для воздействие на клапан
25.
При подходе к этажу срабатывает датчик замедления и дальнейший ход графика
движения определяется работой пропорционального клапана 23, управляющего клапа-
на 25 под действием сигнала, поступающего от цифрового блока управления 19 с уче-
том уровня сигнала от датчика расхода(скорости кабины) 3.
В период замедления до момента срабатывания датчика остановки работа приво-
да насоса полностью блокируется.
Работа блока частотного преобразователя при подъеме и на большей части пути
опускания кабины осуществляется путем программно изменяемого управляющего по-
стоянного напряжения, генерируемого цифровым блоком 19 и управляющего работой
блока 17.
Изменению управляющего напряжения от 0 до 10 В соответствует изменение ча-
стоты трехфазного переменного тока в диапазоне от 0 до 100 Гц.
Диаграммы изменения скорости кабины лифта при подъеме и опускании приве-
дены на рис. 6.24.
169
ПОДЪЕМ
СПУСК
Рис.6.24 Диаграмма изменении скорости кабины лифта при работе гидропривода с частот-
ным регулированием: а - подъем; b - спуск
Диаграмма, представленная на рис.6.24 а иллюстрирует характер изменения ско-
рости при подъеме кабины под действием частотно регулируемого привода насоса.
При опускании кабины аналогичный характер диаграммы скорости обеспечива-
ется работой реверсивного клапана и управляемого привода насоса. Период работы ре-
версивного клапана соответствует участку плавного разгона и замедления опускающей-
ся кабины.
Опыт эксплуатации показал, что применение гидравлической системы с частот-
ным регулированием и реверсивным клапаном значительно улучшает эксплуатацион-
ные характеристики лифта, обеспечивает снижение пусковых токов, уровня шума.
Обеспечивает независимость времени движения, разгона и точности остановки от за-
грузки кабины.
Система с частотным регулированием отличается простотой конструкции, малым
количеством регулировок и простотой технического обслуживания.
Применение подобной системы способствует повышению конкурентоспособно-
сти гидравлических лифтов на мировом рынке лифтовой продукции.
В таб.6.1 приведены технические параметры лифтов с системой частотного регу-
лирования фирмы Beringer.
Таблица 6.1 Параметры гидравлических лифтов с системой SATURN а
Т ип лифта	Груз кГ	Кабина кГ	Высота м	Ско- рость м/с	Мощ- ность кВт	Насос л/мин	Плун- жер D, мм
Saturn а200	630	700	17	1	20	235	НО
Saturn а 350	1000	1500	20	1	33	400	125
Saturn а 500	1500	2000	20	1	47	480	140
Приведенные в таблицы лифты оборудованы двухкратным канатным мультипли-
катором и расчитаны на питание от силовой трехфазной сети напряжением 400 В / 50
Гц.
170
В конструкции гидравлических грузовых платформ с рычажным мультипликато-
ром применяются системы управления, в значительной мере аналогичные рассмотрен-
ным выше.
Степень сложности гидравлических систем управления и конструкция гидроаг-
регата грузовых платформ определяется назначением, требованиями к точности оста-
новки и плавности хода в переходных режимах. Соответствующая гидроаппаратура раз-
мещается на опорной раме и соединяется с гидроцилиндром посредством гибких шлан-
гов.
Управление работой грузовой платформы производится посредством выносного
пульта с кнопочной системой приказов.
Вся приведенная выше информация по гидрооборудованию лифтов в равной ме-
ре справедлива для гидравлических грузовых платформ различного назначения.
171
7. ОСНОВЫ ТЯГОВОГО РАСЧЕТА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО
ЛИФТА
Тяговый расчет гидравлического лифта производится с целью обоснования
параметров гидроцилиндра механизма подъема и основных характеристик силового
оборудования гидроагрегата.
Результаты тягового расчета являются основой уточненного расчета гид-
ропривода лифта, на базе которого окончательно определяются характеристики всех
функциональных узлов гидравлического оборудования.
Исходные данные тягового расчета: назначение лифта, грузоподъемность,
скорость, высота подъема и основные размеры кабины; конструкция дверей; масса од-
ного метра подвесного кабеля; число остановок и режим работы лифта (ПВ%).
Работа гидравлического лифта в режиме подъема, как и электрического, связана
с преодолением сил тяжести подвижных частей и сил сопротивления движению баш-
маков по направляющим.
Для уменьшения расхода энергии в конструкции гидравлических лифтов повы-
шенной грузоподъемности может использоваться противовес, частично уравновеши-
вающий силу тяжести кабины, так как она необходима для процесса опускания.
Опускание кабины происходит за счет действия сил тяжести подвижных частей
и полезного груза.
Гидравлические лифты массового применения ориентированы на использование
в малоэтажных зданиях, поэтому дополнительное усложнение, связанное с установкой
противовеса, не дает особых преимуществ.
Устойчивая тенденция широкого применения электрических лифтов без ма-
шинных помещений усиливает конкуренцию на рынке лифтовой продукции и грозит
вытеснению гидравлических лифтов из традиционной области их применения.
Жесткая конкуренция вынуждает производителей гидравлических лифтов вести
интенсивный поиск конкурентоспособных решений как в области компоновки обору-
дования, так и в сфере совершенствования гидропривода и гидроавтоматики.
В связи с этим, из широкого разнообразия кинематических схем гидравлических
лифтов только некоторые сохраняют свою жизнеспособность (см.рис.1.10).
Существенно повышается конкурентоспособность лифтов с консольным распо-
ложением кабины относительно плоскости направляющих, для установки которых дос-
таточно одной несущей стены здания(рис.1.10 b, d). Другим несомненным достоинст-
вом подобного решения является возможность применения купе с проходными и
смежно - проходными дверями, а также более простой монтаж купе обзорного типа.
Основным недостатком лифтов с консольной установкой купе является сущест-
венное увеличение изгибающих нагрузок, действующих на направляющие, и рост со-
противлений движению башмаков кабины.
В связи с этим, в лифтах повышенной грузоподъемности кабина симметрично
располагается относительно плоскости направляющих.
Разнообразным вариантам кинематических схем лифтов с гидроцилиндрами
прямого действия и с канатными мультипликаторами соотвествуют две основные рас-
четные схемы, представленные на рис.7.1.
В лифтах с гидроцилиндрами прямого действия штоки непосредственно воздей-
ствуют на элементы конструкции рамы каркаса кабины так, что равнодействующая
172
подъемной силы совпадает с геометрическим центром пола кабины или приложена
эксцентрично.
Приведенные на рис.7.1 расчетные схемы с канатными мультипликаторами ос-
таются неизменными и в случае применения гидроцилиндров прямого действия, вклю-
чая конструкцию с гидроцилиндром, установленным в яме под центром пола кабины.
Рис.7.1. Расчетная схема гидравлического лифта: а - с центральным воздействием подъемно-
го усилия; b - с консольным воздействием; Т - усилие на штоке гидроцилиндра; S - усилие на-
тяжения каната; F - сила сопротивления движению башмаков по направляющим, h - расстояние
между башмаками по вертикали; V - скорость движения; Q, QK - масса груза и кабины, соответ-
ственно
Ь)
а)
В начальной стадии тягового расчета принимается наиболее целесообразный ва-
риант кинематической схемы лифта с гидроцилиндрами прямого действия или с канат-
ными(цепными) мультипликаторами. Решается вопрос о необходимости применения
противовеса. Определяются основные размеры и конструктивная форма кабины с уче-
том назначения и требуемой грузоподъемности.
7.1. Расчет массы подвижных частей лифта
Масса кабины определяется с учетом параметров кабины аналогичного лифта
или определяется по эмпирическим зависимостям вида[ 6 ]:
Qk=KkA-B,	(7.1)
где Я,/?-ширина и глубина кабины, м; ^-эмпирический коэффициент,
кГ/м2.
Величина коэффициента Кк определяется путем статистической обработки па-
173
раметров кабин лифтов различного назначения(пассажирских, грузопассажирских и
т.п).
При использовании кабинного противовеса его масса определяется по формуле:
Qn=K„QK,	(7.2)
где Кп < 1 - коэффициент частичного уравновешивания конструкции кабины.
Величина Кп определяется с таким расчетом, чтобы сила тяжести неуравнове-
шенной части массы кабины оказалась достаточной для преодоления гидравлических и
механических сопротивлений при спуске кабины.
Масса канатов подвески кабинного противовеса определяется по результатам
прочностного расчета в зависимости от силы тяжести расчетной массы противовеса
Qn :
Qtk =q?K-mn-(Н + 2+Зм),	(13)
где - масса 1 метра длины каната подвески противовеса, кГ/м; тп - число
ветвей канатной подвески противовеса; Я - высота подъема кабины, м.
Если в лифте применяется канатный(цепной) мультипликатор, производится
расчет соответствующего тягового органа по разрывному усилию методом, изложен-
ным в разделе 3.2.1.
Масса тяговых канатов (цепей) мультипликатора определяется с учетом длины
части, охватывающий блоки головки штока гидроцилиндра:
Qtk = Ятк 'М-\Н +	(7.4)
где qTK - масса 1 метра длины тягового каната, кГ/м; т-число ветвей канат-
ной подвески кабины; Н - высота подъема кабины, м; DB - диаметр блоков, м.
Масса блоков головки штока с направляющей рамой приближенно равна:
QB = (0,074-0,1)6	(7.5)
Большее значение соответствует грузоподъемности лифта более 400 кГ.
Масса подвесного кабеля зависит от высоты подъема и станции управления:
QnK=<lnK (Н/2 + 3 + 5),	(7.6)
Япк ~ масса 1 метра подвесного кабеля, кГ/м.
7.2 Расчет сопротивления движению башмаков кабины
по направляющим
При движении противовеса и кабины с грузом по направляющим возникают си-
лы трения между башмаками и направляющими. Величина сил трения зависит от дей-
ствия нормальных сил, вызываемых эксцентричностью положения центра масс кабины,
груза и смещением точки канатной подвески (при наличии мультипликатора).
В скоростных лифтах возникают существенные по величине силы аэродинами-
ческого сопротивления, зависящие от аэродинамического качества и скорости движу-
щихся частей.
Сила аэродинамического сопротивления движению кабины и противовеса
V2 з
Fa=c-AB-~—р10“3,кН	(7.7)
где коэффициент аэродинамического сопротивления обтеканию движущего-
ся объекта (с = 0,84-1,2) в зависимости от конструкции объекта и наличия обтекате-
ля для улучшения аэродинамического качества кабины ); А, В - поперечные размеры
174
кабины (противовеса), м; V - скорость установившегося движения, м / с; р - плотность
воздушного потока, кГ/м3 ( р -1,1 ^1,125) кГ / м3 [ 6 ].
Сопротивление движению от сил трения может достаточно точно рассчитывать-
ся по аналитическим зависимостям.
Для удобства дальнейших вычислений, отдельно производится расчет сопротив-
ления движению порожней кабины и сопротивления движению груза,.движущегося в
условно невесомой кабине. Дополнительные сопротивления, связанные с нарушения-
ми прямолинейности направляющих и влиянием других случайных факторов, учиты-
ваются эмпирическими коэффициентами.
Так, при расчете противовеса предполагается, что сила трения в башмаках
скольжения составляет около 0,75 % от силы тяжести противовеса. При наличии роли-
ковых башмаков этот коэффициент составляет около 0,3 % [ 6 ].
Дополнительные неучтенные сопротивления движению кабины с башмаками
скольжения принимаются равными 1,5 % от силы тяжести порожней кабины и 0,7 % -
при роликовых башмаках, которые обычно нагружены поперечными силами, перпен-
дикулярными плоскости направляющих в лифтах с консольным размещением купе.
Рассмотрим расчет сопротивлений более подробно с учетом расчетных схем,
приведенных на рис.7.2.
Рнс.7.2 Схемы к расчету поперечной нагрузки башмаков кабины: а , b - схемы к расчету на-
грузки перпендикулярной плоскости направляющих для кабины с центральным и консольным
расположением купе; с - схема к расчету нагрузки башмаков, действующей в плоскости направ-
ляющих; П, К, Г - соответственно, точки приложения подъемного усилия, силы тяжести кабины
и груза; А, В - ширина и глубина кабины; Хп, Уп - координаты точки П; Хк, Ук - координаты
точки К; Хг, Уг - координаты точки Г; S - подъемное усилие, кН; Рк, Рг - сила тяжести кабины
и груза, кН; Nx Ny- соответственно, нагрузка башмаков, перпендикулярная плоскости направ-
ляющих и действующая в плоскости направляющих, кН; h - расстояние между башмаками по
вертикали, м.)
175
Силы нормального давления, действующие на башмаки в плоскости направ-
ляющих и в перпендикулярном к ним направлении, определим из уравнений равнове-
сия кабины при центральном и консольном размещении купе(рис.7.1 а, Ь). Для исклю-
чения влияния подъемного усилия S, сумма моментов определяется относительно осей
координат X, Y*, Z, проведенных через точку П:
^>^=0, £л/г=0	(7.8)
Из уравнений равновесия определим соответствующие нормальные реакции
N =	+ У/7-)-+	+	, кН. (7.9)
;	h
N =	А • (А + хп) ки	(7л0)
Л	2-h
где Рг = £М0-2 - величина силы тяжести массы расчетного груза, кН; Рк - сила
тяжести массы кабины, кН; Xn,Yn -координаты смещения точки подвески кабины,
принимаются по конструктивным соображениям от 0 до 0,03 * 0,15 м.; XK,YK - вели-
чина продольного и поперечного смещения центра масс кабины, зависящая от конст-
рукции дверей кабины и может приниматься в пределах от 0,02 до 0,1 м;
Хг = В~ \Yr - А • —- определяются в предположении, что расчетный груз равномер-
6	6
но распределен по треугольной площадке, составляющей 50 % площади пола кабины,
отделенной диагональю прямоугольного контура.
Нормальные давления для кабины без груза
2Vw=A-(A + yg)>KH	(7.11)
h
NXK = Afe+A), кН	(7.12)
2 • h
Нормальные давления для расчетного груза без учета массы кабины
7Vyr =	кН	(7.13)
п
NXr = ?Г'^+Хп\ кН	(7.14)
2-я
Сопротивление движению кабины без груза:
при башмаках скольжения
FK =(2-NyK + 4-NXK) a)c+0,015 QK \0~2, кН (7.15)
при комбинированных башмаках(ролики воспринимают NXK)
FK = 2 - NyK • сос + 4 • NXK - о)Р + 0,007 • QK  10'2, кН	(7.16)
где а)с = 0,12 - коэффициент сопротивления движению башмаков скольжения;
сот = 0,04-е-0,06 - коэффициент сопротивления движения роликов [6].
Сила сопротивления движению расчетного груза
при башмаках скольжения-
Fr=(oc\2-Nyr+4-Nxr),KH	(7.17)
при комбинированных башмаках (ролики воспринимают Nxr)-
Fr=<Dc-2-Nyr + a)p-4Nxr,K\l	(7.18)
176
Сила сопротивления движению противовеса
при башмаках скольжения- Fn = 7,5 • Qn  10“5 ,кН
при роликовых башмаках- Fn = 3 • Qn • 10"5 }кН
(7Л9)
(7.20)
7.3. Расчет нагрузки штока гидроцилиндра и необходимой мощности
гидропривода
Нагрузка штока гидроцилиндра определяется кинематической схемой и режи-
мом работы лифта.
Расчет производится для нормальных эксплуатационных режимов, режима ди-
намических и статических испытаний! 19 ].
Согласно нормам ПУБЭЛ динамические испытания гидравлического лифта про-
водятся с целью проверки работоспособности всех узлов, включая буферы, ограничи-
тели скорости и ловители. В ходе испытаний кабина должна быть загружена равномер-
но распределенным грузом, масса которого превышает грузоподъемность на 10 %.
Исключение составляет проверка точности остановки, которая производится с
номинальным грузом без 10% перегрузки.
Статические испытания производятся при расположении кабины на уровне ниж-
ней посадочной площадки с равномерно распределенным грузом, на 50% превышаю-
щим расчетный. Сползание кабины вниз не должно превышать 30 мм за 60 минут кон-
трольного времени. В период испытаний температура рабочей жидкости должна быть
постоянной.
Для получения обобщающих расчетных зависимостей будем исходить из нали-
чия у гидравлического лифта кабинного противовеса как при использовании гидроци-
линдров прямого действия, так и с канатным мультипликатором.
Рассмотрим характерные режимы работы, включая испытательные.
Груженая кабина внизу, подъем
5 _, ((? +	Qtk ~Qn + Qtk )* Ю + FK ~ Fn .
7] =	+ QB . 10"2	(7.21)
Пм
Груженая кабина вверху, подъем
§ - + + QnK ~Qn ~ Qtk)* Ю 2 + Ту + - F^
т _ $2 '&м
2 2 -
7м
+(ew+eJio-2
Порожняя кабина внизу, спуск
к 1 п .
7’3=53-С7д/-7л/+^Ю'2
Порожняя кабина вверху, спуск
о _ (б/Г ~Q/7 ~6таг)'^ 2	+^/7 .
4"	Z
Т4 = -UM •т)м +{Qtk +Сг)10 2
(7.22)
(7.23)
(7.24)
177
Динамические испытания с перегрузкой на 10%, груженая кабина внизу, подъем
s = (u g + g/f+gre-g/7+Cw)10~2 + l,l ^r + ^-^7 .
5	Z
Г5 =	+ QB • 10-2	(7.25)
Лм
Динамические испытания с перегрузкой на 10%, груженая кабина вверху, подъем
^6	——4	9
Тб =	+	+ Qs) !0-2	(7.26)
Пм
Груженая кабина внизу, спуск
Г7 - 57 • U м ‘7]м + QS -10
Груженая кабина вверху, спуск
с = (б + 6^+6лУ-6/7-е^)10~2-^-^+^/7 .
8	Z
J’s = 5g • UM  г)м + (<2т7<- + Qe )’ 10
Порожняя кабина внизу, подъем
о _ (Ск + Qtk ~Qn + Qtk)‘ 10 2 + ^К "	.
(7.27)
(7.28)
+Qg.10~2
Лм
(7.29)
Порожняя кабина вверху, подъем
5 -	+ QnK ~Qn ~6та,)'Ю 2 +Лу ~^77
7io =
^10 ‘^м
*1м
^[QtK + 05 )ю
(7.30)
Статические испытания, кабина внизу, перегруженная на 50%
с _ ,(1>5 • 0 + 0л* + Qtk ~Qn + Qtk 1Q 2 .
И1 ------------------------------->
7]! - 5] 1 • Uм 'Т]м +	10 2
(7-31)
В расчетных формулах (7.21 ~ 7.30) величиной Z обозначено число параллель-
но работающих гидроцилиндров подъема кабины.
При расчете лифтов с гидроцилиндрами прямого действия кратность и КПД
мультипликатора следует принять: Uм =1,?1м = 1.
Для лифтов без противовеса, в приведенных выше расчетных формулах, следует
принять: Qn =0,Q^= °,	= °-
Полученные значения наибольшей величины подъемного усилия S и нагрузки
штока гидроцилиндра Т могут служить основой для прочностного расчета конструк-
178
ции канатной подвески и конструкции деталей соединения головки штока с рамой от-
клоняющих блоков или рамой кабины.
Величина подъемного усилия и нагрузки штока учитываются при
поверочном прочностном расчете каркаса кабины.
Величина нагрузки штока гидроцилиндра в остальных расчетных режимах по-
зволяет оценить диапазон изменения статического давления в напорной линии при из-
вестных геометрических размерах гидроцилиндра.
Предварительный расчет мощности гидропривода производится для наиболее
тяжелого эксплуатационного режима работы лифта:
N =	Z X. >кВт,	(7.32)
7
где ~ максимальная величина подъемного усилия в наиболее тяжелом экс-
плуатационном режиме, кН; ту - КПД гидропривода лифта (см.раздел 4); И - скорость
кабины, м/с.
В ходе уточненного расчета гидропривода после выбора основных узлов обору-
дования величина необходимой мощности может несколько отличаться от значения,
полученного по формуле (7.32).
7.4. Определение параметров гидроцилиндра
Для обоснования основных параметров гидроцилиндра необходимо знать его
расчетную нагрузку, величину статического давления рабочей жидкости и расчетную
длину штока в полностью выдвинутом состоянии. Последняя необходима для расчета
на продольную устойчивость штока.
Расчетная величина максимального гидростатического давления в системе гид-
ропривода лифтов и грузовых платформ обычно не превышает 7 мПа (70 бар). Рабочее
давление обычно выбирается в диапазоне от 2 до 4,5 мПа (20 -s- 45 бар).
Величина рабочего статического давления гидросистемы принимается в зависи-
мости от назначения лифта.
Так, фирма GMV рекомендует принимать расчетное давление рабочей жидкости
в гидроприводе пассажирских и грузопассажирских лифтов не более 35 бар (3,5 мПа).
Для грузовых лифтов статическое давление жидкости принимается не более 45
бар.
Относительно небольшая величина рабочего давления жидкости в гидроприводе
лифтов связана с лимитирующей ролью продольной устойчивости штока.
В связи с этим, увеличение статического давления при значительной величине
рабочего хода штока не приводит к снижению габаритов и массы гидроцилиндра, но
влечет за собой возрастание стоимости оборудования.
Другим немаловажным фактором является необходимость снижения уровня
гидравлических шумов, обеспечение надежности и долговечности работы оборудова-
ния гидропривода. Эти требования можно обеспечить с меньшими затратами, при не-
большой величине рабочего гидростатического давления.
В гидроприводе грузовых платформ производственного назначения с рычажны-
ми мультипликаторами ход штока имеет существенно меньшую величину и поэтому
есть возможность снизить массу и габариты гидроцилиндра за счет использования по-
вышенного давления рабочей жидкости.
В зарубежной практике проектирования гидравлических лифтов параметры гид-
роцилиндров определяются с использованием графических зависимостей, построенных
179
для стандартного ряда типоразмеров гидроцилиндров с учетом требований европейско-
го стандарта EN81-2.
Графики строятся на основе аналитической зависимости критической силы про-
дольной устойчивости от расчетной длины штока и имеют гиперболический характер.
При построении графиков общая величина коэффициента запаса продольной ус-
тойчивости принимается равной 2,8 с учетом возможности превышения статического
давления в 1,4 раза, определяемого настройкой клапана предельного давления (стан-
дарт EN81-2).
Рассмотрим методику обоснования параметров одноступенчатого гидроцилинд-
ра с канатным мультипликатором, предлагаемую итальянской фирмой GMV и пред-
ставленной на CD диске Technical Guide GMV (аналогичная методика широко приме-
няется другими европейскими фирмами).
Используемые обозначения параметров и табличные данные полностью соответ-
ствуют принятым в материалах Technical Guide GMV. Исключение составляют рас-
четные формулы для определения внешней нагрузки штока гидроцилиндра, которые
соответствуют принятым в предыдущем разделе 7.2 и 7.3.
Такой подход, по нашему мнению, облегчит практическое применение как из-
ложенных выше материалов, так и методики GMV, которой могут пользоваться отече-
ственные специалисты, проектирующие и монтирующие гидравлические лифты на базе
узлов гидравлического оборудования зарубежного производства.
Определение расчетного типа-размера гидроцилиндра ведется по специально
построенным графикам. В качестве характеристики типоразмера принято произведение
внутреннего диаметра поршня(плунжера) d на толщину стенки es ( например: 105 X 5).
На рис.7.3 приведено семейство графиков, построенных для одноступенчатых
гидроцилиндров прямого действия или с канатными мультипликаторами, которые
применяются фирмой GMV в лифтах различного назначения с центральным и кон-
сольным размещением купе.
По оси ординат графика откладываются значения расчетной длины штока гид-
роцилиндра в см., которая принимается при расчете продольной устойчивости, а по оси
абсцисс - внешняя нагрузка штока в крайней верхней точке подъема груженой кабины
в единицах даН.
Сила в 1 даН (декаНьютон) соответствует 10 Н.
На каждой кривой в определенном масштабе проставлены величины статическо-
го давления рабочей жидкости. У крайней правой точки графика указан типоразмер
поршня гидроцилиндра: d х es.
Подходящий типоразмер гидроцилиндра определяется по графику, расположен-
ному в ближайшей окрестности точки пересечения перпендикуляров, опущенных из
точки расчетной нагрузки Т на горизонтальной оси графика и из точки, соответст-
вующей величине расчетной длины штока Lo на вертикальной оси.
Если точка пересечения расположена в непосредственной близости от графика,
необходимо принять за основу указанный типоразмер штока гидроцилиндра и продол-
жить расчет.
Если точка пересечения окажется между двумя кривыми, целесообразно принять
типоразмер штока гидроцилиндра, соответствующий выше расположенной кривой. В
этом случае, будет обеспечен дополнительный запас продольной устойчивости штока,
а рабочее давление жидкости будет соответствовать точке пересечения перпендикуля-
ра, проведенного через точку рабочей нагрузки Т, и выше расположенной кривой.
180
00
расчетная нагрузка штока( деН)
Рис.7.3 Графики для определения типоразмера одноступенчатого гидроцилиндра
Основные параметры и характеристики одноступенчатых гидроцилиндров фир-
мы GMV приведены на рис.7.4, и в таб.7.1
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:
d = наружный диаметр штока, мм
di = внутренний диаметр штока, мм
es = толщина стенки штока, мм
я- tf2	j
А <з — расчетная площадь iuiy-цжера, см
я - (dg-tf2)	j
F	= — 4oq-------L ‘ IL'10111 ель поперечного сечения, см
j	_ —*----------L _ момент инерции, см
640000	1
|	= V7 - радиус инерции поперечного сечения ин ока, см
q к удельная масса штока, кГ
Рд$ = присоединенная масса штока, кГ
D = Bifeiiiiiiift диаметр цилиндра, мм
Di = внутренний диаметр цилиндра, мм
ecyl = толщина стенки цилиндра, мм
Рдс = присоединенная масса цилиндра, кГ
Qc = расчетный удельный объем масля в цилиндре [ лмэ/ м j
Of е удельный объем заполнения цилиндра маслом I лм / м |
Ф = максимальный ход штока
11 к расстояние от головки штока до осп блока
Lo = расчетная длина штока при продольном изгибе
Рис.7.4 Конструкция и параметры одноступенчатого гидроцилиндра
Дополнительные данные и установочные размеры гидроцилиндров приведены
на рис.7.5.
Рассмотрим порядок расчетного обоснования параметров одноступенчатого
гидроцилиндра лифта с канатным мультипликатором без противовеса.
1.Определить расчетное значение продольной нагрузки штока.
Неподвижная кабина в предельной верхней части пути.
Величина подъемного усилия без учета сил трения башмаков
S =	, даН	(7.33)
Расчетная нагрузка штока гидроцилиндра без учета КПД мультипликатора
T = S-UM+{<2J1{+QE),aaH	(7.34)
2. Определить расчетную длину штока
Lr
Lo = —— + Esp + Eip + 4, см,	(7.35)
Um
182
где Lc = Н- высота подъема кабины лифта, см; Esp « 7 - величина подъема ка-
бины выше уровня верхней этажной площадки, соответствующая касанию ограничите-
ля хода штока упора на головке цилиндра, см; Eip «13- перемещение кабины ниже
уровня 1 этажа при полностью сжатом буфере и при условии, что поршень не касается
дна цилиндра, см; 4- длина верхней части штока, выступающей над крышкой головки
цилиндра, см.
Таблица 7.1 Параметры одноступенчатых гидроцилиидров
шток									цилиндр				масло	
	Mg		ЙЙ1	aw	'<UjW	es	 :? jCf £				«cyl	Pgc	. r .s-Л Шсч	X'y
			[cm4]						ЯИЙИШ			Jffll		
	50	5	28,27	8,63	32,93	1,95	6,77	7	101,6	94,4	3,6	3,5	2,8	4,2
! 70	60	5	38,48	10,21	54,24	2,30	8,01	9	114,3	106,3	4,0	4,5	3,8	5,0
	55 i	7,5		14,72	72,94	2,22	11,56							
вб г t	70	5	50,27	11,78	83,20	2,65	9,25	12	114,3	106,3	4,0	4,5	5,0	3,8
	65	7,5		17,08	113,43	2,57	13,41							
	56	12		25,63	152,78	2,44	20,12							
90	80	5	63,62	13,35	121,00	3,01	10,48	16	133	124	4,5	5,0	6,4	5,7
	75	7,5		19,43	166,74	2,92	15,25							
	66	12		29,40	228,92	2,79	23,08							
-*u * 'f{: 1 1	90	5	78,54	14,92	168,81	3,36	11,71	20	139,7	130,7	4,5	5,3	7,9	5,6
	85	7,5		21,79	234,63	3,28	17,11							
	76 ‘ 12			33,17	327,10	3,14	26,04							
i 110 t ’	100	5	95,03	16,49	227,81	3,71	12,94	25	159	149	5	7,0	9,5	7,9
	95	7.5		24,15	318,86	3,63	18,96							
	86	12		36,94	450,17	3,49	28,98							
	110	5	113,10	18,06	299,18	4,07	14,18	32	159	149	5	7,0	11,3	6,1
	105	7,5		26,50	421,21	3,98	20,80							
	96	12		40,71	600,95	3,84	31,96							
1'iao^	120	5,0	132,73	19,63	384,10	4,42	15,40	41	177,8	166,6	5,6	8,3	13,3	8,5
	115	7,5		28,86	543,44	4,33	22,65							
	106	12		44,48	782,26	4,19	34,92							
wo	138	6	176,71	27,14	704,77	5,09	21,30	55	193,7	181,9	5,9	8,6	17,7	8,3
	130 : 10			43,98	1083,06	4,96	34,52							
1В0	160	10	254,47	53,40	1936,00	6,02	41,92	100	244,5	228,5	8,0	15,5	25,4	14,1
poo	180	10	314,16	59,69	2700,98	6,72	44,50	110	273	253,0	10,0	15,0	31,4	18,9
X >		210	14	444,88	98,52	6203,33	7,93	77,34	150	323,9	298,9	12,5	49,8	44,5	25,7
3.	Определить типоразмер поршня
Построить точку пересечения перпендикуляров, проведенных через точки, соот-
ветствующие величинам Т и Ао на осях графиков рис.7.3, и выбрать типоразмер
поршня гидроцилиндра d х es и расчетное давление жидкости р с учетом приведенных
выше рекомендаций.
4.	Рассчитать массу штока (плунжера) гидроцилиндра
еш = ^оГ’9’кГ	(7-36)
183
где q-масса 1 метра плунжера, кГ/м. Величина q определяется по таб.7.1 и
диаметру поршня d, соответствующему параметру поршня d х es.
5.	Определить расчетную силу продольного изгиба штока с учетом
настройки клапана предельного давления на 40-а процентное превышение.
//> = 1,4-glO-1
'Um + 0,64-0^ +QB
, даН,
(737)
где QB - масса блока мультипликатора с направляющей рамой, установленной
на верхней части штока, кГ.
6.	Критическая сила продольного сжатия
я'2 •£•/
Ре=-----г-, даН,	(7.38)
2-4
где Е = 2,1 • 106 - предел упругости материала штока, даН/см2; / - момент инер-
ции поперечного сечения штока, см4 ; 2 - коэффициент запаса продольной устойчиво-
сти.
7.	Проверка условия продольной устойчивости штока
Рр < Ре	(7.39)
8.	Расчет статического давления при загруженной и пустой кабине.
груженая кабина -
Ро = g—+Qw + вБ] ) бар> (кг/см2} (7 40)
и	А
порожняя кабина-
Рк = С10"' fe	+&.] бар> (кг/см2)
А
где А - площадь рабочей поверхности плунжера(поршня), см2 (по величине d х
es и данным таб.7.1.
9.	0бъем масла, поступающего в цилиндр при полном выдвижении штока
6* = &, дм3,	(7.41)
где Qc - удельный объем масла на 1 метр хода штока, дм3/м (таб.7.1);
- полный ход штока, м
11.	Объем масла, остающийся в цилиндре при задвинутом штоке
е/г=ег-^,дм3,	(7.42)
где Qr -удельный объем заполнения цилиндра на 1 метр хода штока, дм3/м
(таб7.1)
12.	Общая масса гидроцилиндра
Qtp = Qpo+Qpl 	, кГ,	(7.43)
где Qpo-постоянная часть массы гидроцилиндра, кГ; Qp\- дополнительная
масса гидроцилиндра на 1 метр хода штока, кГ/м( рис.7.5).
184
13.	Масса цилиндра без штока
Qtcyl = Qtp-Quj ,кГ	(7.44)
14.	Масса масла при полном выдвижении штока.
Qtl = [(Qr+Qc) —JZ.kT,	(7.45)
где / - 0,88,кг/дм3 - плотность рабочей жидкости на основе минерального мас-
ла.
Отверстие для подачи масла в цилиндр располагается в месте, удобном для об-
служивания, в непосредственной близости от головки гидроцилиндра
15.	Расчет стакана гидроцилиндра на прочность.
Методика расчета изложена выше в разделе 3.
Аналогичным методом производится расчетное обоснование параметров и вы-
бор размеров телескопических гидроцилиндров с использованием соответствующих
графиков и таблиц (CD диск Technical Guide GMV).
с воздушная
пробка
Lt
размер с втянутым штоком с ход штока 4 LI [ мм ]
		Sv-: 0Р»<:-’		шш				U	L^.J		'5 <	< £ /.♦•••• ’.’о;		
Ж:?	ШуЯЖ							... . <•" : " ' /5	*	. . . ’	-°					IW	
	1: 7^	101,6	3,6	125	120	335	250	135	205	46	М 30	14	16
		114,3	4,0	131	130	335	250	135	205	46	М 30	16	20
	>. zzz <	• >												24
	ВЙЙ	114,3	4,0	150	130	335	250	135	205	46	М 30	21	21
													25
													32
		133	4,5	158	152	335	250	135	205	46	мзо	28	25
													30
													38
	оя	139,7	4,5	167	160	335	250	135	205	46	мзо	32	27
													33 41
	ого	159	5,0	191	180	340	255	140	215	46	М 30	43	33
													39
	ЙйЖ												49
' Т /	•f * уЛ	159	5,0	191	180	340	255	140	215	46	М 30	44	34
	> »*>*$! 	 42												40 52
		177,8	5,6	217	200	340	255	140	215	46	мзо	50	40
													47
													59
		193,7	5,9	242	220	340	255	140	215	46	мзо	74	49
	11	|.и).и-1НГТ ;У-::10:г												62
А1Й ‘J		244,5	8,0	272	273	365	270	165	260	80	М 60x3,5	80	90
. 20О	> . 'zt*	'Iw?.'	273	10,0	298	298	365	270	165	260	80	М 60x3,5	87	112
	•да	323,9	12,5	354	420	365	270	165	260	80	М 60x3,5	230	180
Рис.7.5. Установочные размеры одноступенчатого гндроцнлнндра
185
7.5.	Определение параметров силового оборудования.
Силовое оборудование гидроагрегата характеризуется величиной установленной
мощности электропривода, производительностью насоса, необходимой емкостью бака
и величиной гидростатического давления рабочей жидкости. На основе этих данных
можно выбрать подходящий тип гидроагрегата с соответствующей гидравлической
системой управления по каталогам многочисленных зарубежных фирм, производящих
гидравлические лифты.
Мощность электродвигателя привода насоса определяется при максимальном
гидростатическом давлении, соответствующем подъему груженой кабины в верхней
части шахты ( см. раздел 7.3 ,нагрузка штока Т2).
В каталогах фирм производителей указывается величина мощности с учетом
расчетной величины динамических потерь статического напора в гидросистеме, не
превышающих 7 бар.
Выбор силового оборудования производится по данным специальных таб-
лиц(таб.7.2 и таб.7.3). Данные таб.7.2 соответствуют электроприводу насоса от 2 -х по-
люсного асинхронного двигателя 3-х фазного переменного тока при частоте питающей
сети 50 Гц.
Таблица 7.2 Параметры силового оборудования гидроагрегата
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НАСОСА, л I «пн
		25	30	35	43	55	75	100	12$	150	180	210	250	300	360	430	500	600	
ДИАМЕТР ПОРШНЯ, мм	50	0,20	0,26	0,30	0,36	0/5	0,61	0.85	1,00						‘ -				< !
	60	0,14	0,17	0,20	0,25	0,30	.0,42 | 0,60		0,70	0,85	1,00								СКОРОСТЬ ПОРШНЯ, м / с
	70	0,10	0,13	_0,_15_ 0,11	0,18	0,22	0,31 I 0,42		0,52.	0,61	0,73	о,9о	1,00						
	80	0,08	0,10		0,14	_Р,17 0,13	0,25 0,15	0,31	0,40	0,47	0,58	0,67	0,80	1,00					
	90	0,06	0,08	0,09	0,10			0,26 0,20	0,26	0,37	0,44	0,52 0,43	0,60	0,75	№. 0,73				
	100	0,05	0,06	0,07	0,09.	0,10				0,31	0,37		0,52	0,62		0,90 ( <00			
	110		0,05	0,06	0,07	0,09	0,12	0,17	0,20	0,25	0,31.-	0,36	0,43	0,51	0/62	0,75	0<85	1,00	
	ISO			0,05	0,06	0,08	0/0	0,15	0,18	0,20	0,25	0,31	0,36	0,43	0,52	0,62	0-73	0,90	
	130				0,05	0,06	0,09	0,12	.0,15	0,18	0,21	0,26	0,31	0,37	0,45	0,52	0,62	0,75	
	150					0,05	0,06	0,09	0,10!	0,13	0/5	0,20	0,23	0,27	0,31	0,40	0,47	0,56	
	180						•	0,06	0,07	0,08	0(10	0,13	0,16	0,20	0,24	0,28	0,31	0,39	
	200								0,06	0,07	0,08	0,10	0,13	0,15	0,18	0,22	0,26	0,31	
	. 238									0,05	0t06'	0,07	0,09	0,10	0,13	0,16	0,18	0,22	
МАКСИМАЛЬНОЕ СТАТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ, бар	20 :														.-‘.А':.:			о	1
	21-				В				/. m	1П	Н  г*		*п	. -*	—		о S		чГ	
	22					чГ		*		О **		*•			S’	а		О» ©<	
	23			S		С?	. 1	L.	.. .					8				Г****?	 О **		
	24							L		•			... _л.						
	25							W	i			Г •	ч т-	Ci				- о- «Л а	
	26	-	о<				*	5			I ю	й		СО	t -Д-.	?		чГ	
	27				1 .						V*	’Ci ’							1 а
	28	S						I	г*			I				о* сч			
	29	с*						I	j	<>		о см			л				
	30 :							I				г?			-Л-		 ел	л	
	31							I	•		! 5		< Эл	о п			S	ч>	L. S
	32							«п  о	m		-<•		:'5\'	У d	? б-:-: - S'-			з*	Ю j О 1 о.
	33					•о			й	уу						'  о *			
	34			сь	*	«г	со									е ; 		.т. 				1-			£ ш
	35						V?				Я j	. 1П					г		-	
	36				J							е «г _					Л		О i о S
	37								s' ’		чг " V*	Ъ. оэ	1 о.					s	
	38							. W.		V* АЛ... .	; 1								
	' 39									а			 . . .	$	* '.	Г ’ -		ю—	
	40/			—												L в			
	41	а:					о	ГТ г* 					а				?г					
	, 42			- £ -	—-	аз	г*	"1	I о о   ' С4			ч.	... О	Л' -О- -	...	чГ м —		о	58,8/80 			
	43		и			ч  Ш"*	г*		г*		«	S 					* •			
	44								И				<3				"Г- •г*		
	45		чГ											 				•		।
		25	30	35	43	55	75 1 100 i 125 I 150 180					210	250	300	360	430 i 500.		600	
186
Удельные потери, приведенные в таб.7.3, рассчитаны применительно к рабочей
жидкости с кинематической вязкостью 150 сСт.
Таблица 7.3 Потери давления в трубопроводе
d мм	стальные трубы		гибкие шланги			
	I	. 042	В МНЯ ЖйЖйй	' 3g 1®4 Щ	? /ЖдГ* 	2“
	0,022	0,011	0,043	0,018		t 1
Ыай	0,028	0,013	0,054	0,022	0,011	
	0,033	0,016	0,065	0,026	0,013	
	0,039	0,019	0,075	0,031	0,015	
	0,048	0,023	0,093	0,038	0,018	
55	0,061	0,029	0,118	0,048	0,023	
. ."75	0,083	0,040	0,162	0,066	0,032	0,010
: <оо	0,111	0,053	0,215	0,088	0,043	0,013
	0,138	0,067	0,269	0,110	0,053	0,017
	0,166	0,080	0,323	0,131	0,064	0,020
ши	0,199	0,096	0,388	0,158	0,077	0,024
МЫй	0,232	0,112	0,452	0,184	0,089	0,028
1ЙЙ	0,277	0,133	0,538	0,219	0,106	0,034
> ’Хзобй 	0,332	0,160	0,646	0,263	0,128	0,040
360 '	0,398	0,192		0,316	0,153	0,048
			0,229		0,377	0,183	0,058
					0,213	0,067
1						0,081
Рассмотрим типовую методику обоснования параметров силового оборудования
лифта с одноступенчатым гидроцилиндром и без противовеса, рекомендуемую фирмой
GMV.
Расчет ведется при следующих исходных данных:
тип гидроцилиндра, параметр штока - d х es, ход штока - Lp, см;
статическое давление жидкости при загруженной и порожней кабине, бар;
расчетная скорость подъема кабины, м/с;
тип используемого электродвигателя, напряжение и частота переменного тока
питающей силовой сети;
параметры трубопровода: длина и диаметр стальной трубы и гибкого шланга;
Порядок расчетного обоснования параметров силового оборудования.
1.	Расчетная скорость движения поршня гидроцилиндра
Ks=-^-Z,m/c,	(7.45)
U м
где И, - скорость кабины и расчетная скорость штока, м/с; Z,U м ~ число
гидроцилиндров и кратность канатного мультипликатора.
2.	Расчетная производительность насоса
Производительность насоса( QH, л / мин ) определяется по таб.7.2 с учетом
диаметра поршня d и скорости Vs.
3.	Расчетная мощность электродвигателя привода насоса
Мощность двигателя /Уд определяется по таб.7.2 и величине максимального
статического давления Pq [JAty при полностью загруженной кабине и производи-
тельности QH .
4.	Расчетная величина динамических потерь статического напора
187
Др = pm + pvc + Y	+ pt. бар,	(7.46)
где у = 0,88 плотность рабочей жидкости, кГ / дм3; НР- пьезометрическая вы-
сота (между точкой подсоединения трубопровода к цилиндру и зоной всасывания на-
соса), м;
рт «1,5 - потери, связанные с преодолением сил трения, бар; pvc «1,5 - потери
в клапане предотвращения падения кабины(у головки гидроцилиндра), бар; pt - поте-
ри в трубопроводе между гидроцилиндром и гидроагрегатом, бар.
Величина потерь в трубопроводе рассчитывается с учетом данных таб.7.3
pt= &ст '^ст + ^гы * гш » бар,	(7.47)
где КСТ,КГШ - коэффициент потери статического напора в стальной трубе и в
гибком шланге, бар / м (таб.7.3); ^ст^гш - соответственно, длина стальной трубы и
шланга, м.
При наличии в трубопроводе колена с углом 90° дополнительные потери стати-
ческого напора учитываются увеличением расчетной длины соответствующего участка
трубопровода на 1 м
5.	Проверка правильности выбора внутреннего диаметра стальной трубы и гиб-
кого шланга
Если величина внутреннего диаметра стальной трубы и шланга выбрана пра-
вильно, должно выполняться условие
Др <7 бар	(7.48)
Если условие (7.48) не выполняется, необходимо увеличить внутренний диаметр
всех участков трубопровода.
6.	Проверка достаточности величины, принятой по таб.7.2 мощности двигателя
Условие необходимой достаточности мощности двигателя насоса
NH>Ny	(7.49)
где N - расчетная мощность гидропривода, определенная по формуле (7.32).
7.	Полезная емкость бака гидроагрегата
И£=1,1е/с,дм3,	(7.50)
где Qtc - объем масла, поступающего в цилиндр при полном выдвижении што-
ка, дм3 (7.41).
8.Выбор типа гидроагрегата из каталога типовых моделей
Выбор типа гидроагрегата производится на основе полученных расчетных дан-
ных параметров двигателя, насоса и необходимой емкости бака по каталогу фирмы (см.
таб.4.1).
Если установленная мощность электропривода гидроагрегата превышает 11 кВт,
рекомендуется использовать ту или иную систему плавного разгона ротора, ограничи-
вающую пусковые токи.
Марка и характеристики рабочей жидкости должны соответствовать рекомен-
дуемым фирмой, поставляющей соответствующее гидравлическое оборудование !
Для решения вопросов, связанных с настройкой системы управления лифта и
обеспечения нормального теплового режима работы гидрооборудования, целесообраз-
но произвести расчет теплового баланса и величины смещения штока гидроцилиндра,
связанного с изменением температуры и давления рабочей жидкости(см. раздел 2 и 4).
188
7.6.	Расчет смещения штока при изменении давления и температуры рабочей
жидкости
Увеличение нагрузки штока гидроцилиндра сопровождается сжатием и умень-
шением объема рабочей жидкости в цилиндре и трубопроводе на участке до клапана
спуска. Это изменение объема главным образом связано с наличием растворенного в
рабочей жидкости воздуха(раздел 2).
Величина смещения штока, связанного с изменением гидростатического давле-
ния рабочей жидкости при изменении загрузки кабины рассчитывается так
д = Ко,^ДР..1ООО>см>	(7.51)
А
где А - площадь поршня, см2 ; fl = 0,00007 -г- 0,00009 - коэффициент сжатия ра-
бочей жидкости, см2 / даН; Ар = pQ -рк - изменение давления при загрузке кабины
расчетным грузом, бар( даН / см2); Ио - начальный объем в цилиндре и трубопроводе
при верхнем положении порожней кабины, дм3.
Знак величины смещения штока определяется характером изменения нагрузки.
Так, увеличению нагрузки кабины будет соответствовать знак “ - ”, а уменьше-
нию-знак “ + ”.
Начальный объем рабочей жидкости рассчитывается по формуле
-Vcy\'^-^Vt = Vcy\"^--^Vtcm*tcm^Vut -^гш,дм3,	(7.52)
0 z им л им
где Vtct ,Vtet -объем жидкости на 1 метр длины стальной трубы и гибкого
шланга, соответственно, дм3 / м; £ст, £гш - длина стальной трубы и гибкого шланга, м;
Усу1~ объем масла в цилиндре при выдвижении штока на 1 м, дм3(таб.7.4 и 7.5).
Величина смещения штока, связанная с изменением температуры рабочей жид-
кости, рассчитывается так
Ил • а • А/
а = —------1000, см,	(7.53)
А
где	а = 0.0009°С"1 -коэффициент объемного температурного расширения
жидкости;
А/ - изменение температуры рабочей жидкости, ° С.
Таблица 7.4. Площадь поршня и объем жидкости, необходимый для перемещения
штока одноступенчатого гидроцилиндра на 1 м
	m....				ЙМ			ймн?	же	не?	ИЖЙ	нш	вм
		7,00	8,87	8,87	12,08	13,42	17,44	17,44	21,80	25,99	41,01	50,27	70,17
7- '£• :.у''		28,27	38,48	50,27	63,62	78,54	95,03	113,10	132,73	176,71	254,47	314,16	444,88
Таблица 7.5. Объем жидкости на 1 метр длины трубопровода
							
			1 -ШИ			яи	в! I
 '"М?		0,71	1,02	0,51	0,79	1,14	2,03
Знак величины смещения зависит от характера изменения температуры. Увели-
чению температуры соответствует знак “ + ”, а уменьшению - знак “ - ”.
189
Смещение уровня пола кабины при наличии канатного мультипликатора опре-
деляется с учетом его кратности
ак =a UM , см.	(7.54)
7.7.	Расчет теплового баланса
Расчет ведется для усредненных условий работы и вентиляции помещения гид-
роагрегата (температура обычно не выше 30° С). Тем не менее, для различных темпера-
тур машинных помещений в диапазоне от 20 до 40° С, допустимое число включений
лифта в час может отличаться примерно на 2%.
В процессе расчета теплового баланса должно учитываться общее число вклю-
чений лифта в час при движении вверх и вниз.
Число включений электродвигателя насоса в час принимается равным половине
числа включений лифта при движении кабины на подъем и спуск.
Исходные данные для расчета теплового баланса: грузоподъемность кабины,
масса кабины, расчетный путь перемещения кабины, требуемое по условиям примене-
ния число включений в час и рабочая температура в машинном помещении.
Допустимое, по условию нагрева рабочей жидкости, число включений лифта в
час определяется в зависимости от используемой гидравлической системы управления.
Так, например, для обычной системы управления с блоком клапанов GMV
3010EN расчет допустимого числа включений лифта в час рекомендуется вести по
формуле:
Для гидроагрегата с электронной гидравлической системой управления GMV
3100ER
п =	+ А+ . 23025 • R,	(7.56)
(Q + Qk\Lc
где Я ~ 1 - (тА - 30) • 0,02 - корректирующий коэффициент (20 < ТА < 40° С );
ТА - температура в машинном помещении, 0 С; N - расчетное число включений
лифта в час; Lc - расчетный путь перемещения кабины, м; Q>QK - грузоподъемность
и масса кабины лифта, кГ; At - коэффициент теплообмена гидроагрегата(по таб.7.6);
А2 - коэффициент теплообмена гидроцилиндра(по таб.7.7); А3 - коэффициент тепло-
обмена трубопровода (по таб.7.8).
Таблица 7.6. Коэффициент теплообмена для гидроагрегата
коэфф.	тип бака					
				1ОВ	iiei	вши
	1 5,7	7,5	16	24	32	52
Таблица 7.7. Коэффициент теплообмена для гидроцилиндра
коэфф.	диаметр поршня, мм												
	Safe	60	'.-:7оИ		: 90		НЮ			 вш?	; 180	=" ш	ИВ®
- : АГ"	4,05	4,80	5,40	5,40	6,30	6,60	7,50	7,50	8,40	9,15	11,55	15,30	16,34
190
Таблица 7.8 Коэффициент теплообмена для трубопровода
					•=	"	’ Ч. . .	
коэфф.						
	1МШ8		«39x2,5(351)	<езвх4(з85)		
	1,31	1,41	1,65	1,79	1,98	0,52
Если расчетное число включений лифта в час N >п, необходима установка
теплообменника.
Необходимая мощность теплообменника рассчитывается в зависимости от
используемой гидравлической системы управления.
Так, для гидроагрегата с блоком клапанов GMV 3010EN
с = (£С . 3,5). (g.fo ).(«-,) т
431
Для гидроагрегата с электронной гидравлической системой управления GMV
3100ER
С =	, Вт	(7.78)
431
Количество тепла, которое нужно рассеивать в теплообменнике, можно опреде-
лить из соотношения 1 кКал/час = 1,162 Вт.
191
8.	КАБИНЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЛИФТОВ
8.1.	Назначение, общие положения и основные требования.
Кабиной лифта, независимо от типа привода, называется закрытое грузонесущее
устройство, предназначенное для транспортировки пассажиров и грузов.
Обычно под кабиной гидравлического лифта подразумевается закрытое прост-
ранство купе и несущая металлоконструкция, на которой крепятся узлы оборудования,
поддерживающие ее и придающие ей движение посредством гидроцилиндров прямого
действия или с канатным мультипликатором.
Наряду с этим, кабина оборудуется рядом устройств, обеспечивающих комфорт-
ность условий транспортировки и гарантирующих безопасность применения лифта.
Поскольку речь идет о той части лифта, которая находится в непосредственном
контакте с пользователями, и по его внешнему виду, скорости, плавности хода и точно-
сти остановки судят о самом лифте, все лифтостроительные фирмы уделяют этим аспек-
там большое внимание.
Конструкция кабины лифта должна отвечать необходимым техническим требова-
ниям и в то же время обладать достойными эстетическими и архитектурными характе-
ристиками.
С технической точки зрения, с учетом эстетического фактора, конструкция каби-
ны в общем должна обеспечивать высокую прочность и жесткость, бесшумное движе-
ние, отсутствие вибрации и в то же время должна иметь минимальную массу, посколь-
ку от неё существенно зависит нагрузка и необходимая мощность гидропривода.
Лифты могут оборудоваться непроходными и проходными кабинами в зависимо-
сти от планировки и назначения соответствующего здания или сооружения.
Проходная кабина отличается наличием двух закрываемых дверей, расположен-
ных на ее противоположных сторонах, или под прямым углом.
Непроходная кабина оборудуется только одной дверью ( не считая аварийной
двери для перехода из кабины одного лифта в другой, которые размещаются в одной
шахте).
Конструкция кабины и установленные в ней устройства и оборудование должны
отвечать требованиям безопасности, комфортности условий транспортировки пассажи-
ров и пожаростойкости.
Оборудование кабины должно иметь низкую виброактивность в широком диапа-
зоне частот.
Между головкой штока гидроцилиндра или канатной подвеской и каркасом, меж-
ду каркасом и купе устанавливаются амортизаторы для снижения шума и вибрации в са-
лоне кабины.
Неблагоприятное воздействие вибрации на организм человека зависит от часто-
ты и амплитуды колебаний.
Допустимая величина амплитуды колебаний в кабине лифта не должна превы-
шать следующих значений[ 6 ]:
амплитуда колебаний, мм частота колебаний, Гц
0,1 - 0,2	3-5
0,005	16
0,003	32
192
Основные требования к конструкции кабин лифтов отражены в ПУБЭЛ [ 19] и в
европейском стандарте EN81-1/2 [ 20 ].
Внутренняя высота салона кабины должна быть не менее 2 м.
Полезная площадь пола кабины должна соответствовать ее грузоподъемности
для исключения возможности перегрузки. Это требование должно выполняться даже в
лифтах с эффективной электронной системой контроля загрузки.
Максимальная полезная площадь пола кабины должна определяться в зависимо-
сти от номинальной грузоподъемности по таб. 1 ПУБЭЛ или таб. 1.1 стандарта EN81-1/2.
Содержание последней приводится в таб.8.1.
Таблица 8.1. Зависимость максимальной величины площади пола кабины от но-
минальной грузоподъемности лифта (EN81-1/2)
Номинальная масса груза, кГ	Максимальная полезная площадь, м2	Номинальная масса груза, кГ	Максимальная полезная площадь, м2
100*	0,37	900	2,20
180**	0,58	975	2,35
225	0,70	1000	2,40
300	0,90	1050	2,50
375	1,10	1125	2,65
400	1,17	1200	2,80
450	1,30	1250	2,90
525	1,45	1275	2,95
600	1,60	1350	3,10
630	1,66	1425	3,25
675	1,75	1500	3,4
750	1,90	1600	3,56
800	2,00	2000	4,20
825	2.05	2500**	5,00
*	минимум для одного человека; *	* минимум для лифта на двух человек; *	** свыше 2500 кГ добавлять по 0,1 6 м2 на каждые последующие 100 кг. Для промежуточных значений нагрузки площадь определяется методом линейной интерполяции.			
Для промежуточных значений нагрузки площадь определяется методом линей-
ной интерполяции.
Вместимость кабины может определяться:
1)	либо по формуле:
£=77-,	(8.1)
с округлением до ближайшего целого числа;
где Qn - масса 1 пассажира, принимается по EN81-1/2 равной 75 кГ, а в России -
80 кГ.
2)	либо по таб.8.2
Из двух вариантов выбирается тот, который дает меньшую величину.
7 - 5771
193
Таблица 8.2 Зависимость вместимости кабины от площади пола
Число пас- сажиров	Минимальная полезная площадь, м2	Число пас- сажиров	Минимальная по- лезная площадь, м2
1	0,28	И	1,87
2	0,49	12	2,01
3	0,60	13	2,15
4	0,79	14	2,29
5	0,98	15	2,43
6	1,17	16	2,57
7	1,31	17	2,71
8	1,45	18	2,85
9	1,59	19	2,99
10	1,73	20	3,13
Свыше 20 пассажиров следует добавлять по 0,11 следующего			5 м2 на каждого по-
Ниши и расширения, высотой даже менее 1 м, защищенные или не защищенные
разделяющими дверями, допускаются, если их площадь учитывается при расчете мак-
симальной полезной площади пола кабины(по таб.8.1).
Нагрузка кабины должна контролироваться специальным устройством, срабаты-
вающим при перегрузке на 10%, но не менее, чем на 75 кГ.
Для грузопассажирских лифтов сохраняются аналогичные требования относи-
тельно максимальной величины площади пола кабины, однако при расчете конструкции
на прочность следует учитывать не только номинальную нагрузку, но и силу тяжести
массы погрузо-разгрузочных средств напольного транспорта, которые могут въезжать в
кабину.
Входные проемы кабины должны оборудоваться дверями с блок-контактами, ис-
ключающими возможность её движения при открытых створках.
Под порогом каждой кабинной двери должен устанавливаться фартук, вертикаль-
ная часть которого должна заканчиваться скосом с углом наклона к горизонту не менее
60°. Проекция скоса на горизонтальную плоскость должна составлять не менее 20 мм,
тогда как высота вертикальной части фартука должна быть не менее 0,75 м.
Конструкция пола, потолка и ограждений кабины должна обладать достаточной
прочностью и жесткостью, чтобы выдерживать внешние нагрузки в нормальном рабо-
чем режиме, в режиме ревизии с размещением персонала на крыше; при срабатывании
ловителей или при посадке на буфер.
Стены ограждения кабины должны выдерживать поперечное давление изнутри
силой в 300 Н, равномерно распределенной по круглой или прямоугольной поверхнос-
ти площадью 5 см2. При этом не должно быть остаточных деформаций, а упругий про-
гиб не должен превышать 15 мм.
Для ограждения купе кабины можно использовать высокопрочное многослойное
стекло, отвечающее требованиям безопасности. Если остекление кабины начинается
ниже 1,1 м от уровня пола, необходима установка прочного поручня на высоте 0,9 - 1 м
с независимым от стекла креплением.
Конструкция ограждения купе не должна изготавливаться из материалов, пред-
ставляющих опасность для организма человека из-за повышенной воспламеняемости
или из-за характера и количества выделяемых испарений( асбест, фенолосодержащие
синтетические материалы и т. п.).
194
Кабина со сплошными дверями должна оборудоваться вентиляционными отвер-
стиями вверху и внизу кабины, общей площадью не менее 1% от полезной площади по-
ла.
Кабина должна иметь стационарное освещение, гарантирующее освещенность
не менее 50 люкс на уровне пола и на кнопках управления.
8.2.	Конструкция кабины
Мировой рынок лифтовой продукции представляет заказчикам широкий спектр
конструктивных вариантов кабин, отличающихся дизайном, качеством отделки и архи-
тектоникой.
Большой популярностью пользуются кабины обзорного типа с частичным или
практически полным остеклением, которые перемещаются в нишах наружных стен зда-
ния или в сборных металло-каркасных шахтах со сплошным остеклением.
Примером может служить обзорная кабина гидравлического лифта с симметрич-
но расположенными гидроцилиндрами прямого действия, установленного на фасадной
части малоэтажного здания (рис.8.1).
Дизайн обзорной кабины во многом зависит от назначения, архитектурного ре-
шения конструкции здания и характера размещения лифта.
На рис.8.2 приведен вариант конструкции обзорной кабины лифта, установлен-
ного в полузакрытой шахте наружной стены здания.
Конструктивное исполнение обзорных кабин отличается большим разнообрази-
ем как по дизайну и внешней отделке, так и по конфигурации в плане (рис.8.3).
Рис.8.1 Общий вид фасадного
лифта с обзорной кабиной
Рис.8.2 Схема установки гидравличес-
кого лифта с обзорной кабиной в полу
закрытой шахте наружной стены зда-
ния
7*
195
Рис.8.3 Схемы конфигурации обзорных кабин гидравлических лифтов в плане
Рис.8.4 Схемы лифтов с консольной установкой
кабины: а - с гидроцилиндром прямого действия; b
- с канатным мультипликатором; b, d - варианты рас-
положения дверей
Применение гидравличес-
ких лифтов с консольной установ-
кой купе на раме кабины открывает
широкие возможности для удовле-
творения разнообразных пожела-
ний заказчиков относительно
внешнего вида и характера распо-
ложения дверей.
Такое конструктивное реше-
ние повышает конкурентоспособ-
ность гидравлических лифтов на
фоне усиливающегося прессинга
со стороны производителей элект-
рических лифтов без машинных
помещений.
На рис.8.4 приведены конст-
руктивные схемы лифтов с гидро-
цилиндром прямого действия и с
канатным мультипликатором, ил-
люстрирующие такую возмож-
ность.
Конкурентная борьба на
рынке лифтовой продукции, стрем-
ление к снижению стоимости и по-
вышению технологичности конст-
рукции приводит к появлению раз-
личных вариантов конструкции ка-
бин.
Основу конструкции кабины
составляют стальной несущий кар-
кас, который с помощью специаль-
196
ного опорного устройства надежно соединен с головкой штока гидроцилиндра или с ка-
натной подвеской мультипликатора.
Каркас с помощью скользящих или роликовых башмаков центрируется на жест-
ких направляющих, которые исключают заметные поперечные колебания кабины и га-
рантируют постоянство расстояний между движущимися и неподвижными частями
лифта в шахте.
В нижней или верхней части каркаса, в непосредственной близости от башмаков,
могут быть смонтированы ловители, по одному или по 2 с каждой стороны кабины.
В лифтах с подъемными гидроцилиндрами прямого действия ловители могут не
устанавливаться, так как их роль выполняют специальные гидравлические или механи-
ческие устройства безопасности, плавно останавливающие кабину или обеспечиваю-
щие её опускание на нижний этаж с безопасной скоростью.
Ловители или другие средства безопасности включаются автоматически и затор-
маживают кабину относительно направляющих при аварийном превышении скорости
движения, надежно фиксируя ее неподвижное состояние.
В нижней части каркаса кабины должны предусматриваться прочные опорные
поверхности, необходимые для взаимодействия с упорами или буферами в приямке при
аварийном проходе кабиной уровня нижней посадочной площадки.
На каркасе жестко или через амортизаторы устанавливается купе кабины.
Пол кабины жестко связан с конструкцией купе или служит грузовой платформой
устройства контроля нагрузки, смонтированного на раме каркаса.
В современных конструкциях гидравлических лифтов кабины имеют неподвиж-
ный пол, а контроль загрузки производится с помощью электронных датчиков, установ-
ленных между каркасом и купе кабины или в канатной подвеске мультипликатора.
Передняя часть купе оборудуется закрываемыми дверями той или иной конструк-
ции с устройствами, исключающими возможность движения кабины при открытых
створках.
При наличии автоматических дверей их привод устанавливается на специальной
раме, связанной с потолочной конструкций купе (колпаком купе), в которой обычно
монтируются светильники.
И сама кабина, и ее рама изготовляются из отдельных элементов, которые долж-
ным образом соединяются между собой, образуя, как уже говорилось, прочную и жест-
кую конструкцию.
В настоящее время имеется тенденция, определяемая, главным образом, требова-
ниями пожаробезопасности, выполнять купе кабины из металла, а не из дерева, которое
вследствие своей легкости широко использовалось в прошлом.
Отмечается также устойчивая тенденция перехода к сборным конструкциям из
тонкостенных профилированных панелей и комбинированным решениям с использова-
нием высокопрочного стекла для кабин обзорного типа(рис.8.5).
Кабина состоит из пола, стенок ограждения, потолка и двери (или дверей).
Пол обычно состоит из стального кольцевого профиля прямоугольной или круг-
лой формы, сечение которого определяется грузоподъемностью лифта и размерами ка-
бины.
К кольцу приваривается стальной лист, который является полом кабины.
Для уменьшения толщины листа и увеличения жесткости используются гнутые
или прокатные профили, которые на определенном расстоянии привариваются снизу к
кольцевой конструкции.
197
Рис.8.5 Конструкция купе обзорной
кабины с частичным остеклением
В пассажирских и грузопассажирских лиф-
тах на стальной лист накладывается линолеум
или другой аналогичный материал, цвет которого
гармонирует с цветом облицовки стен.
В грузовых лифтах, в которых не требуют-
ся особые эстетические характеристики, исполь-
зуется лист рифленого типа.
Стены купе лифтов обзорного типа имеют
жесткий каркас из гнутого стального или алюми-
ниевого профиля с надежно закрепленными пане-
лями из многослойного высокопрочного стекла.
В обычных лифтах массового применения
ограждение купе состоит из стальных листов или
экструдированного алюминия: как правило, в
первом случае листовой металл окрашивается
термостойким лаком с последующей горячей
сушкой или покрывается декоративными панеля-
ми из негорючих материалов.
Потолок также состоит из листового ме-
талла и обычно имеет ребра с тем, чтобы он мог
выдерживать вес персонала в режиме ревизии
или выполняющего ремонтные работы, и обладал достаточной жесткостью, необходи-
мой для надежного функционирования привода автоматических дверей.
К потолку и к верхней части стенок прикрепляются отражатели света или анало-
гичные устройства, в которые вставляются лампочки и которые обеспечивают рассеян-
ное освещение всей кабины. Для этого внутренняя поверхность потолка красится в бе-
лый или другой светлый цвет.
Внутренняя отделка купе должна учитывать назначение лифта и специфические
особенности контингента пользователей. Так, в жилых зданиях массовой застройки
предпочтение следует отдавать антивандальным решениям и более практичной внут-
ренней отделке.
Отделка купе кабины пассажирских и грузопассажирских лифтов должна гармо-
нировать с окружающими помещениями и обеспечивать максимальный комфорт для
пассажиров во время их даже короткого пребывания в кабине.
Если же речь идет о лифтах главным образом грузового назначения, кабина име-
ет более строгий вид, хотя и не должна быть лишена элегантности.
Внутри кабины находится аппарат приказов пассажиров, индикаторные устрой-
ства и система связи с диспетчерской службой.
Интерьер купе кабины с металлическим ограждением представлен на рис.8.6.
Сборная металлическая конструкция купе является перспективным решением,
отражающим отечественный и зарубежный опыт. Применение тонкостенных панелей
из профилированного металла повышает технологичность и пожаростойкость конст-
рукции купе при некотором снижении веса кабины.
Повышению пожаростойкости способствует применение дверей специальной
конструкции с пожароустойчивым наполнителем.
Учитывая опыт происходивших в прошлом аварий, все лифты с кабиной снабже-
ны дверями, открывающимися внутрь или раздвигающимися в плоскости дверного
проема..
198
Рис.8.6 Внешний вид фрагмента ку-
пе кабины с металлическим ограж-
дением
В лифтах, предназначенных в основном
для перевозки пассажиров, вместо широко при-
меняемых в прошлом створок, открываемых
вручную, сегодня предпочтение отдается две-
рям, открывающимся автоматически.
В грузовых лифтах, поскольку загрузоч-
ный проем равен ширине кабины, применяются
двери, скользящие в вертикальном направлении
и состоящие из двух вручную открывающихся
панелей, двигающихся в противоположном на-
правлении. Могут также использоваться авто-
матические двери, особенно в тех случаях, если
двери имеют большие размеры и, следователь-
но, достаточно тяжелые. Поэтому нередко ис-
пользуются двери, состоящие только из одной
уравновешенной панели, с вертикальным от-
крыванием.
Кроме особых случаев, двери кабины из-
готавливаются из того же материала, что и купе
кабины.
Размеры кабины в плане определяют не-
обходимые размеры шахты лифта и зависят от
назначения и грузоподъемности лифта. Пред-
ставление о параметрах кабин гидравлических
лифтов дает таблица параметров, установленных европейским стандартом
EN81.2(ISO4190-1) (таб. 8.3).
Размеры кабин грузовых лифтов зависят от характеристик перевозимого матери-
ала, т. е. от его удельного веса.
Согласно нормам, действующим в настоящее время в Италии, значение номи-
нальной грузоподъемности лифта не должно быть меньше 150-кратной внутренней по-
верхности кабины в квадратных метрах.
8.3	Устройства контроля загрузки кабины
Горизонтальная рама каркаса кабины вместе с полом образует несущую конст-
рукцию грузовой платформы.
Кабины могут оборудоваться подвижными и неподвижными полами в зависимо-
сти от назначения лифта, наличия и особенностей конструкции системы контроля ее за-
грузки [6].
Неподвижные полы устанавливаются в кабинах грузовых, больничных лифтов и
в пассажирских лифтах с устройством контроля времени загрузки кабины или в тех слу-
чаях, когда применяемый метод контроля нагрузки не требует наличия подвижного по-
ла.
Металлическая конструкция неподвижного пола имеет защитное покрытие из де-
рева или синтетических материалов.
Устройство контроля загрузки пассажирского лифта с подвижным полом обычно
представляет собой грузовые или пружинные весы с одним или несколькими дискрет-
ными уровнями контроля нагрузки и соответствующими микропереключателями.
199
Таблица 8.3. Размеры кабины, шахты и машинного помещения гидравлических
лифтов
Наименование			Место установки лифта											
			жилые здания						Офисы, банки, гостиницы					
Грузоподъемость кг			320 (*)	4 (	00 *)	630		1000	630	800	1000	1250		1600
Каби- на	Ширина *	мм А		900	1100					1100	1350	1600	1950		
	Глубина D	мм		1000	1400					2100		1400	1750		
	Высота ,	мм п		2200						2200			2300		
Двери Каби- ны	Ширина г	мм Е		700	800					800			1	100	
	Высота „	мм F		2000						2000			2100		
	Тип		боковое открывание						центральное открывание					
			(**)	центр, открыва- ние										
Шахта	Ширина С Двери бок. откр.	мм	1400	1600										
	Двери центр, откр.		(2)	1800					1800	1900	2400	2600		
	Глубина D	мм	1600		1900		2600		2100	2300			2600	
При- ямок	Р	мм Vn< 0,40 м/сек.		1400						(2)					
	Vn< 0,63 м/сек.		1400						1400			1600		
	Vn< 1,00 м/сек.													
Го- ловка шахты	Нг	мм Vn<0,40 м/сек.		3600											
	Vn< 0,63 м/сек.		3600											
	Vn< 1,00 м/сек.		3700						Зр°	4200			4400		
Машинное помещение			2000x2000x2000						(**)					
Примечание: (*) - такие параметры не рассчитаны на пассажиров с ограниченной подвижностью;
(**) - лифт не соответствует стандарту.
200
Совершенствование систем контроля загрузки кабины лифта продолжается.
Отечественные и зарубежные производители лифтового оборудования продолжа-
ют поиск более простых решений задачи контроля загрузки кабины.
Широкое внедрение средств промышленной электроники и микропроцессорной
техники в лифтостроительной отрасли открывают возможности создания более про-
стых и надежных систем контроля загрузки кабины и контроля входного проема.
В гидравлических лифтах применяется система контроля загрузки кабины по-
средством датчика давления и электронной системы, обеспечивающей независимость
графика движения кабины от нагрузки. Эта система также позволяет исключать бес-
полезные остановки по попутным вызовам с этажных площадок, если загрузка кабины
близка к номинальной.
Наряду с рассмотренным, возможны и другие решения задачи: например, на ос-
нове применения тензорезисторов и соответствующей измерительной аппаратуры.
Примером может служить система контроля посредством датчиков, устанавлива-
емых между конструкцией горизонтальной рамы и купе кабины.
На рис. 8.7 представлена конструкция датчика такого типа и его габаритные раз-
При наличии микропроцессор-
меры.
Рис.8.7 Внешний вид конструкции датчика кон
троля загрузки кабины
ной системы управления такое устрой-
ство позволяет с высокой точностью
контролировать загрузку кабины на ос-
нове суммирования и обработки сигна-
лов 4 -х датчиков, установленных под
купе кабины, оперативно управлять
процессом разгона и замедления каби-
ны, обеспечивая точность остановки и
допустимое ускорение независимо от
загрузки кабины.
Наряду с контролем силы тяжес-
ти полезного груза кабины были по-
пытки создания систием контроля ко-
личества пассажиров посредством все-
возможных бесконтактных датчиков
контроля входного проема. Однако та-
кие системы не получили практическо-
го распространения по ряду причин
принципиального и технического ха-
рактера.
В недавнее время появились
весьма эффективные системы контроля
дверного проема на основе применения
импульсной инфракрасной техники
Вариант конструкции, получившей название “световой барьер”, представлен на
рис.8.8.
Инфракрасные излучатели и приемные фотодиоды располагаются в боковых
стенках купе или непосредственно в торцевой части створок дверей кабины так, что
обеспечивается контроль дверного проема до высоты 1710 мм.
201
Рис.8.8. Инфракрасная электронная система контроля дверного проема: а - схема действия
инфракрасного контроля дверного проема; b - установка оборудования системы инфракрасного
контроля
Сканирование дверного проема производится одновременно 94 инфракрасными
лучами с частотой 24 раза в секунду. Благодаря импульсному режиму работы система не
чувствительна к воздействию внешних источников света и солнечных лучей.
Надежность работы гарантируется в диапазоне температур окружающей среды
от-10 до + 60 °C.
Система светового барьера имеет транзисторный выход с быстродействием 3,6 м
сек. и релейный - 12,2 м сек. Сигналы системы контроля используются для автоматиче-
ского реверса створок дверей при наличии пассажира перед и между створками в мо-
мент их закрытия.
Предусмотрен дополнительный выход на систему управления работой лифта, ко-
торый можно использовать для контроля загрузки кабины. Выход схемы защищен от ко-
ротких замыканий.
8.4.	Каркас кабины лифта
Каркас кабины должен обладать достаточной прочностью и жесткостью, гаран-
тируя безопасную работу лифта в рабочих, испытательных и аварийных режимах сра-
батывания тормозных и стопорных устройств безопасности.
Традиционно, каркас кабины состоит из вертикальной и горизонтальной рамы.
Вертикальная рама обычно состоит из верхней и нижней горизонтальной балки,
жестко связанных вертикальными стойками.
Для глубоких кабин и кабин лифтов, загружаемых напольным транспортом, ха-
рактерно наличие подкосов, закрепляемых на расстоянии 1/8 - 1/10 глубины кабины,
считая от передней части горизонтальной рамы.
Конструкция каркаса собирается из стального проката или, в последнее время, из
специально изготовленных гнутых профилей. Применяются сварные и болтовые соеди-
нения.
202
Рис.8.9. Конструктивная схема каркаса
кабины лифта с двумя гидроцилиндрами
прямого действия
В нижней части каркаса предусматриваются опорные поверхности для взаимо-
действия с буферами в приямке шахты. С боковых сторон каркаса, в верхней и нижней
его части, устанавливаются башмаки.
Купе кабины устанавливается на горизонтальной раме каркаса с помощью про-
межуточных амортизирующих прокладок.
На раме устанавливаются устройства безопасности, если таковые имеются, (ло-
вители, стопорные устройства), на нее воздействует поршень (или поршни) и крепятся
канаты мультипликатора.
Рама каркаса может иметь разную форму в зависимости от типа установки, для
которой она предназначена, и от положения точки приложения подъемного усилия от-
носительно центра пола кабины.
В гидравлических лифтах применяются две основные схемы приложения подъ-
емной силы: центральное, совпадающее с центром пола и консольное (раздел 7).
Центральное расположение реализовано в лифтах с гидроцилиндром, установ-
ленным в яме под полом кабины и при расположении гидроцилиндров прямого дейст-
вия или с канатным мультипликатором по боковым сторонам кабины.
На рис.8.9 представлена конструктив-
ная схема каркаса кабины лифта с боковым
расположением двух гидроцилиндров прямо-
го действия. Аналогичная конструкция при-
меняется в лифтах с одним или несколькими
симметрично расположенными гидроцилин-
драми под полом кабины.
Нетрудно заметить, что конструкция
каркаса в этом случае ничем не отличается от
применяемой в лифтах электрических[ 6 ].
Гидроцилиндры расположены так, что
равнодействующая подъемная сила проходит
через центр пола кабины.
Каркас состоит из вертикальной рамы
с подкосами( при достаточно глубокой каби-
не), на нижней балке которой закрепляется
горизонтальная рама, на которую устанавли-
вается купе кабины. Для взаимодействия с
буферами приямка шахты на нижней балке
вертикальной рамы каркаса предусмотрены
соответствующие опорные поверхности.
Головки штоков гидроцилиндров с по-
мощью сферических самоустанавливающих-
ся опор соединяются с жесткой горизонталь-
ной рамой, закрепленной на нижней части
верхней горизонтальной балки каркаса.
Аналогичную симметричную форму,
при центральном приложении подъемной си-
лы, имеет каркас кабины с двумя располо-
женными по бокам гидроцилиндрами непрямого действия с канатными мультипликато-
рами (рис.8.10).
203
Отличие от предыдущей конструкции состоит в том, что воздействие подъемно-
го усилия осуществляется посредством канатов, закрепленных на нижней балке верти-
кальной рамы каркаса.
При этом, характер приложения подъемного усилия практически такой же, как и
в электрических лифтах выжимного типа.
При консольном, нецентральном приложении подъемного усилия гидроцилинд-
ры прямого действия или с канатными мультипликаторами располагаются с одной из
сторон кабины.
В лифтах с гидроцилиндром прямого действия металлоконструкция каркаса со-
стоит из прямоугольной вертикальной рамы, в нижней части которой консольно закреп-
ляется горизонтальная рама, на которой устанавливается купе кабины (рис.8.11).
Основу конструкции горизонтальной рамы составляют две расположенные по
бокам каркаса консольные балки трапецеидального вида с двумя или большим количе-
ством поперечных балок жесткости относительно небольшого поперечного сечения.
Рис.8.10 Конструктивная схема каркаса
кабины лифта с двумя гидроцилнндрами
непрямого действия с канатными муль-
типликаторами
Рис.8.11 Консольная конструкция каркаса
кабины с гидроцилиндром прямого
действия
204
С целью уменьшения веса поперечная жесткость каркаса в основном обеспечи-
вается двумя перекрестно установленными тягами с винтовым механизмом регулирова-
ния предварительного натяжения.
В лифтах с гидроцилиндрами непрямого действия каркас кабины отличается от
рассмотренного варианта наличием небольшой консольной балки для крепления кана-
тов мультипликатора, которая жестко связана с поперечными балками горизонтальной
рамы (рис.8.12).
Верхняя балка вертикальной рамы заменена небольшой горизонтальной пере-
мычкой с опорными стойками для болтового соединения с конструкцией потолка купе.
Поперечная жесткость вертикальной рамы обеспечивается, как и в предыдущем
случае, двумя перекрестными тягами.
Отклоняющие блоки установлены на головке штока гидроцилиндра в специаль-
Рис.8.12 Консольная конструкция
каркаса кабины с гидроцилиндром
непрямого действия и канатным
мультипликатором
ной раме с башмаками, скользящими по направ-
ляющим кабины.
Так как при наличии мультипликатора ка-
бина проходит больший путь, чем головка штока,
гидроцилиндр поднят над полом приямка по-
средством вертикальной опорной стойки. Такое
конструктивное решение позволяет исключить
необходимость в отдельных направляющих для
башмаков кабины и рамы канатных блоков муль-
типликатора (см. рис.8.10).
Общий вид сборной консольной конструк-
ции каркаса кабины представлен на рис.8.13.
Рис.8.13 Общий вид консольной конструкции кар-
каса кабины: 1 - боковые балки горизонтальной ра-
мы; 2 - опорный амортизатор крепления купе; 3 - вы-
ключатель контроля срабатывания ловителя; 4 - ры-
чаг; 5 - ролик нижнего башмака кабины; 6 - башмак
скольжения; 7 - роликовый ловитель резкого тормо-
жения; 8 - стойка вертикальной рамы; 9 - верхняя по-
перечная балка; 10 - кронштейны крепления купе; 11
- тяги поперечной жесткости
205
Верхние и нижние ролики башмаков 5 воспринимают поперечные нагрузки, свя-
занные со значительным смещением центра масс купе и груза относительно плоскости
направляющих. Торцевые поверхности башмаков 6 воспринимают поперечные нагруз-
ки в плоскости направляющей.
Независимо от конструкции гидравлического лифта в четырех углах вертикаль-
ной рамы каркаса кабины устанавливаются направляющие башмаки скользящего или
роликового типа, обеспечивающие прямолинейность траектории кабины и исключаю-
щие ее поперечное смещение.
Башмаки скольжения обычно имеют стальной корпус с пластмассовым вклады-
шем U-образной формы так, чтобы одновременно охватывать три рабочие поверхности
головки направляющей. Наличие пластмассового вкладыша и соответствующей систе-
мы смазки направляющей способствует снижению уровня шума и сил трения.
Конструкция башмака может обеспечивать поворот относительно горизонталь-
ной оси в процессе движения кабины, что позволяет ему следовать неровностям направ-
ляющих (Рис. 8.14).
В настоящее время, в связи с повышением точности монтажа и качества поверх-
ности головки направляющих, наметилась тенденция применения упрощенной конст-
рукции башмаков скольжения с пластмассовыми вкладышами без поперечной поворот-
ной оси.
Копирование неровностей обеспечивается поперечной податливостью материала
вкладыша (Рис.8.15).
Рис.8Л4 Конструкция башмака сколь-
жения с поперечной поворотной осью и
пластмассовым вкладышем
Рис.8.15 Конструкция башмака
скольжения с жесткой установкой
пластмассового вкладыша
Площадь опорной рабочей поверхности вкладыша башмака скольжения опреде-
ляется в зависимости от допускаемого контактного напряжения:
(8.2)
где Nc - сила нормального давления на опорную поверхность вкладыша(см. раз-
дел 7), Н; [<т]слу - величина допускаемого напряжения смятия материала вкладыша,
Н/см2([ст]ш = ЗОч-5О Н/см2 - для жесткого полимерного материала типа “капронит”).
В гидравлических лифтах с консольной установкой купе кабины направляющие
башмаки могут подвергаться значительным горизонтальным нагрузкам.
206
Для исключения повышенного износа вкладышей при повышенных нагрузках
обычно, кроме башмаков скольжения, устанавливаются также ролики или колеса с обо-
дом из полимерных материалов.
В этом случае, башмаки скольжения с пластмассовыми вкладышами частично
дублируют работу роликов и обеспечивают центрирование кабины, гарантируя постоян-
ство зазоров между тормозными поверхностями ловителя и головкой направляю-
щей(см. в качестве примера рис.8.13).
Ролики с ободом из полиуретанового эластомера широко применяются европей-
скими производителями гидравлических лифтов.
В таблице 8.4 приведен стандартный ряд типоразмеров роликов и опорных колес,
соответствующих стандарту ISO 2175, с полиуретановым ободом, выпускаемых фир-
мой АУО(Италия). Они сохраняют работоспособность в широком диапазоне изменения
температуры окружающей среды: от - 20 до + 80 °C.
Таблица 8.4 Основные параметры роликов и колес с ободом из полиуретана
Тип		Параметры			
		Диаметр	Ширина обода	Толщина обода	Расчетная нагрузка
		мм	мм	мм	Н
Art. 11	78x30	78	30	10,5	2500
	80x30	80	30	11,5	2500
Art. 14	98x30	98	30	6,5	2750
	100x30	100	30	7,5	2750
	123x30	123	30	8,0	3000
	125x30	125	30	9,0	3000
	125x40	125	40	6,5	3500
	148x40	148	40	8,0	5000
	150x40	150	40	9,0	5000
	150x50	150	50	9,0	8000
	200x40	200	40	10,5	8000
	200x50	200	50	9,5	11000
На рис.8.16 представлен общий вид конструкции роликов и колес фирмы AVO.
Рис.8.16 Конструкция роликов и колес башмаков с пулиуретановым ободом и эксцентрико-
вых осей: а - ролик типа Art 11: b -колесо типа Art 14
207
Регулировка начального зазора между поверхностью ролика и направляющей
производится за счет поворота эксцентрика оси ролика.
Высокая долговечность роликов с полиуретановым ободом гарантируется при ра-
бочей температуре от 10 до 30 °C и при окружной линейной скорости до 4 км/час.
В лифтах повышенной грузоподъемности вместо одного ролика применяется
парная балансирная установка роликов.
Диаметр и ширина обода ролика связаны условием контактной прочности:
np
Dp=TVl ~’см’	<83>
где Np - расчетная нагрузка ролика, Н; b - ширина обода ролика, см; [сг]смдопус-
каемое напряжение смятия материала обода, Н/см2( [сг]ш =20 4-30 Н/см2- для рези-
ны; [а]ш = 80 4-120 - для эластомеров).
8.5.	Прочностной расчет каркаса кабины
Размеры отдельных частей каркаса определяются, исходя из самых неблагопри-
ятных условий, которые могут возникнуть при нормальной работе движения и загрузки
лифта или при возникновении чрезвычайных ситуаций (посадка на буфер; срабатыва-
ние ловителей или стопорного устройства).
Расчет каркаса кабины гидравлического лифта с центральным приложением
подъемного усилия практически ничем не отличается от применяемого при проектиро-
вании электрических лифтов [ 6 ].
Определенную специфику имеет расчет металлоконструкций каркаса кабины ги-
дравлического лифта с консольной установкой купе (рис.8.11;.8.12 и 8.13).
Консольное расположение горизонтальной рамы и связанное с этим значитель-
ное смещение точек приложения внешних нагрузок, определяет весьма сложный харак-
тер напряженного состояния элементов каркаса как в нормальном рабочем, так и в ава-
рийных режимах.
Вопрос расчета каркаса консольного типа заслуживает специального рассмотре-
ния и весьма актуален в связи с рассмотренными выше преимуществами гидравличес-
ких лифтов такого типа, способных составить достойную конкуренцию лифтам элект-
рическим без машинных помещений.
Конструкция каркаса при строгом рассмотрении является многократно статичес-
ки неопределимой системой, требующей применения современных аналитических и
численных методов строительной механики.
Достаточно наглядную картину напряженно-деформированного состояния ме-
таллоконструкций каркаса консольного типа позволяет получить метод конечных эле-
ментов, реализованный в многочисленных прикладных компьютерных програм-
Max(Solid Works и др.).
Используя метод конечных элементов, по известным механическим характерис-
тикам деталей конструкции рамы каркаса можно определить внутренние силы, изгиба-
ющие и скручивающие моменты, а также деформации в контрольных точках.
На стадии предварительного проектирования, а также при проведении провероч-
ных расчетов можно использовать упрощенные методы, учитывающие физическую кар-
тину нагружения элементов конструкции каркаса кабины в различных расчетных режи-
мах[ 6 ].
При проведении прочностного расчёта каркаса уточненным или приближенным
208
методом важно определить величину эксцентрицитета положения центра масс кабины
и груза относительно центра пола кабины.
Положение центра масс кабины лифта зависит от конструкции купе и обору-
дования дверей. В общем случае, он может не совпадать с центром площади пола.
Что касается расчетного положения центра масс номинального груза, то сущест-
вует несколько подходов.
Если лифт предназначен для перевозки тележек или автомобилей, то следует при-
нимать во внимание их тип и размеры, а также учитывать предельные положения, кото-
рые они могут занимать внутри кабины, и нагрузки, оказываемые на разные элементы
конструкции при загрузке и разгрузке кабины.
При расчете каркаса кабины грузопассажирских и грузовых лифтов, загружае-
мых средствами напольного транспорта, приходится учитывать режим загрузки и исхо-
дить из предположения, что на порог кабины, по ее центру, действует сила тяжести, со-
ставляющая определенную долю от силы тяжести груза Рг.
Так, в европейском стандарте EN81-1/2 (G.2.4), величина силы, действующей на
центральную часть порога, принимается в зависимости от грузоподъемности, назначе-
ния лифта и способа загрузки в пределах от 0,5 до 0,85 Рг.
При расчете пассажирских и грузопассажирских лифтов обычно исходят из до-
статочно условных предположений о характере размещения груза.
В отечественной практике проектирования лифтов предполагается, что расчет-
ный груз равномерно распределен по треугольной площадке, составляющей 50% пло-
щади пола.
В этом случае эксцентрицитет положения центра масс груза смещен относитель-
но центра пола на 1/6 глубины и ширины кабины, соответственно, в продольном и по-
перечном направлениях. Аналогичного подхода придерживаются лифтостроительные
фирмы Италии.
Европейский стандарт EN81-1/2 исходит из предположения, что груз равномерно
распределен на 3/4 площади пола наиболее неблагоприятным для расчета способом. В
связи с этим величина смещения центра масс расчетного груза составляет 1/8 ширины
и глубины кабины( см. раздел 10).
В любом случае, при расчете усилий, оказываемых на отдельные элементы кар-
каса, следует учитывать также точку приложения подъемного усилия гидроцилиндров
прямого действия или с канатными мультипликаторами.
В отечественной практике лифтостроения в качестве расчетных рассматривают-
ся следующие режимы работы лифта:
«	Э » - нормальный эксплуатационный ( рабочий ) режим разгона и торможения
кабины;
«	ИД », « ИС » - режим динамических и статических испытаний лифта;
«	АБ », « АБО » - режим аварийной посадки на буфер без обрыва и с обрывом
канатной подвески кабины; « АЛ », « АЛО » - режим аварийной посадки на ловители
без обрыва и с обрывом канатной подвески.
В качестве расчетных нагрузок рассматриваются силы тяжести кабины, номи-
нального груза и силы инерции, действующие в нормальных рабочих и аварийных ре-
жимах срабатывания тормозных устройств безопасности(ловители, буферы, стопоры
и т. п.).
Действие сил инерции учитывается соответствующей величиной коэффициента
динамичности изменения внешней нагрузки:
209
Кд=\+~,	(8.4)
g
где а - величина ускорения кабины в режиме разгона или замедления, м/с2.
Согласно требованиям европейского стандарта EN81-1/2 расчетное значение ве-
личины коэффициента динамичности принимается в зависимости от режима работы
лифта:
-	в нормальном рабочем режиме и при загрузке кабины - 1,2;
-	при посадке кабины на буфер - 3,5;
-	при срабатывании клиновых ловителей или захвата резкого торможения - 5;
-	при срабатывании роликовых ловителей резкого торможения - 3;
- при срабатывании ловителя плавного торможения, стопора с амортизаторами
или клапана разрыва трубопровода подачи жидкости в гидро цилиндр - 2.
Внешняя нагрузка, действующая на центр масс кабины и номинального груза, оп-
ределяется так:
Рк=вк8Кд,Ц	(8.5)
Рг ~Qr'g'Кд » Н,	(8.6)
где Qr, QK - соответственно, масса номинального груза и кабины, кГ; g - ускоре-
ние свободного падения, м/с2; Кд - коэффициент динамичности в расчетном режиме.
Прочностной расчет каркаса кабины гидравлических, как и электрических лиф-
тов, обычно производится по допускаемым напряжениям с учетом вида материала кон-
струкции, характера деформаций и режима работы оборудования [6].
Величины коэффициента запаса прочности конструкции каркаса из стального
проката или гнутого профиля с учетом режима работы и вида деформации приведены в
таб. 8.5. Данные таблицы учитывают категорию ответственности проектируемого обо-
рудования.
Таблица 8.5. Допускаемые коэффициенты запаса прочности для стального
проката и гнутого профиля! 6 ]
Категория ответствен- ности	Вид деформации	Расчетный режим			
		« Э »	«ИД» «ИС» «АЛ» «АБ»		«АЛО» «АБО»
		Коэффи	циент запаса П]		точности
I	растяжение, сжатие, сдвиг, сложная деформация,	1,65	1,30	1,15	
	Изгиб	1,50	1,18	1,05	
11	растяжение, сжатие, сдвиг, сложная деформация,	1,55	1,20	1,10	
	Изгиб	1,40	1,10	1,05	
III	растяжение, сжатие, сдвиг, сложная деформация,	1,45	1,15	1,05	
	Изгиб	1,30	1,05	1,00	
IV	растяжение, сжатие, сдвиг, сложная деформация,	1,32	1,10	1,00	
	Изгиб	1,20	1,00	1,00	
210
При расчете несущих элементов каркаса кабины следует принимать данные, со-
ответствующие I категории ответственности.
Приведенные в таб.8.5 величины коэффициента запаса прочности определены с
учетом фактора случайности наступления аварийных ситуаций. В связи с этим, коэффи-
циенты запаса прочности для режимов посадки на ловители и буферы имеют заметно
меньшую величину, чем в нормальном рабочем режиме.
Расчетные запасы прочности для стального проката определяются так:
О’ у.
по нормальным напряжениям: п = —;	(8.4)
Т ’Г
по касательным напряжениям: п ~	;
(8.5)
где сгг, тт - величина предела текучести по нормальным и касательным напряже-
ниям; а, т - расчетная величина нормальных и касательных напряжений.
Для конструкционных сталей величина предела текучести по касательным на-
пряжениям составляет: тг«0,6-сгг	(8.6)
При расчете сварных швов величина предела текучести по нормальным и каса-
тельным напряжениям принимается равной 90% соответствующего предела текучести
для материала соединяемых деталей лифта.
Для сложного напряженного состояния (сложные деформации) коэффициент за-
паса прочности определяется по эквивалентным напряжениям:
п =——
где - эквивалентное напряжение, учитывающее действие нормальных и каса-
тельных напряжений.
Величина эквивалентного нормального напряжения равна:
_	1-2 , п _2
В аварийных режимах «АБ» и «АЛ», при деформациях изгиба, допускается рас-
чет по несущей способности. При этом, коэффициенты запаса принимаются по таб.8.5
для деформации растяжения.
При одновременном действии деформаций растяжения (сжатия) и изгиба величи-
на допускаемого запаса прочности определяется по следующей формуле
m

m
где [ис], [«т] - величина допускаемого запаса прочности, определяемая по таб.8.5
для деформаций изгиба и растяжения; ас,аР - напряжения изгиба и растяжения в рас-
четном сечении элемента конструкции.
Рассмотрим приближенный метод расчета консольной рамы каркаса кабины, кон-
структивная схема которого представлена на рис.8.17. На схеме приняты следующие
обозначения: К, Г - центр масс кабины и груза; Рк, Рг - силы, действующие на центр
масс кабины и груза; Nx - величина нормальной реакции давления роликов на направ-
ляющую; h - расстояние между башмаками кабины по высоте; Хп - величина
смещения точки крепления канатов мультипликатора от плоскости направляющих; Хг,
Yr - координаты положения центра масс груза; Хк, Ук - координаты положения центра
массы кабины.
Упрощенный расчет рамы каркаса базируется на следующих общих допущениях:
1) Внешние нагрузки приложены в центре тяжести кабины и груза;
211
z
Рис.8,17 Конструктивная схема консольной конструкции каркаса кабины и схема действия
внешних нагрузок: 1 - стойки вертикальной рамы; 2 - консольные балки горизонтальной рамы;
3 - передняя перемычка горизонтальной рамы; 4 - контуры купе кабины; 5,7 - горизонтальные
поперечные балки крепления консоли канатной подвески кабины 6; 8 - положение штока гидро-
цилиндра с блоком мультипликатора
2)	Податливость узлов крепления купе к раме существенно выше податливости
металлоконструкций каркаса, поэтому жесткость купе в расчете не учитывается;
3)	Поперечная жесткость каркаса обеспечивается благодаря наличию перекрест-
но установленных тяг (см. рис.8.11; деталь 11), способных воспринимать только растя-
гивающие усилия.
4)	Стойки вертикальной рамы каркаса 2 и 4 под действием поперечных реакций
давления башмаков, действующих в плоскости направляющих, работают только на сжа-
тие, так как каждая из них вместе с соответствующей тягой 3 образует элемент стерж-
невой системы, узел которой загружен силой Ny (см. Nb на рис.8.16 с).
5)	Справедлив принцип независимости действия сил.
В связи со спецификой воздействия подъемного усилия гидроцилиндром прямо-
го действия и с канатным мультипликатором рассмотрим два варианта расчета.
8.5.1 Расчет каркаса кабины лифта с гидроцилиндром прямого действия
С целью конкретизации задачи расчета предположим, что номинальный груз рав-
номерно распределен на треугольной площадке, составляющей 50% площади пола ка-
бины так, что линия действия силы проходит правее продольной оси пола на 1/6 его ши-
рины А (рис.8.18).
Предположим, что центр массы кабины смещен правее продольной оси пола и за-
даны его координаты в плане: Хк, Ук. Обычно это имеет место в кабинах с приводом ав-
томатических дверей, смещенным в правую сторону.
212
b)
Рис.8 Л 8 Расчетная схема каркаса кабины лифта с гидроцилиндром прямого действия:
1,... 9 - обозначение элементов конструкции; S - величина подъемного усилия головки штока ги-
дроцилиндра; Рг, Рк - соответственно, усилия, действующие на центр масс груза и кабины
Рассмотрение конструкций каркасов, представленных на рис.8.13 и 8.17, позво-
ляет установить, что изгибающие нагрузки, действующие в вертикальной плоскости Z
- X способны воспринимать только две вертикальные конструкции, образованные вер-
тикальными стойками и консолями: 2 - 7 и 4 - 5.
С учетом, принятых условий смещения сил Рг и Рк вправо наиболее нагруженной
окажется правая часть каркаса 4-5.
Правая часть рамы будет нагружена приведенными к ее плоскости силами Ргп и
Ркп, которые можно определить так:
=	.. ,	(8.10)
а	а
где а- ширина каркаса; уг, ук - координаты положения центра масс груза и каби-
ны.
Характерный для рассматриваемого случая нагружения вид эпюры изгибающих
моментов приведен на рис.8 Л 8 Ь.
Величина изгибающих моментов будет зависит от режима работы лифта.
Наиболее неблагоприятными будут режим “АЛ” и “АБ”, когда коэффициент ди-
намичности для режима посадки кабины на буфер составляет 3,5, а при срабатывании
213
ловителей или стопорных устройств — от 2 до 5, в зависимости от типа установленно-
го на кабине устройства.
Наибольшие напряжения изгиба могут быть в нижней части вертикальной стой-
ки 4 и в заделке консоли 5 (точка 3):
_Nc(h-h^ 1
в стойке - асз ~	77; [ст] ;	(8.11)
”у4
Рт ‘г Рmi ’^п г 1
в заделке консоли - акз =	- кИ	(8.12)
где Wy4i Wy5 - момент сопротивления поперечного сечения нижней части стойки
4 и заделки консоли 5, соответственно, мм3; h} - расстояние от точки D до заделки кон-
соли, мм (на схеме не обозначено);
Рт * г Ркп * к
Nc =------------------сила нормальной реакции в точке С, Н;
h
[сг] - допускаемое напряжение изгиба, рассчитываемое с учетом данных таб.8.5 и
напряжения предела текучести ст Т.
В режимах “АЛ” и “АБ”, когда подъемное усилие S' = О, при принятом нами ус-
ловии смещения центра масс груза и кабины вправо от продольной оси кабины, растя-
гивающее усилие будет действовать только в тяге 3 (рис.8.18 с):
S3 = N„/SinP ’	<8ЛЗ>
Рг '(уг “0,5-а)+Рк -(у% -0,5-л) л
где NB ~ ———-----------—--------------- - сила нормальной реакции воз-
h
действия башмака на направляющую в точке В, обусловленная поперечным смещением
о	а
центра масс кабины и груза относительно продольной оси кабины, Н; Р - arcing—-
п
угол между стойкой каркаса и тягой.
Расчетное напряжение растяжения тяги будет определяться площадью её попе-
речного сечения:
стгз	(8*14)
F3
где F3 - площадь поперечного сечения тяги 3, мм2; [ст] - допускаемое напряжение
растяжения, определяемое с учетом данных таб.8.5 и напряжения предела текучести <тт.
В стойке 2 каркаса кабины при этом будет действовать сжимающее усилие:
tngP
(8.15)
Величина этой сжимающей силы не оказывает существенного влияния на проч-
ность и продольную устойчивость стойки каркаса.
Основные нагрузки в конструкции вертикальной рамы возникают в режимах, при
которых на верхнюю поперечную балку 1 действует наибольшее подъемное усилие: ре-
жим аварийного заклинивания при подъеме кабины, который сопровождается срабаты-
ванием клапана предельного давления; статические испытания “ИС”, загрузка кабины
средствами напольного транспорта; срабатывание клапана разрыва трубопровода.
214
Наибольшее усилие S на штоке гидроцилиндра действует при срабатывании раз-
рывного клапана, так как в этом случае коэффициент динамичности Кд.
Силы сопротивления движению башмаков в расчете не учитываются.
Поэтому расчетная для вертикальной рамы величина усилия штока равна:
S = Pr+PK=(Q + QKyg-Кд ,Н	(8.16)
Вертикальная рама рассматривается как статически неопределимая П - образная
рама с заделкой в нижней части стоек, на месте крепления консолей 5 и 7 (рис.8.18 d).
Определение действующих в раме сил и изгибающих моментов можно произво-
дить традиционными методами строительной механики при следующих дополнитель-
ных допущениях: изгибающее действие нагрузки консольной части рамы не учитывает-
ся; рассматриваются только силы и моменты, действующие в плоскости направляющих;
влияние жесткости тяг 3 и 10 не учитывается, так как в силу высокой гибкости они не
способны воспринимать изгибающие моменты в верхних углах балки; расчетная высо-
та стоек рамы принимается равной (Л-Л|); при определении суммарных напряжений в
опорных точках рамы 1 и 5 учитываются напряжения, вызванные действием моментов
консолей 5 и 7.
Величина изгибающего момента в углах верхней части рамы определяется так:
М2 - Л/3 - ——, Н мм,	(8.17)
4-2 — коэффициент, учитывающий соотношение моментов
инерции поперечных сечений и размеры соединенных элементов конструкции рамы.
Изгибающий момент в середине пролета поперечной части рамы равен:
Дз э —-----Л/ 9 —  
3	4	2	4
Величина изгибающих моментов в заделках стоек рамы определяется так:
, Н мм	(8.19)
Н мм
(8.18)
Ml =м
Нормальные напряжения изгиба в середине пролета перемычки рамы:
М3 ,
ст3 = ——, Н/мм2,
WX3
Касательные напряжения в середине пролета:
(8.20)
гз -	, Н/мм2,
(8.21)
где F3 - площадь поперечного сечения в точке 3 рамы, мм2.
Эквивалентное нормальное напряжение в середине пролета поперечины:
а, =	+3-4, , Н/мм2	(8.22)
Расчетная величина нормальных напряжений растяжения в точках заделки рамы 1
определяется с учетом действия поперечных изгибающих моментов:
О’! = О’сз	[О’], Н/мм2,	(8.23)
WX4
где ста- нормальные напряжения, вызванные действием сосредоточенного мо-
215
мента в заделке консоли (см. формулу 8.11), И%4 - момент сопротивления сечения
стойки изгибу относительно оси X
8.5.2 Расчет каркаса кабины лифта с канатным мультипликатором
При применении канатного мультипликатора одна ветвь каната, охватывающего
блоки головки штока гидроцилиндра, посредством тяг закрепляется к консоли в задней
части горизонтальной рамы каркаса: а другая, посредством пружинной подвески, за-
крепляется на опорной анкерной раме в приямке шахты (рис.8.17, деталь 6 ).
Такая система передачи движения каркасу кабины заметно увеличивает нагрузки
в деталях конструкции горизонтальной рамы, тогда как вертикальная испытывает толь-
ко действие изгибающих моментов в заделке консолей и не подвергается растяжению,
как в ранее рассмотренном случае.
Расчет рамы следует производить в двух характерных режимах нагружения:
1)Когда натяжение канатов подвески не равно нулю -5*0 при наибольшей воз-
можной величине коэффициента динамичности Кд~ 2, что соответствует срабатыванию
клапана разрыва трубопровода.
2)Когда 5 = 0, но величина коэффициента динамичности имеет существенно
большее значение, связанное с посадкой на буфер (Л^= 3,5) или ловители (Кд = 2-^-5).
Конкретные значения величины коэффициента динамичности будут зависеть от
наличия и конструкции того или иного устройства, установленного на лифте.
Вначале рассмотрим первую расчетную ситуацию нагружения каркаса: 5*0
Расчетная величина подъемного усилия будет определяться по формуле (8.16).
При расчете будем также исходить из предположения о смещении центра масс
груза и кабины в правую сторону относительно продольной оси пола. Это увеличивает
нагрузки в элементах правой стороны каркаса кабины 4 и 5 (рис.8.19). Тяги 3 работают
только на растяжение и вступают в работу при воздействии сил нормальных реакций в
плоскости направляющих. Наиболее сложный характер напряженного состояния имеет
место в конструкции консоли 10 и в местах ее крепления. Рассмотрим этот вопрос бо-
лее детально.
Под действием подъемного усилия канатов 5 продольная балка консоли 10, за-
крепленная в середине пролета поперечин 8 и 9, вызывает в них деформации изгиба
противоположного направления (рис.8.19 Ь).
Продольный стержень 10 длиной (е + Ь) с известным приближением можно рас-
сматривать как двухопорную статически определимую балку с консолью е, нагружен-
ной подъемной силой 5. Опорой балки служат средние точки поперечин 8, 9.
Можно предположить, что поперечины шарнирно связаны боковыми консольны-
ми балками 5 и 7. Сопоставление жесткости поперечин и консольных балок делает та-
кое допущение вполне допустимым.
Принятая расчетная схема позволяет определить параметры эпюр изгибающих
моментов поперечин и вертикальные силы Rs, R9, действующие на консольные балки 5,
7 в противоположных направлениях.
Продольный стержень 10 под действием силы 5 вызовет в середине пролета по-
перечины 9 направленную вверх поперечную силу (на рис.8.19 не обозначена):
Максимальный изгибающий моментов в середине поперечины 9 равен:
216
Рис.8.19 Расчетная схема каркаса кабины лифта с канатным мультипликатором: 1.,,, 10 -
обозначение элементов конструкции; S - величина подъемного усилия канатов мультипликатора
гидроцилиндра; Рг, Рк - соответственно, усилия, действующие на центр масс груза и кабины; а -
ширина рамы; b - расстояние между поперечинами крепления консольной балки канатной подве-
ски; h - расстояние между башмаками кабины
М =	, Н	(8.25)
9	4
Нормальное напряжение изгиба в середине пролета поперечины 9 составит вели-
чину:
Ст9 =, Н/мм2,	(8.26)
™Х9
где Wx9 " момент сопротивления изгибу поперечины 9 в вертикальной плоско-
сти, мм3.
Величина касательного напряжения среза в середине пролета поперечины 9,
т9 =	, Н/мм2,	(8.27)
**9
где F9 - площадь поперечного сечения детали 9, мм2.
Эквивалентное нормальное напряжение в середине пролета поперечины 9:
сгэ =	+3~т9 < [ст]	(8.28)
217
Величина направленной вниз поперечной силы в середине пролета поперечины 8
также определится величиной опорной реакции продольного стержня 10:
jV8=S.£,H	(8.29)
8 ь
Изгибающий момент в середине пролета поперечины 8 составит величину:
М(8.30)
8	4
Величина нормальных напряжений изгиба в середине пролета поперечины 8:
ст8=Т-~, Н/мм2,	(8.31)
где	- момент сопротивления изгибу поперечного сечения поперечины 8.
Величина касательного напряжения среза в середине сечения детали 8, мм3:
г8 = —, Н/мм2	(8.32)
Эквивалентное нормальное напряжение в середине пролета поперечины 8:
стэ = 7сг82+3-г82 £ [а]	(8.33)
Изгибающий момент в точке К консоли крепления канатной подвески(рис.8.19 а):
°к ~ WYK , Н/мм2,	(8.34)
/Л
где №УК - момент сопротивления сечения консоли 10 в точке К, мм 3.
Касательное напряжение среза в точке К:
S
~/г~,Н/мм2,	(8.35)
где FK - площадь поперечного сечения консоли 10 в точке К, мм 2:
Эквивалентное нормальное напряжение в точке К:
сгэ =	+ 3-т£ <[ст]	(8.36)
Опорные реакции поперечин 8, 9 в местах крепления создают противоположно
направленные вертикальные нагрузки /?8, на консоли 5 и 7:

(8.37)
С учетом принятых предварительных условий наиболее нагруженной частью
конструкции рамы каркаса является ее правая сторона, включающую несущую конст-
рукцию 4 -5 (рис 8.19, 8.19 с)).
Для определения опорных реакций Nc, ND рассмотрим плоскую задачу равнове-
сия правой боковой части рамы, которая находится под действием внешних сил:
Къ’Кэ’Рг’Рк • Обычно рама кабины имеет конструкцию, при которой линия действия
подъемной силы лежит в плоскости направляющих. Это упрощает задачу.
Из уравнения равновесия боковой части рамы относительно опоры D определим
опорную реакцию в опоре С:
Умс=0; Nc =	'*2 + ^8 • *з ~ ^9' *4. 	(8 38)
где xi > х2, х3, х4 - координаты соответствующих точек приложения внешних сил.
218
Изгибающие моменты в обозначенных точках консоли 5:
4 - //77 • (xi - Х4 )+ Pffi • (х2 “ Х4 )+ /?8 * (х3 ” х4 ) ;
Л/5 = Р/т/ - X] + Р^ • х2 4- /?8 • х3 - /?9 • х4 - момент в заделке
Характер эпюры изгибающих моментов в вертикальном элементе 4 определится
величиной опорной реакции Nc.
Максимальная величина момента изгиба стойки в точке 5 будет равна:
M^Nc-ih-hy)	(8.40)
Величина нормальных напряжений изгиба в наиболее нагруженной части стойки
равна:	м
(8.41)
Ъ'(4)
где Wy(4) “ момент сопротивления сечения стойки 4, мм3.
В плоскости направляющих левая стойка рамы 2, наряду с действием изгибаю-
щего момента в поперечном направлении(по принятым условиям, меньшим чем в стой-
ке 4), будет нагружена продольной сжимающей силой, обусловленной действием силы
Ув(рис.8.19 d):
с - 7Vg
2 tngp » Н
В связи с тем, что конструкция стойки 2 обладает довольно большой гибкостью
в плоскости направляющих, может возникнуть необходимсть в расчете напряжений
сжатия с учетом фактора продольной устойчивости:
аС2 = М ♦ Н/ММ2	(8.42)
F2
где F2 - площадь поперечного сечения стойки 2. мм2; со - коэффициент возраста-
ния нормальных напряжений при продольном изгибе, зависит от предела прочности ма-
териала на растяжение и величины гибкости сжатого стержня (подробности - в разделе
10).
Растягивающее усилие в левой тяге 3 определяется так же, как и в рассмотрен-
ном ранее расчета рамы кабины лифта с гидроцилиндром прямого действия:
S. =	. Н	(8.43)
3 Sinfi
Величина нормальных напряжений растяжения в тяге 3:
сг3 = — < [ст] , Н/мм2.	(8.44)
F3
Расчет рамы при посадке на буфер или ловители при условии S - 0 производит-
ся аналогичным рассмотренному способом, если в соответствующих расчетных зависи-
мостях принять: ^8 =	= 0;Л8 = 0;/?9 = 0 .
Рассмотренный нами упрощенный расчет дает достаточно адекватную физичес-
кую картину напряженного состояния рамы каркаса и может служить основой для со-
ставления расчетной модели при решении задачи методом конечных элементов на ЭВМ.
Упрощенный метод расчета может оказаться полезным на начальном этапе про-
ектирования рамы при обосновании выбора размеров составляющих элементов.
219
9.	ДВЕРИ КАБИНЫ И ШАХТЫ,
9.1.	Назначение , классификация и конструкция дверей кабины и шахты.
Все входные и загрузочные проемы в шахте гидравлического лифта должны, по
соображениям безопасности, оборудоваться дверями.
В связи с этим, в разделах 5.1 и 5.2 ПУБЭЛ значительное внимание уделяется
требованиям к конструкции дверей шахты, так как неисправность дверей, замков и бло-
кировочных устройств является преимущественной причиной нечастных случаев на
лифтах [ 6 ].
В лифтах применяются различные конструкции дверей шахт и кабин, отличаю-
щихся кинематикой перемещения створок, системой привода и управления. Применяет-
ся широкий спектр конструкционных и отделочных материалов.
Шахтные и кабинные двери могут иметь различную или одинаковую конструк-
цию.
В специальных случаях к конструкции дверей предъявляются повышенные тре-
бования пожаростойкости.
Раздвижные автоматические двери преимущественно применяются в пассажир-
ских, грузопассажирских и больничных лифтах.
Сфера применения распашных дверей постепенно сокращается, однако работы
по их совершенствованию успешно продолжаются.
Ниже приводится классификация дверей по наиболее характерным признакам.
По кинематике перемещения створок: двери распашные со створками, повора-
чивающимися относительно вертикальных осей, раздвижные в горизонтальном и вер-
тикальном направлении; задвижные, гибкие створки которых задвигаются за боковую
стенку кабины.
По числу створок: одностворчатые, двух- и многостворчатые.
По скорости движения створок: односкоростные, двухскоростные, многоско-
ростные. При наличии более двух створок, движущихся в одном направлении, их ско-
рости должны отличаться так, чтобы створки проходили разные пути за один промежу-
ток времени.
По способу обеспечения движения створок: с ручным управлением; с полуав-
томатическим управлением, когда закрытие створок осуществляется пружиной или си-
лой тяжести груза, и автоматические.
Автоматические раздвижные двери имеют групповой привод кабинных и шахт-
ных створок.
При небольших скоростях движения кабины в малоэтажных зданиях применяют-
ся распашные двери с ручным и, реже, с автоматическим управлением.
В пассажирских и грузовых лифтах применяются одностворчатые и двухстворча-
тые шахтные двери. Кабины больничных лифтов оборудуются двухстворчатыми и че-
тырехстворчатыми распашными дверями.
Четырехстворчатые двери применяются в грузовых лифтах с шириной загрузоч-
ного проема 1800 и более.
На Рис. 9.1. приведены схемы различных вариантов конструкции распашных две-
рей с ручным и автоматическим управлением.
Схема, представленная на Рис.9.1 а, не имеет какой-либо специфической особен-
ности. Применяется в конструкции больничных и грузовых лифтов.
220

Рис.9.1 Схемы распашных дверей: а- распаш-
ная четырехстворчатая: 1 - кабина, 2 - створки;
b - автоматическая четырехстворчатая: 1 - при-
водной вертикальный вал, 2 - шарнир, 3 - ведо-
мая створка; с - распашная с задвиганием ство-
рок на боковую сторону: 1 - кабина, 2 ~ фрон-
тальная нижняя и верхняя направляющая,
3 - створка с верхними и нижними направляю-
щими башмачками, 4 - тяга шарнирная, 5 - роли-
ковый башмачок, 6 - боковая нижняя и верхняя
направляющая
На Рис.9.1 b приведена схема распашных дверей для пассажирского лифта. Она
имеет автоматический привод и занимает небольшое место в кабине. Кинематика ство-
рок аналогична применяемой в конструкции дверей пассажирского автобуса.
Весьма необычную кинематику имеют двухстворчатые двери кабины больничного
лифта, изготовленного Щербинским лифтостроительным заводом (г. Москва) (Рис.9.1 с).
Такое решение позволяет обеспечить повышенную компактность размещения створок в
кабине и может оказаться рациональным для грузового лифта с увеличенной шириной
дверного проема.
Рис.9.2 Схема задвижной две-
ри кабины: 1 - кабина; 2 - гиб-
кая створка.
Рис.9.3 Схема вертикально-раз-
движных дверей: 1 - створка
верхняя; 2 - отклоняющий блок; 3
- канат или цепь; 4 - кабина; 5 -
створка нижняя
Шторные задвигающиеся двери применяются в кабинах пассажирских лифтов и
строительных подъемников ( Рис.9.2). Конструкция задвижных створок состоит из на-
221
бора шарнирно связанных штанг или узких вертикальных щитов. Такая дверь может
иметь ручной или полуавтоматический привод.
Вертикально-раздвижные двухстворчатые двери применяются в лифтах, не пред-
назначенных для транспортировки людей (Рис.9.3 ). Они могут иметь ручной или авто-
матический привод.
По соображениям безопасности, к
дверям этого типа предъявляются следую-
щие требования: а) каждая створка долж-
на быть подвешена не менее чем на двух
канатах или цепях; б) коэффициент запаса
прочности несущих гибких элементов
должен быть не менее 8; в) верхняя и ниж-
няя створки должны быть взаимно уравно-
вешены; г) на нижней кромке верхней
створки должна быть установлена упругая
прокладка.
Решетчатые двери, одностворчатые
и двухстворчатые, применяются в конст-
рукции кабин грузовых лифтов с увели-
ченным загрузочным проемом. В сложен-
ном виде они занимают минимальное мес-
Ф
Рис.9.4 Схемы автоматических раздвижных
дверей: а - одностворчатая; b - двухстворчатая;
с - двухстворчатая односторонняя двухскорост-
ная; d - четырехстворчатая двухсторонняя
двухскоростная
то.
Существенным недостатком решет-
чатых дверей является их повышенная по-
датливость в поперечном направлении и
склонность к заклинивании при наличии
остаточных деформаций. Кроме того, ре-
шетчатые двери не гарантируют безопас-
ности, так как в закрытом состоянии меж-
ду штангами образуются большие просве-
ты.
В пассажирских и грузопассажир-
ских лифтах жилых и административных
зданий наибольшее распространение получили автоматические раздвижные двери
(Рис.9.4).
В конструкции односторонней одностворчатой раздвижной двери кабинная и
шахтная створки синхронно двигаются в одну сторону ( Рис.9.4 а). Такая конструкция
применяется при небольшом загрузочном проеме. Привод имеет наиболее простую кон-
струкцию.
При ширине двери 800 мм и более подходит двусторонняя двухстворчатая дверь
с одинаковыми скоростями движения створок (Рис.6.4 Ь). Привод непосредственно воз-
действует на одну створку. Движение второй - в противоположном направлении - обес-
печивается тросом, кинематически связывающим створки.
В конструкции широких кабин, с целью уменьшения выноса створок за габарит
кабины, применяются телескопические раздвижные створки, перемещающиеся в двух
параллельных плоскостях ( Рис.9.4 с, d ). Створки телескопической пары связываются
кинематически так, чтобы они проходили различный путь перемещения за один проме-
222
жуток времени. Одна створка при этом должна двигаться с удвоенной скоростью. Такие
двери называются двухскоростными. Рпзличие скоростей створок обеспечивается по-
средством канатного мультипликатора.
Усилие статического сжатия створок автоматических и полуавтоматических две-
рей не должно превышать 150Н [18 ; 19].
Кинетическая энергия автоматически закрывающихся створок двери шахты (ка-
бины) не должна превышать 4 Дж .
При реверсировании движения створок, в случае встречи с препятствием, их ки-
нетическая энергия может достигать 10 Дж.
Если дверь шахты и кабины закрываются совместно, при расчете кинетической
энергии следует учитывать массу створок шахтных и кабинных дверей с присоединен-
ной массой вращающихся частей механизма привода.
9.2.	Конструкция и работа механизма привода автоматических дверей.
Автоматический привод дверей повышает комфортность условий транспорти-
ровки пассажиров. Его применение особенно целесообразно в конструкции лифтов с
повышенными скоростями движения, где потери времени на открытие и закрытие ство-
рок дверей заметно влияют на производительность работы лифта.
Передвижение створок шахтных дверей, как правило, обеспечивается приводом
дверей кабины с помощью специального устройства, называемого отводкой.
В мировой практике имеется опыт применения индивидуального привода шахт-
ных и кабинных дверей, но такое решение оказалось не жизнеспособным.
Конструкция дверей шахты и кабины в значительной мере аналогична, с некото-
рыми особенностями, обусловленными их назначением.
Рис.9.5 Распашная шахтная дверь
больничного лифта
Двери шахты призваны исключить возмож-
ность попадания людей в шахту при отсутствии ка-
бины на этаже. В связи с этим, они оборудуются со-
ответствующими блокировочными устройствами и
замками.
Внешний вид двухстворчатой распашной
двери больничного лифта приведен на рис.9.5.
Особенностью шахтных автоматических
раздвижных дверей является наличие системы ав-
томатического закрытия створок при аварийном
уходе кабины с этажа при открытых дверях.
Применяются два основных решения: ис-
пользование наклонных линеек подвески створок
шахтных дверей или замыкающего створки грузо-
вого механизма. В последнем случае створки шахт-
ных дверей перемещаются по горизонтальным на-
правляющим линейкам посредством синхронизи-
рующего троса и двигающегося в вертикальном на-
правлении груза. Аналогичный принцип применя-
ется в конструкции полуавтоматических раздвиж-
ных дверей.
Конструкция шахтной двери с наклонными направляющими линейками и приво-
дом от дверей кабины лифта представлена на рис. 9.6.
223
Рис.9.6 Схема шахтной двери с наклонными линейками подвески кареток: 1 - створка; 2 -
стояк портала; 3 - балка; 4 - направляющая наклонная линейка; 5 - каретка створки; 6 - замок и
контакт контроля закрытия; 7 - порог; 8 - вкладыш башмачка створки; 9 - фартук; 10 - контрро-
лик; 11 - опорный ролик; 12-зуб защелки замка; 13 - защелка; 14, 18 - ролики; 15 - рычаг; 16-
груз противовеса защелки; 17 - ось рычага; 19 - гнездо защелки; 20 - корпус блока контроля за-
крытия; 21 - выключатель; 22 - упор; 23 - коромысло привода контакта.
Шахтная дверь монтируется на металлоконструкции рамы портала, включающей
верхнюю балку 3, стойки 2 и балку порога 7.
Рама портала закрепляется на внутренней поверхности стены шахты.
На балке 3 установлены наклонные направляющие линейки 4, по которым пере-
мещаются каретки 5 со створками 1.
Каретки оборудованы опорными роликами 11 с ребордами, контрроликами 10,
которые гарантируют надежную кинематическую связь с линейками, и вместе с вклады-
шами башмачков 8 обеспечивают движение створок в вертикальной плоскости. Регули-
ровка зазора 0,1 - 0,15 мм между контрроликом и линейкой производится поворотом
эксцентричной оси контрролика.
Угол наклона линеек выбирается так, чтобы параллельная линейке составляющая
силы тяжести створки гарантировала её закрытие в случае, когда, по аварийной причи-
не, кабина ушла с открытыми дверями.
Опорные ролики имеют полукруглую форму обода и устанавливаются на под-
шипниках качения. Полукруглая форма обода опорных роликов и башмачки створок
дверей обеспечивают их центрирование в вертикальной плоскости.
Раздвижные створки шахтных дверей представляют собой сварную конструкцию
из гнутого стального профиля, облицованную декоративным материалом или покрытую
огнестойким лаком со стороны этажной площадки.
В пожаростойком исполнении коробчатая конструкция створок заполняется него-
рючим материалом.
224
Проем шахтной двери со стороны этажной площадки имеет декоративное метал-
лическое обрамление.
Шахтные двери оборудованы замками с контактами 21, контролирующими за-
крытие створок.
На рис.9.6 (вид А) створки показаны в закрытом состоянии, и замки (12, 19) ис-
ключают возможность их открытия, если кабина находится не на этажной площадке.
Левая часть суммирующего коромысла 23 опирается на упор 22 левой створки,
тогда как его правая часть максимально поднята вверх зубом защелки 12 под действием
силы тяжести груза 16 рычага 15. В этой ситуации контакт 21 замкнут.
При остановке кабины на этажной площадке включается привод дверей кабины
и соответствующая отводка, воздействуя на ролик 14, повернет рычаг 15 против часо-
вой стрелки.
Зуб защелки 12 выйдет из гнезда детали 19, обеспечивая свободу перемещения
створки шахтной двери под действием отводки двери кабины на ролик 18. Контакт 21
перейдет в разомкнутое состояние, так как коромысло 23 опустится вниз. Одновремен-
но с правой створкой шахтной двери произойдет открытие левой.
При закрытии дверей кабины соответствующие отводки , воздействуя на ролики
18 правой и левой створки шахтной двери, вызовут ее закрытие. В процессе закрытия
зуб защелки 12, скользя по наклонной поверхности детали 19, войдет в зацепление с от-
верстием. Под действием силы тяжести груза 16 рычаг повернется по часовой стрелке
и зуб 12 займет предельное верхнее положение (вид А). При полном закрытии створок,
под действием упоров 22 деталей 12 коромысло 23 перейдет в крайнее верхнее положе-
ние. Контакт 21 правой и левой створок перейдет во включенное состояние и пуск
механизма подъема станет возможным.
Общий вид конструкции двухстворчатой шахтной двери с грузовым замыканием
створок представлен на рис.9.7.
Рис.9.7 Двухстворчатая шахтная дверь с грузовым механизмом автоматического закрыва-
ния: 1,4- левая и правая створка, 2 - балка портала, 3 - замок с контактом контроля закрытия и
роликом привода; 5 - трос грузового механизма закрывания; 6 - направляющая линейка кареток;
7 - трос синхронизации движения створок в противоположном направлении.
Отличительной особенностью этой конструкции является наличие горизонталь-
ной линейки 6. Общий вид этой конструкции представлен на рис.9.8.
8 - 5771
225
Рис.9.8 Общий вид шахтной двери с грузовым механизмом закрывания створок: а - вид со
стороны кабины; b ~ вид с этажной площадки
Рассматриваемая конструкция шахтной двери находится в закрытом положении.
Раздвижные двери кабины имеют однотипную с шахтными конструкцию ство-
рок, каретки которых перемещаются по горизонтальным направляющим линейкам.
Конструкция дверей кабины состоит из верхней балки с оборудованием механиз-
ма привода; из створок и порога, закрепленного на кабине. Верхняя балка представля-
ет собой металлическую конструкцию из гнутого или прокатного профиля, которая ус-
танавливается на колпаке купе кабины.
Направляющие линейки дверей кабины и шахты изготавливаются из стального
проката и имеют обработанные скругленные поверхности качения роликов кареток.
Одна из распространенных конструкций автоматических раздвижных дверей оте-
чественного производства представлена на рис.9.9.
Привод дверей с отводным роликом обеспечивает синусоидальный закон измене-
ния скорости движения створок, в связи с чем скорость створки в конце хода практиче-
ски равна нулю. Такая кинематическая схема исключает удар створок в конце переме-
щения даже при наличии нерегулируемого привода. Этим объясняется жизнеспособ-
ность такого рода конструкции дверей, которая применяется и в зарубежных лифтах.
Створки 1 закреплены на каретках 3, оборудованных опорными роликами 18 и
контрроликами 20, двигающимися по горизонтальной направляющей линейке 6.
Привод, состоящий из электродвигателя 23, клиноременной передачи 22, редук-
тора 17 и установленного на его выходном валу водила 14 с отводным роликом 12, воз-
действует на упор 11, жестко связанный с кареткой правой створки двери.
Наличие синхронизирующего каната 4 обеспечивает движение створок во взаим-
но противоположном направлении с одинаковой скоростью.
При открытии створок водило 14 поворачивается против направления часовой
стрелки. Отводной ролик воздействует на полку конструкции упора 11, преодолевая си-
лы сопротивления движению створок кабинных и шахтных дверей, а также усилие воз-
226
11 12 13 14	15 16
Рис.9.9 Автоматические двери кабины с отводным роликом: 1 - створка; 2 - отводка; 3 - ка-
ретка; 4 - канат синхронизации движения створок; 5 - блок отклоняющий; 6 - линейка; 7 - бал-
ка; 8 - пружина закрытия створок; 9 - натяжное устройство каната 4; 10 - контакт контроля при-
твора створок; 11 - упор; 12 - ролик отводной; 13 - контакт контроля закрытия створок; 14 - при-
водной рычаг ролика 12; 15 - контакт реверса; 16 - контакт контроля открытия створок; 17 - ре-
дуктор червячный; 18 - ролик опорный; 19 - крепление каната на правой каретке; 20 - контрро-
лик; 21 - башмачок створки; 22 - ременная передача; 23 - электродвигатель переменного тока
вратной пружины 8. При полностью открытых дверях кабины водило ролика оказыва-
ется повернутым на 180°, а пружина максимально растянута и прижимает ролик 12 к
полке упора 11.
Отводки 2 удерживают шахтные двери в открытом положении, воздействуя на ро-
лики, установленные на рычагах замков шахтных дверей.
Работа привода при закрытии дверей происходит при меньшей величине внеш-
них сопротивлений, так как движению створок помогает растянутая пружина, наклон-
ные линейки шахтных дверей или груз автоматического закрытия.
Водило вращается по часовой стрелке, а пружина, прижимая ролик 12 к полке
упора 11, заставляет створки следить за изменением горизонтальной составляющей ок-
ружной скорости ролика 12.
Встреча с препятствием при закрытии створок вызовет их остановку.
8*
227
Ролик 12 выйдет из взаимодействия с полкой упора 11 и приведет в действие ме-
ханизм автоматического реверса привода дверей. Створки начнут расходиться, пропус-
кая застрявшего между створками пассажира.
В рассматриваемой конструкции на пассажира будет действовать только усилие
растянутой пружины 8, и тем меньшей величины, чем ближе створки к центру притво-
ра.
Жесткость и натяжение закрывающей пружины 8 принимается такой величины,
чтобы максимальное усилие давления створки не превышало 15ОН.
Рассмотрим работу системы автоматического реверса более подробно (Рис.9.10 ).
Рнс.9.10 Схема конструкции привода контакта реверса движения створок: 1 - упор; 2 - ро-
лик с резиновым ободом; 3 - шток; 4 - вертикальная линейка упора; 5 - водило; 6 - рычаг води-
ла; 7 - шарнир крепления рычага; 8 - пружина предварительно сжатая; 9 - выходной вал редук-
тора; 10 - рычаг с плечом кольцевой формы, охватывающим вал 9; 11 - шарнир; 12 - пружина; 13
- регулируемый винт упора; 14 - переключатель реверса
При штатной работе привода на закрытие створок, когда на пути их движения нет
препятствий, ролик 2 прижат к полке упора 1.
Если на пути движения створок возникает препятствие, ведущая створка с упо-
ром 1 останавливается, а ролик 2, продолжая свое движение по окружности относитель-
но оси вала 9, выходит из взаимодействия с полкой упора и движется в направлении ли-
нейки 4. При этом шток 3, встречая на своем пути боковую поверхность линейки 4,
переместится вверх и поднимет левое плечо рычага 6, и повернет его по часовой стрел-
ке.
Правое плечо рычага 6 , поворачиваясь по часовой стрелке, давит на кольцевое
плечо рычага 10 . Последний, преодолевая усилие пружины 12 , поворачивается против
часовой стрелки, и регулировочный болт 13 перестает действовать на приводной эле-
мент микропереключателя 14. Его контакты включают двигатель в направление откры-
вания створок.
Рассмотренный выше вариант конструкции автоматических дверей отличается
повышенной безопасностью, так как усилия сжатия створок определяются только пру-
жиной. Привод при закрытии створок играет пассивную роль, работая фактически в хо-
лостом режиме.
В некоторых конструкциях привода автоматических раздвижных дверей откры-
тие и закрывание створок происходит при активной роли привода, так как створки име-
ют жесткую кинематическую связь с механизмом. При этом существует опасность
травматизма, так как усилие сжатия створок будет определяться силовыми возможнос-
тями привода.
228
На рис.9.11 приведены варианты конструкции привода автоматических раздвиж-
ных дверей штангового типа, в которых предусмотрен механизм разрыва кинематичес-
кой связи створок с приводом и соответствующее устройство реверса.
Рис.9.11 Автоматические развижные двери с механизмом привода штангового типа: а -
двухстворчатая односкоростная; 1 - каретка, 2 - линейка направляющая, 3 - канат синхрониза-
ции движения створок; 4 - контакт реверса с линейкой привода; 5 - механизм “разрыва” телеско-
пической штанги, 6 - штанга, 7 - балка рамы привода; 8 - привод, 9 - кривошип; b - двухскоро-
стная односторонняя; 1 - балка рамы, 2 - линейка направляющая, 3 - каретка приводная, 4 - ка-
ретка ведомая, 5 - отводка шахтной двери, 7 - привод, 8 - штанга, 9 - механизм “разрыва” штан-
ги, 10 - контакт реверса с линейкой привода; с - с тремя телескопическими створками
229
Штанговый механизм привода, как и рассмотренный ранее - с отводным роликом
обеспечивает чисто кинематическим способом синусоидальный закон изменения скоро-
сти створок с нулевой скоростью в конце перемещения.
Вращение кривошипа 9 обеспечивает синусоидальный закон изменения скорости
створки 1 под действием штанги 6 (рис.9.11 а). Вторая створка перемещается в проти-
воположную сторону посредством каната 3.
Если при закрытии створок между ними окажется пассажир, растягивающее уси-
лие в штанге 6 начнет увеличиваться, что приведет к срабатыванию специального уст-
ройства 5, которое разорвет связь между телескопической вставкой, непосредственно
действующей на створку, и штангой 6. Срабатывание механизма ограничения усилия
штанги сопровождается воздействием упора механизма 5 на линейку привода контакта
реверса 4, расположенную под контактом. Длина линейки выбрана так, что механизм
реверса включается при срабатывании устройства 5 в любом положении закрывающей-
ся приводной створки.
Другие, приведенные на рис.9.11 Ь, с конструкции привода раздвижных автома-
тических дверей имеют однотипную конструкцию механизма реверса. Некоторое отли-
чие заключается в использовании канатного мультипликатора для передачи движения
кареткам телескопических створок. На рис.9.11 мультипликаторы маскируются конст-
рукцией балки дверей.
В качестве примера, на рис.9.12 приведена схема механизма реверса с телескопи-
ческой разрывной штангой и контактом реверса, установленным непосредственно на
механизме разрыва штанги и требующим использования гибкого ленточного кабеля для
связи с контроллером привода дверей (на рис. 9.11 применяется неподвижный контакт)
[6].
16
Рис.9.12 Механизм реверса створок с разрывной штангой: 1 - кривошип(водило), установлен-
ный на выходном валу редуктора привода; 2, 17 - шарнир; 3 - хомут зажимной; 4 - полая штан-
га; 5 - гайка; 6 - гнездо роликовой защелки; 7 - ролик; 8 - рычаг; 9 - телескопическая вставка; 10
- тяга; 11 - пружина; 12 - регулировочные гайки с опорной шайбой; 13 - болт регулировочный;
14 - переключатель реверса; 15 - кронштейн переключателя; 15 - кронштейн привода створки
Конструкция механизма реверса с разрывной штангой должна гарантировать ог-
раничение усилия сжатия створок до безопасного уровня в 150 Н и автоматическое
включение реверса при встрече с препятствием.
Механизм автоматического реверса состоит из телескопической штанги 4 с вы-
движной секцией 9, роликовой защелки, настроенной на предельное усилие растяжения
штанги и переключателя 14, обеспечивающего реверсирование двигателя привода две-
рей в момент достижения предельной величины усилия.
230
Величина предельного усилия растяжения штанги ограничивается силой сопро-
тивления перекатывания ролика по наклонной плоскости гребня гнезда 8 , которая оп-
ределяется углом наклона гребня и силой предварительного сжатия пружины 11.
Обратный скос гребня роликового гнезда сделан более пологим, чтобы облегчить
приведение системы в исходное состояние в конце хода раскрытия створки после ревер-
са. Гайки 12 служат для регулировки величины предельного усилия «разрыва» штанги.
В целях повышения уровня безопасности устанавливаются дублирующие элек-
тронные устройства автоматического реверса привода дверей.
Наиболее эффективные системы основаны на применении средств промышлен-
ной электроники, которые контролируют состояние дверного проема посредством ин-
фракрасных фотоэлектронных устройств в дополнение к электронному датчику нали-
чия объекта между створками, который реверсирует движение закрывающихся створок
до момента их встречи с препятствием. Такие устройства обычно устанавливаются в пе-
редней створке дверей кабины и условно называются «антенна». В основу их работы
положен контроль изменения электрической емкости «антенны» при приближении пре-
пятствия.
Относительно недавно в кабинах гидравлических лифтов европейских фирм ста-
ли успешно применять конструкции автоматических дверей со складывающимися
створками автобусного типа. Они отличаются повышенной компактностью и могут най-
ти применение в кабинах пассажирских, грузопассажирских и больничных лифтов.
При модернизации морально устаревших моделей лифтов применение такой кон-
струкции может оказаться весьма целесообразным.
Скорость поступательного перемещения створок по направляющим соответству-
ет синусоидальному закону, поэтому можно использовать более дешевый нерегулируе-
мый электропривод.
При применении кабинных дверей автобусного типа в качестве шахтных можно
использовать распашные двери или автоматически управляемые аналогичной конструк-
ции.
На рис.9.13 схематично представлен план расположения створок складывающих-
ся кабинных и шахтных автоматических дверей, который позволяет судить о степени
компактности такой конструкции и относительно небольших потерях полезной площа-
ди пола кабины.
к— -----------------------Ь------------------4—150-4
Рис.9.13 Схема взаимного расположения кабинных и шахтных дверей со складывающи-
мися створками
231
ЭКСЦЕНТРИК
ТЯГА РЫЧАГА РЕДУКТОР
ПОЗИЦИИ КУЛАЧКА
КОНТАКТА ЗАКРЫТИЯ
Ш’УЖИНА
МИКРОКОНТАКТ
ПРЕДЕЛ КОГО ОТКРЫТИЯ
МНКРОКОНТАКТ
ПРЕДЕЛ НОГО ЗАКРЫТИЯ
МИКРО ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
РЕВЕРСА
Рис.9.14 Привод автоматических дверей со складывающимися створками
ПОДВИЖНО!
ЧАСТЬ
НЕПОДВИЖНАЯ
ЧАСТЬ
MOTOF
КУЛАЧЕК КОНТА КГ А
1
В основе кинематики привода створок лежит применение кривошипов и тяг, пе-
редающих движение створкам* Тяги воздействуют на рычаги вертикальных осей под-
вески ближайших к входному проему створок. Наличие шарнирной связи между створ-
ками, направляющих и соответствующих опорных роликов обеспечивает поступатель-
ное перемещение сворок при закрытии и открытии дверей. Движение шахтных дверей
обеспечивается отводками, установленными на створках кабинных.
Конструкция привода створок дверей автобусного типа представлена на рис.9.15.
Приведенная на рис.9.14 кинематическая схема дает представление о механизме
передачи движения с вертикального вала привода на кривошип, который посредством
соответствующих тяг передает движение рычагам вертикальных осей приводных ство-
232
рок. Указанные на створках эксцентрики посредством установленных на них роликах
перемещаются по верхним и нижним направляющим дверного проема.
Для обеспечения безопасности пассажиров вращение от привода на вертикаль-
ный вал передается через цилиндрическую пружину. Если между закрывающимися
створками окажется пассажир, пружина, скручиваясь сжимается и поднимает вращаю-
щийся диск подвижной части так, что он воздействует на приводной элемент микровы-
ключателя реверса. Привод включается на открытие створок. Справа ввверху блока при-
вода установлен конечный выключатель предельного открытия створок.
По мере совершенствования привода автоматических дверей и особенно в связи
с массовым распространением электропривода с частотным регулированием, большее
распространение стали получать механизмы с простой линейной кинематической схе-
мой, требующей управляемого автоматического замедления створок в конце рабочего
хода.
Общий вид конструкции привода автоматических дверей кабины с линейной ки-
нематической связью створок и привода приведен на рис.9.15.
Рис.9.15 Механизм привода автоматических раздвижных дверей с зубчатой ременной пере-
дачей: а - механизм привода; b - диаграмма изменения скорости створок
233
В рассматриваемой конструкции две каретки двигаются по направляющей линей-
ки в противоположные стороны посредством синхронизирующего каната, также как и в
рассмотренной ранее конструкции с отводным роликом. Приводная левая створка пере-
мещается посредством ролика, закрепленного на ремне, и вилки рычага привода микро-
переключателя реверса.
При возрастании усилия сжатия створок рычаг поворачивается по часовой стрел-
ке и воздействует на микропереключатель. Привод включается на открытие створок.
Контроль притвора створок осуществляется контактным устройством, размещен-
ным в верхней части кареток, которое состоит из вилки и розетки. При закрытии ство-
рок вилка, установленная на левой створке, входит в розетку правой каретки и замыка-
ет цепь контроля притвора.
Исключение удара створки в конце хода открытия и закрытия осуществляется за
счет регулируемого привода постоянного или переменного тока.
В данной конструкции используется электродвигатель постоянного тока с низ-
ковольтным питанием 48 вольт и системой контроля перемещения створок. Управле-
ние скоростью осуществляется посредством потенциометра, с помощью которого в
конце хода створки обороты двигателя снижаются до малой остановочной величины
(рис.9.15 Ь).
Аналогичный график движения створок можно получить при использовании
двигателя переменного тока с частотным регулированием.
Система автоматического управления приводом с обратной связью от датчика
контроля перемещения обеспечивает программируемый темп замедления и безударную
остановку створок.
9.3.	Кинематика и расчет механизма привода автоматических раздвижных
дверей.
Раздвижные автоматические двери широко используются в лифтах различного
назначения. При проектировании таких устройств основное внимание уделяется удов-
летворению следующих требований: а) кинетическая энергия сближающихся створок
не должна превышать допустимого уровня в 10 ДЖ [ 20 ]; б) сила сжатия створок две-
рей должна быть не выше установленного безопасного уровня в 150 Н; в) в конце хода
закрывания (открытия) створок их скорость должна практически равняться нулю; г)
средняя скорость движения створок должна выбираться с учетом ширины дверного про-
ема и скорости движения кабины.
Последнее требования является определяющим для лифтов с повышенными ско-
ростями движения кабины.
Ограничение величины кинетической энергии створок может быть достигнуто за
счет снижения скорости и приведенной массы створок с учетом вращающихся частей
привода.
Приведенная величина кинетической энергии створок
тс-Vq 1с 'Я1 -п2м
Л/- —-------1----------н м
с 2	1800	’
где тс - масса створок вместе с массой связанных с ними деталей, кГ; 1С - при-
веденный к валу двигателя момент инерции вращающихся частей ,кГм2; Vc - макси-
мальное значение скорости створок, м/с; пм - максимальное значение частоты враще-
ния вала двигателя, об/мин.
234
На основе приведенной зависимости можно сделать вывод, что для тихоходных
лифтов наиболее рациональным путем уменьшения кинетической энергии является
снижение скорости. Для скоростных лифтов предпочтительнее уменьшение массы
створок.
Требования ПУБЭЛ в части ограничения усилия сжатия створок имеют прямое
отношение к конструкциям привода с электромеханической системой автоматического
реверса привода движения створок.
При установке на кабине электронной системы контроля наличия препятствий на
пути движения створок типа «антенна» автоматический реверс движения створок про-
исходит без контакта их с препятствием. При надежно работающей системе «антенна»
требование ограничения усилия сжатия створок и кинетической энергии практически
теряют смысл.
Необходимость обеспечения нулевой скорости створок продиктована стремлени-
ем исключить ударные нагрузки и связанный с ними шум в конце рабочего хода ство-
рок.
Выше было показано, что эта задача решается двумя основными способами.
Первый способ основан на использовании кинематической схемы привода, обес-
печивающей необходимый график изменения скорости створок.
Второй способ не предъявляет особых требований к кинематической схеме меха-
низма и основан на применении регулируемого электропривода.
Первый способ управления получил широкое распространение в начальный пе-
риод развития лифтостроения, когда промышленной электроники и эффективных мето-
дов управления приводом практически не было. Разработанные в те времена кинемати-
ческие схемы привода продолжают успешно применяться и в настоящее время
(Рис.9.9).
Рис.9.16 Кинематика привода автоматических дверей с механизмом штангового типа: 1 -
створка; 2 - канат синхронизации движения створок; 3 - контакт контроля притвора штепсельно-
го типа; 4 - водило; 5 - кронштейн шарнирного крепления штанги; 6 - штанга; 7 - механизм при-
вода водила; 8 - устройство “разрыва” штанги с микропереключателем реверса
На рис.9.16 - 9.18 приведены наиболее распространенные схемы привода, обес-
печивающие синусоидальный график движения створок с нулевой скоростью в конце
пути передвижения.
Штанговый механизм привода автоматических дверей успешно применяется в
лифтах отечественного и зарубежного производства ( АО КМЗ, фирма ОТИС и др.).
235
Данная конструкция является модификацией механизма привода с отводным ро-
ликом (Рис.9.9). Благодаря связи водила со створкой посредством штанги и возможнос-
ти изменения плеча водила появилась возможность перенастройки привода на необхо-
димую ширину дверного проема.
Жесткая кинематическая связь створок с приводом потребовала применения ме-
ханизма ограничения тягового усилия штанги на основе применения телескопической
вставки и защелки, контролирующей предельную силу сжатия створок и, воздействую-
щей на микропереключатель реверса при встрече створки с препятствием.
Кривошипно-шатунный механизм привода автоматических дверей, схематично
представленный на рис. 9.17, отличается наличием жесткой кинематической связи меж-
ду створками и обычно оснащается системой реверса с электронным датчиком типа
«антенна» , которая дублируется устройством, реагирующим на перегрузку двигателя.
Работает достаточно надежно и содержит небольшое количество деталей.
Рис.9.17 Кинематика при-
вода автоматических раз-
движных дверей с криво-
шипио-шатунным механиз-
мом: 1- створка; 2 - линейка
направляющая; 3 - стойка; 4 -
шатун; 5 - кривошип; 6 - при-
вод кривошипа
При качественном исполнении привод автоматических дверей с кривошипно-ша-
тунным механизмом хорошо себя зарекомендовал на практике. Имеет технологичную
конструкцию, но требует применения надежной системы автоматического реверса. При-
меняется в лифтах фирмы ОТИС и других фирм мирового рынка лифтовой продукции.
Механизм с отводным роликом и грузовым механизмом закрытия створок пред-
ставлен на рис.9.18. Так же, как и рассмотренные выше, механизмы обеспечивает сину-
соидальный закон движения створок и безударное завершение рабочего хода. Благодаря
наличию односторонней связи отводного ролика с упором каретки и грузовому меха-
низму закрытия обеспечивается достаточно высокий уровень безопасности пассажиров.
Рис.9.18 Кинематика привода автоматических дверей с отводным роликом: 1 - створка; 2 -
канат синхронизации движения створок; 3 - каретка; 4 - упор; 5 - ролик; 6 - водило; 7 - привод
водила; 8 - блок; 9 - канат; 10 - груз; 11 - направляющая груза
236
Применяется различными производителями на протяжении многих лет и хорошо заре-
комендовавл себя в работе.
Рассмотренные выше конструкции привода с синусоидальным законом измене-
ния скорости имеют достаточно сложное устройство и плохо используют скоростные
возможности привода. График изменения скорости далек от оптимального. Это стано-
вится наиболее заметно в скоростных лифтах.
В настоящее время наметилась устойчивая тенденция широкого распространения
более простых по кинематике механизмов с регулируемым электроприводом.
Основанием такой тенденции послужило применение микропроцессорных сис-
тем управления лифтами и создание привода переменного трехфазного тока с амплитуд-
но-частотным регулированием.
Ниже приводятся простые кинематические системы привода автоматических
дверей, рассчитанные на использование управляемого привода переменного и постоян-
ного тока.
Управляемый электропривод обеспечивает изменение скорости створок по трапе-
цеидальному закону.
В регулируемом приводе обычно используется обратная связь с использованием
датчика пути перемещения створок.
Автоматическое реверсирование движения створок при встрече с препятствием
обеспечивается на основе использования чувствительной электронной системы типа
«антенна» и инфракрасной фотоэлектронной системы контроля дверного проема. В не-
которых конструкциях включение реверса производится устройством, контролирую-
щим нагрузку двигателя.
Наиболее давнюю историю, вероятно, имеет механизм с тяговым канатом и кана-
товедущим шкивом (рис.9.19).
Рис.9Л9 Кинематика привода автоматических дверей с тяговым канатом: 1 - направляющая
линейка порога; 2 - башмачок створки; 3 - створка; 4 - отклоняющий блок; 5 - линейка направ-
ляющая; 6 - каретка; 7 - канат тяговый; 8 - натяжной блок; 9 - канатоведущий шкив(КВШ); 10 -
привод KBLU
Создание этой схемы явилось логическим развитием канатной системы синхро-
низации движения створок, которая испольуется и в настоящее время.
Синхронизирующий канат одновременно используется в качестве тягового и по-
лучает движение от канатоведущего шкива, установленного на выходном валу редукто-
ра управляемого электропривода.
237
Наличие фрикционной связи между тяговым канатом и КВШ делает такую сис-
тему более безопасной , чем рассмотренные выше механизмы.
Створки дверей кабины двигаются во взаимно-противоположных направлениях
благодаря кинематической связи с разными ветвями тягового каната. Необходимое
сцепление тягового каната с КВШ обеспечивается геометрическими характеристиками
его обода и начальным натяжением, которое создается посредством натяжного отклоня-
ющего блока, дополнительно увеличивающего угол обхвата шкива.
При достаточном начальном натяжении работа фрикционной передачи усилия
без скольжения каната может быть обеспечена даже при полукруглой канавке КВШ.
Регулировкой силы начального натяжения тягового каната можно обеспечить ог-
раничение силы сжатия створок на допустимом безопасном уровне.
На рис. 9.20 представлен винтовой привод автоматических дверей, который ис-
пользовался уже в 50-х годах. С появлением микропроцессорных систем управления
приводом масштабы его применения должны заметно увеличиться.
Рис.9.20 Винтовой привод автоматических дверей: 1- створка; 2 - линейка; 3 - канат синхро-
низации движения створок; 4 - контакт контроля притвора дверей штепсельного типа; 5 - элект-
родвигатель с регулируемой частотой вращения вала; 6 - муфта; 7 - гайка с направляющей втул-
кой; 8 - направляющая; 9 - винт ходовой
Несомненным достоинством такого решения является простота конструкции и
технологичность. Основу механизма составляет электродвигатель, непосредственно
вращающий ходовой винт и гайка, движущаяся по направляющим и кинематически свя-
занная со створками дверей кабины.
При использовании быстроходного ходового винта приходится считаться с повы-
шенными требованиями к его динамической уравновешенности с целью исключения
вибраций и шума. Однако все эти вопросы технически вполне разрешимы.
Наличие жесткой связи со створками требует использования весьма надежной
системы автоматического реверса.
Направляющая 8 уравновешивает реактивный момент гайки, исключая его пере-
дачу на створку дверей.
Работа привода контролируется автоматической системой управления с датчиком
перемещения створки.
Контакты контроля предельных положений створок могут не устанавливаться
при наличии надежной электронной системы управления с датчиком перемещения.
При применении управляемого привода хорошо зарекомендовал себя механизм,
в котором используются зубчатые ременные передачи.
238
Несомненным достоинством такого привода автоматических дверей является вы-
сокая плавность работы, бесшумность и простота конструкции ( рис. 9.21).
Рис.9.21 Привод автоматических дверей с ременной передачей: 1 - натяжная звездочка; 2 -
зубчатый ремень; 3 - штепсельный контакт контроля притвора; 4 - каретка створки; 5 - электро-
двигатель; 6 - промежуточная ременная передача
Основу конструкции механизма привода составляет зубчатый ремень 2, передаю-
щий движение створкам за счет жесткого соединения их с верхней и нижней его ветвя-
ми. Ремень 2 получает движение от зубчатого шкива промежуточной зубчатой ременной
передачи.
Наличие зубьев на ремне обеспечивает его взаимодействие со шкивами без про-
скальзывания. В связи с этим такой привод нуждается в надежной системе ограничения
усилия сжатия створок и электронного устройства автореверса.
Рассмотренные выше механизмы привода автоматических дверей с регулируе-
мым приводом объединяет наличие линейной зависимости между частотой вращения
вала двигателя и скоростью движения створок. Это обстоятельство делает необходимым
применение той или иной системы программного управления процессом разгона и за-
медления створок до полной плавной остановки.
Путем программирования микропроцессорного управляющего устройства мож-
но получить практически любой закон диаграммы изменения скорости створок.
Расчет таких механизмов привода предполагает трапецеидальный характер из-
менения скорости при программно установленных заданных ускорений разгона и тор-
можения створок.
Рассмотрим основы методики расчета привода автоматических дверей на приме-
ре механизма с зубчатым ремнем ( рис. 9.21 ).
l	.Ha основе опыта проектирования и предварительных проработок определить
основные параметры конструкции кабинных и шахтных дверей.
2	.Рассчитывается сопротивление движению створок дверей кабины и шахты.
Суммарное сопротивление движению створок дверей кабины и шахты
= (лк 'WK + пш Win}'& б , Н,	(9.2)
где пк, пш - число створок дверей кабины и шахты; WK, Win - сопротивление дви-
жению створки дверей кабины и шахты, Н.; КБ = 1,15-И,25 - коэффициент, учитываю-
щий сопротивление движению башмачков створок.
Сопротивление движению створки дверей кабины
Ик+»п~ GK g ,Н,	(9.3)
239
Сопротивление движению створки двери шахты:
а) при наклонных линейках
(9.4)
б) при горизонтальных линейках шахтных дверей и грузовом закрытии
где DP - диаметр ролика каретки, см; dT- диаметр трения подшипника ролика, см;
/лк - коэффициент трения качения ролика, см. (/iK =0,04) см для капронового обода ро-
лика); =0,002 - приведенное значение коэффициента трения в подшипниках качения
ролика; Сш - масса створки двери шахты, кГ; а - угол наклона линейки створки двери
шахты, гр. (а = 2° 38’ примерное значение угла наклона линейки); Кг~ 1,5 - коэффици-
ент запаса силы тяжести закрывающего груза.
3	.Определяется скорость движения створок.
Скорость открытия створок дверей определяется с учетом ширины дверного про-
ема и расчетной скорости движения кабины лифта по рекомендациям, принятым в рас-
чете вертикального транспорта.
Расчетное значение скорости должно приниматься с учетом допустимой величи-
ны кинетической энергии приведенной массы створок ( формула 9.1).
Предварительно, величина скорости может быть определена в зависимости от
ширины дверного проема и требуемой величины времени открытия дверей
^с=Т~,м/с,	(9.6)
zc
где Ьс - ширина дверного проема, м; tc = 1 -е- 2,5- время открытия дверей (боль-
шие значения для многостворчатых дверей при широком дверном проеме).
4	) Рассчитывается мощность и определяются параметры двигателя
МБ- 10 , кВт,	(9.7)
чм
- коэффициент полезного действия механизма ( величина КПД зависит от
типа используемой механической передачи и может изменяться от 0,75 до 0,92).
Обычно мощность привода дверей не выходит за пределы диапазона 0,18 - 0,4
кВт.
В зависимости от принятой системы управления выбирается двигатель постоян-
ного или переменного трехфазного тока соответствующей мощности.
По каталогу определяются его основные характеристики.
Проверяется соответствие величины скорости створок допускаемой величине ки-
нетической энергии
240
где [Хс] = 1ОДЖ - допускаемое ПУБЭЛ значение величины кинетической энер-
гии створок дверей; тс - приведенное значение массы движущихся створок, кГ; 1С - при-
веденное значение момента инерции вращающихся частей привода, кГм2; DP- - макси-
мальное значение величины частоты вращения вала двигателя, об / мин.
6.	Определяется передаточное число редуктора.
л'Дзд'”,,
60VCP
(9-9)
где VCP - расчетное значение скорости, принятое по критерию допускаемой вели-
чины кинетической энергии створок, м/с; пн - номинальная величина частоты вращения
вала двигателя, об / мин; D3B - диаметр звездочки передачи с зубчатым ремнем, м.
7.	Выбирается тип механической передачи и определяются ее параметры с уче-
том требуемого значения величины передаточного числа и мощности привода.
8.	По заданной программе изменения скорости створок дверей определяется вре-
мя разгона и торможения: tmJT
9.	Рассчитываются пути разгона, установившегося движения и торможения
с _ ^СР , о _ vcp с _ t _с _ с
- 2 1р ;	“ 2 1т
(9.10)
10.	Уточняется время открытия створок дверей
Sy
tCp -tP+tT +-~
VCP
(9.11)
Расчет привода автоматических дверей с механическим способом управления ди-
аграммой скорости движения створок производится аналогичным способом с некоторы-
ми особенностями, связанными с нелинейным характером функциональной зависимос-
ти скорости створок от частоты вращения вала двигателя.
241
10. НАПРАВЛЯЮЩИЕ
Направляющими называются неподвижно установленные в шахте стальные
рельсы, расположенные по боковым сторонам кабины (противовеса), которые гаранти-
руют прямолинейное движение без поперечного раскачивания и обеспечивают постоян-
ство безопасных зазоров между подвижными и неподвижными частями оборудования в
шахте лифта.
В лифтах прямого действия, в которых поршень соединен непосредственно с ра-
мой кабины, обычно имеются две направляющие, расположенные таким образом, что-
бы на их плоскость приходился центр тяжести кабины.
Кабины грузовых и автомобильных лифтов повышенной грузоподъемности мо-
гут перемещаться по нескольким, расположенным по боковым сторонам, парам направ-
ляющих.
В лифтах с гидроцилиндром непрямого действия необходимо наличие направля-
ющей кабины и головки штока с отклоняющими блоками. При применении телескопи-
ческих гидроцилиндров каждая секция оборудуется специальной рамой с башмаками,
скользящими по направляющим.
Вместо установки двух пар направляющих, одной для кабины и другой для
головки штока, можно обойтись одной парой направляющих для обоих элементов лиф-
та.
Для обеспечения идеального выравнивания и необходимой прочности системы
направляющие с помощью скоб или кронштейнов крепятся к конструкции лифтовой
шахты.
В аварийных режимах посадки на ловители направляющие служат прочной осно-
вой для плавного торможения и надежного удержания кабины (противовеса) до момен-
та снятия с ловителей. Возникающие при этом значительные динамические нагрузки
непосредственно воспринимаются направляющими и устройствами их крепления в
шахте.
В нормальных рабочих режимах направляющие воспринимают силы нормально-
го давления башмаков, которые связаны со смещением центра масс груза, кабины и точ-
ки приложения подъемного усилия относительно центральной точки в плоскости на-
правляющих.
Значительные нагрузки могут действовать на направляющие при загрузке кабин
грузопассажирских и грузовых лифтов средствами напольного транспорта.
От прочности, жесткости и точности установки направляющих зависит надеж-
ность и безопасность работы лифта. В связи с этим раздел 5.3 ПУБЭЛ предъявляет ряд
специальных требований к конструкции направляющих[ 20 ]. Аналогичные требования
содержатся в европейском стандарте EN81.1/1 [ 21].
ЮЛ. Конструкция и установка направляющих в шахте.
Направляющие изготавливаются из стального проката специального таврового
профиля с увеличенной толщиной головки.
Европейские металлургические предприятия предлагают широкую номенкла-
туру типоразмеров направляющих с различным качеством обработки головки.
Отечественные производители аналогичного профиля предлагают значительно
более ограниченный ассортимент продукции (см.рис.10.3).
242
Для иллюстрации на рис. 10.1 и рис. 10.2 представлены параметры профиля по-
перечного сечения направляющих, поставляемых итальянским металлургическим пред-
приятием MARAZZI для гидравлических и электрических лифтов различных фирм.
Направляющие, полученные методом холодной прокатки, изготавливаются из
стали Fe 360В с пределом прочности на растяжение 370 Н/мм2. Рабочая поверхность го-
ловки направляющей не подвергается дополнительной механической обработке. В свя-
зи с этим уровень шероховатости поверхности не лимитируется (рис. 10.1).
GF2
отверстия и шип стыка
направляющей
GL	ISO 7465 od.O9/97	ы	hi	h	k	n-	с	9	p	ml	m2	fl	12	d	dl	1	,ЬЗ\	t2	13
		«/0.5	♦/-О.2		♦/-0.15				♦/•0,5	♦0,06 0	0 -0,06	+/-0.10	+/-О.Ю				+/-0.3	♦/-0,2	♦/-0.2
GL445	Т45/А	45	45	•	5	-	-	-	5	2	1.95	2,5	2	9	-	•	25	65	15
GL505	Т50/А	50	50	-	5	-	-	•	5	2	1.95	2.5	2	9	•	-	30	75	25
GL5O6	-	50	50	-	6	*	•	-	6	3	2,95	3.5	3	9	•	-	30	75	25
GL6O7	-	60	60	-	7	-	*	-	7	3	2.95	3.5	3	11	-	-	38	75	25
		♦/-1,5	♦/•0,1	♦/•0,1	♦0,1/0				♦/-0,75	♦0.06 0	0 -0.06	+/-0.Ю	♦/-0,10			♦3/O	+/-0.2	♦/•0.2	♦/-0,2
GL7O8	Т 70-2/А	70	70	69	8	-	*	-	8	3	2,95	3.5	3	13	-	128	42	105	25
GL8O9	-	80	80	79	9	•	a	-	9	3	2.95	3,5	3	13	-	128	42	105	25
GF1	ISO 7465 od.09/97	Ы	hl	h	k	n		9	p	ml-	m2	fl	12	d	di	1	b3	12	13
		♦/0.5	♦/-0.2		♦/-0.15	♦3/0			♦/-0,5	♦0.06 0	0 -0.06	♦/-0.10	♦/•0.10				♦/-0,3	+/•0,2	+/-O.2
GF509	-	50	50	-	9	35	7,5	-	6,5	3	2,95	3,5	3	9		-	30	75	25
		♦/-1,5	♦/-0,1	♦/0,1	♦a vo	+3/0			♦/-0,75	♦0,06 0	0 -0.06	♦/-0.10	♦/-0,10			♦3/0	♦/-0.2	♦/-0.2	+/-0.2
GF765	T 70-1/A	70	65	64	9	34	6	-	7	3	2,95	3,5	3	13	-	128	42	105	25
GF77O	-	70	70	69	9	35	8	•	8,5	3	2,95	3,5	3	13		123	43	90	30
GF755	-	75	55	54	10	30	7,5	•	7,5	3	2.95	3.5	3	13	-	123	43	90	30
GF762	T 75-3/A	75	62	61	10	30	8	-	7.5	3	2.95	3,5	3	13	-	123	43	90	30
GF2	ISO 7465 ed.09/97	Ы	hl	h	k	n	c	9	f	ml	m2	fl	12	d	di	1	b3	12	13
		♦/0,5	+/-O.2		♦/-0,15	♦3/0		♦/-0.75		*0,06 0	0 -0.06	+/-0.10	+/-0.Ю				♦/-0,3	♦/•0,2	+/-0.2
GF654	-	65	54	•	8	20	5	4	6	2	1,95	2,5	2	11	-	-	38	75	25
		+/-1,5	♦/0,1	♦/-0,1	♦0,1/0	♦3/0		+/-0,75		♦0.06 0	0 •0,06	♦/•0.10	♦/•о,ю			+3/0	+/-0l2	+/-0.2	♦/•0.2
GF829	T82/A	82.5	68,25	66.6	9	25,4	7,5	6	8,25	3	2.95	3.5	3	13	26	111	50,8	81	27
GF890	T89/A	89	62	61	15,88	33.4	10	7,9	11,1	6,4	6,37	7,14	6.35	13	26	156	57,2	114,3	38,1
GF965	-	90	65	64	14	35	10	8	10	6.4	6,37	7,14	6,35	13	26	156	57.2	114,3	38,1
GF975	T90/A	90	75	74	16	42	10	8	10	6,4	6,37	7.14	6.35	13	26	156	57.2	114.3	38,1
Gms	TI25/A	125	82	81	16	42	10	9	12	6,4	6,37	7,14	6,35	17	33	156	79.4	114,3	38.1
Рис. 10.1 Направляющие фирмы MARAZZI, полученные методом холодной прокатки
(сталь Fe 360В)
243
Тип направляющей имеет буквенное и цифровое обозначение по системе ISO
7465. ed.09/97.
Направляющие, полученные методом холодного проката, применяются в конст-
рукции некоторых моделей грузовых лифтов с малыми рабочими скоростями кабины,
не превышающими 0,4 м/с, и не оборудованных ловителями.
Наиболее широко применяются направляющие с механической обработкой голо-
вки по технологии обычного (код GM) и высокого качества(код GE) (рис. 10.2). Они из-
готавливаются из стали марки Fe430 с пределом прочности при растяжении 520 Н/мм2.
GM - GE	отверстия и шип стыка
направляющей
	ISO 7465	ы	ы	h	к	П	С	9	f	ml	m2	и	f2	d	dl	1	ЬЗ	12	13
vM	ed.09/97	♦/-1,5	*/•0.75	*/-0,1	♦0.VO	+3/0		♦/-0.75		♦0,06 0	0 •0,06	♦/-0.Ю	♦/-0.Ю			*3/0	*/•0.2	*/-0,2	*/•0.2
GM09O	Т89/В	89	62	6)	15,88	33,4	10	7,9	П,1	6,4	6.37	7,14	6,35	13	26	156	57.2	114,3	38,1
GM975	Т90/В	90	75	74	16	42	10	8	10	6,4	6.37	7.14	6.35	13	26	156	57.2	114,3	38,1
GM125	Т125/В	125	82	81	16	42	10	9	12	6.4	6.37	7.14	6,35	17	33	156	79.4	114.3	38,1
GM127-1	Т 127-VB	127	88,9	88	15,88	44,5	10	7,9	В,1	6,4	6,37	7.14	6,35	17	33	156	79,4	114,3	38.1
GM127-2	1127-2/В	127	88,9	88	15.88	50,8	10	12,7	15.9	6.4	6,37	7.14	6,35	17	33	156	79,4	114,3	38,1
GM127-3	•	127	88,9	88	15,88	50,8	14	12,7	15,9	6,4	6.37	7,14	6.35	17	33	156	79,4	114,3	38,1
GM140-1	Т 140-1/8	140	108	107	19	50.8	12,7	12,7	15,9	6,4	6,37	7.14	6.35	21	40	193	92,1	152.4	31,8
GM14O-2	Т140-2/В	140	102	101	28,6	50,8	17,5	14,5	17,5	6.4	6,37	7.14	6,35	21	40	193	92,1	152.4	31,8
Механически обработанные направляющие
повышенного качества, для скоростных лифтов (V > 2 м / с)
	ISO 7465	bl	hl	h	к	n	c	9	f	ml	m2	tl	12	d	di	1	b3	12	13
ut	ed.09/97	♦/-1.5	♦/•0.75	♦/•0.05	*0.05 0	♦3/0		♦/-0.75		*0,03 0	0 •0,03	+/-0.Ю	♦/-0.10			+3/0	*/-0,2	♦/-0.2	+/-O.2
G6125	Г 125/M	125	82	81	16	42	10	9	12	6.4	6,37	7.14	6,35	17	33	156	79,4	114.3	38.1
GE127-1	T127-1/M	127	88.9	88	15,88	44.5	10	7,9	11.1	6,4	6,37	7.14	6.35	17	33	156	79.4	114.3	38,1
GEI27-2	T127-2/M	127	88.9	88	15,88	50.8	10	12,7	15.9	6,4	6,37	7.14	6.35	17	33	156	79,4	114,3	38.1
GEI27-3	•	127	88.9	88	15,88	50,8	14	12.7	15,9	6,4	6.37	7.14	6.35	17	33	156	79,4	114.3	38.1
GEI40-1	T WO-I/M	140	108	107	19	50,8	12.7	12.7	15,9	6,4	6.37	7.14	6.35	21	40	193	92,1	152,4	31,8
GEI4O-2	T 140-2/M	140	102	101	28.6	50,8	17.5	14,5	17.5	6,4	6,37	7.14	6,35	21	40	193	92.1	152,4	31,8
ПРИМЕЧАНИЕ: Направляющие типа GE изготовлены
с учетом ISO7465 Class Be ’’ Направляющие
высокого качества механической обработки”
Рис. 10.2 Направляющие фирмы MARAZZI с механической обработкой головки
(сталь Fe 430В)
244
Направляющие с обработкой высокого качества рекомендуются для применения
в лифтах при скорости кабины более 2 м/с.
Концевые части направляющих имеют фрезерованные опорные поверхности с
отверстиями для крепления стыковых накладок. При этом строго обеспечивается посто-
янство расстояния до головки профиля и перпендикулярность обработанной опорной
поверхности боковым граням головки.
Для обеспечения соосности стыкуемых отрезков направляющих с одной стороны
имеется паз шириной ml, а с другой - шип толщиной m2.
Подготовленные таким образом отрезки направляющих легко стыкуются.
Для обеспечения равнопрочности стыка и направляющей применяются специ-
альные стыковые накладки (рис. 10.3).
Рис. 10.3 Конструкция стыка отрезков направляющих
Соблюдение условия равнопрочности стыка и направляющей позволяет разме-
щать его в любом месте пролета между опорами крепления к шахте за исключением
мест крепления.
На стадии изготовления особое внимание уделяется обеспечению строгой прямо-
линейности головки направляющей, перпендикулярности боковых поверхностей голо-
вки её опорной части.
Поверхности, по которым должны скользить направляющие ползуны, обрабаты-
ваются по высокому классу чистоты с микронеровностями от от 1,6 до 6,3 мкм. Эти тре-
бования должны выполняться, если кабина (противовес) лифта имеет скорость более 0,4
м/с или оборудована ловителями независимо от скорости.
Торцевая и боковые поверхности головки направляющей обрабатываются фрезе-
рованием или протяжкой. В последнем случае, они называются калиброванными.
Основные требования к качеству изготовления направляющих итальянской фир-
мы MARAZZI отражены в данных таб. 10.1.
Расчетные механические характеристики направляющих этой фирмы приведены
в таб. 10.2.
Основные размеры и механические характеристики направляющих отечествен-
ного производства представлены данными таб. 10.3. Для удобства сопоставления пара-
метров зарубежных и отечественных направляющих обозначения величин в таблице
10.3 соответствуют принятым в таб. 10.1.
245
246
Таблица ЮЛ Технические характеристики направляющих
Техническ					ие характеристики							колодный прокат	мехтигмукх! обрабкгпса	аыгасое качество
												GL-GF	GM	GE
чистота обработки	С					«1>						вдоль	16-6,3	<=1,6	<=1,6
											попер.		1.6-3.2	1.6-3.2
линейность	у	f										В/А	0,0014	0.0010	0,0004
		— А											В/5м	2 ми	1 ми	0,5 ми
кручавк											У	407м	307м	157м
перпендику- лярность	J		L''		,7						а	Ю*	5‘	5'
											Р	15*	15’	15*
														
параллель- ность						L			и J			Р	0.2	0,2	0,1
централь- ность				С-		U		-0			C-D	+/- 0,10	+/- 0,10	+/- 0,05
							Г							
Таблица 10.2 Механические характеристики
направляющих
код	ISO 7465 ed.09/97	S	ql	е	Ьос	WXX	Ьос	>УУ	Wyy	ПТУ
		cm2	цлп	от	ОТ4	cm3	от	от4	cm3	от
GL445	Т45/А	4,25	3,34	1.31	8.08	2,53	1,38	3,84	1,71	0.95
GL505	Т50/А	4,75	3,73	143	11,24	3,15	1,54	5,25	2,1	1,05
GL5O6	-	5,64	4,44	1.47	13,13	3,72	1,53	6.33	2,53	1.06
GL6O7	*	7,91	6,23	1.76	26,58	6,27	1,83	12,75	4,25	1,27
GL708	Т70-2/А	10,52	8,26	2,02	47,43	9,63	2,12	23,13	6,61	1,48
GL8O9	•	13,59	10,7	2.33	81,5	14,37	2,45	38,83	9.71	1.69
GF5O9	-	7,04	5,54	1,7	17,33	5,25	1,57	7.01	28	1
GF765	T70-VA	451	7,47	204	41.3	9,24	2,09	18,65	5,35	1,4
GF77O	•	11,22	8,63	2,11	52,77	10,79	2.17	24,62	7,03	1.48
GF755	•	9,94	7,82	1,63	28,56	7,39	1.7	26,67	7,11	1,64
GF762	Т 75-3/А	10,99	8,63	1,86	40,35	9,29	1,92	26,49	7,06	1.55
GF654	•	6.3	4,96	1,7	20,18	5,45	179	10,51	3,23	1,29
GF829	Т82/А	10,9	8,55	1,98	49,4	10,2	2.13	30,5	7.4	1.67
GFGM89O	Т89/А/В	15.7	12,3	2,02	59,52	14,25	1.95	524	11.8	1,83
GF965	•	15,1	11,88	2,06	6277	14,12	2,04	5298	11,77	1.87
GFGM975	Т90/А/В	17,25	13,55	2,61	102	20,87	2,43	526	11.8	1.75
GFGMGE125	TI25/A/B/BE	22.83	17.9	2,43	151	26,2	2.57	159	25,4	2.64
GM GE127-1	Т 127- 1/В/ВЕ	22,64	17,77	2,75	186,2	30,4	2,87	148	23,4	2,56
GMGEU7-2	Т 127-2/В/ВЕ	28,63	22,48	2.47	198,4	30,9	2.63	230	36,2	2,83
GMGEU7-3	-	29,56	23,26	2,47	199,4	31,05	2,60	234,3	36,9	2.82
GMGEWM	Т 140- 1/В/ВЕ	35.2	27,6	3.24	404	53,4	3.39	310	44,3	2,97
GMGE140-2	Т 140-2/В/ВЕ	43,22	32,92	3.47	457	68	3,25	358	51,2	2,88
л
Лифтовые направляющие таврового профиля собираются из отрезков длиной 4-
5м из условия удобства транспортировки.
На монтаж направляющие поступают пакетами по несколько штук.
Для исключения повреждения и коррозии торцевых частей направляющих ис-
пользуется пленочное покрытие или одеваются специальные пластмассовые колпачки,
исключающие непосредственный контакт боковых поверхностей направляющих в про-
цессе транспортировки и доставки на объект монтажа (рис. 10.4).
247
упаковка торцов
Рис. 10.4 Упаковка направляющих в состояние поставки фирмой MARAZZI
Крепление направляющих в шахте производится с шагом 2 - 3,5 м с помощью
специальных кронштейнов, жестко связанных со стеной или металлическим каркасом
шахты.
Соединение направляющей с кронштейном может быть жестким или подвижным
с помощью прижимных планок.
Предпочтение отдается подвижному креплению направляющих к опорным крон-
штейнам, исключающему опасность их искривления при осадке конструкции здания и
в связи с температурными деформациями.
Способы крепления кронштейнов зависят от конструкции шахты.
В металлокаркасной шахте, кронштейны закрепляются на ее несущих элементах
и конструкциях межэтажных перекрытий, включая лестничные марши.
Установка кронштейнов в глухой шахте с кирпичными или бетонными стенами
осуществляется несколькими способами (см. Рис. 10.5.).
В зданиях из сборного или монолитного железобетона кронштейны могут кре-
питься к предварительно установленным закладным элементам или дюбелями
(Рис.10.5а,Ь).
Крепление к элементам, закладываемым в ниши стен, с последующей заливкой
цементным раствором, может производиться в кирпичных или железобетонных шахтах
(Рис.10.5Ь).
Частичная разгрузка узлов крепления направляющих от действия продольных
сил может быть обеспечена упором направляющих в пол приямка шахты. При этом ни-
жняя часть направляющей крепится болтами к специальной опорной анкерной раме
(рис.10.6)
Шаг крепления направляющих к ограждению шахты зависит от грузоподъемно-
сти, а в ряде случаев может соответствовать шагу межэтажных перекрытий.
Расстояние между головками направляющих по ширине шахты должно точно со-
ответствовать проектному значению с допускаемым отклонением +1 мм по всей высо-
те шахты.
При вертикальной установке направляющих отклонение от вертикали при высо-
те до 50 м не должно превышать 1 мм на 1 м высоты.
Максимальное отклонение от прямолинейности не должно превышать 2,5 мм на
длине в 5 м.
248
b)
с)
Рис. 10.5 Способы подвижного крепления направляющих в глухой шахте: а - с закладными
элементами; b - дюбелями; с - с элементами, установленными в нишах стены
10.2. Расчет направляющих.
Прочностной расчет направляющих производится с учетом нагрузок действую-
щих в нормальных эксплуатационных режимах и при посадке на ловители.
В связи с тем, что в нашей стране применяются гидравлические лифты, в значи-
тельной мере укомплектованные узлами зарубежного производства, целесообразно бо-
лее подробно рассмотреть методику прочностного расчета направляющих, принятую
европейским стандартом EN81.1/2(Правила безопасности по устройству и установке
лифтов) [20].
В отличие от действующего в России ПУБЭЛ[19] европейский стандарт регла-
ментирует методику расчета с подробностями, позволяющими унифицировать требова-
ния к прочности и жесткости направляющих, используемых различными фирмами, про-
изводящими гидравлические и электрические лифты.
Приведенная в EN81.1/2 методика в значительной мере аналогична используемой
в отечественном лифтостроении [ 6 ], однако с некоторыми отличиями, представляющи-
ми практический интерес.
249
Рис.10.6 Крепление на-
правляющих гидравличе-
ского лифта с упором в
пол приямка
Направляющие и узлы их крепления к конструкции
шахты должны выдерживать приложенные к ним нормальные
эксплуатационные и аварийные нагрузки в целях безопасной
эксплуатации лифта.
В связи с этим необходимо обеспечить прочность и до-
статочную жесткость направляющих.
Прогиб направляющих в любом поперечном направле-
нии должен быть ограничен так, чтобы не происходило само-
произвольного отпирания дверей кабины, не нарушалась нор-
мальная работа устройств безопасности и полностью исклю-
чалась возможность взаимного столкновения подвижных час-
тей лифта.
Для таврового профиля направляющей расчетная вели-
чина прогиба в середине пролета не должна превышать:
5 мм в плоскости направляющих и в поперечном на-
правлении, если кабина, противовес и уравновешивающий
груз оборудованы ловителями;
10 мм в аналогичных случаях, но при отсутствии лови-
телей.
Нагрузка кабины не должна превышать расчетное но-
минальное значение.
Расчет направляющих производится по допускаемым
нормальным напряжениям с учетом поперечного изгиба в
двух плоскостях и продольного изгиба под действием тормоз-
ной силы ловителей.
Величина допускаемого нормального напряжения оп-
ределяется в зависимости от предела прочности материала направляющей с учетом ко-
эффициента запаса прочности:
г 1 Ь
[ст] = — Н/мм2,
п
(10.1)
где <зь - величина нормального напряжения прочности при растяжении, Н/ мм2;
п - величина коэффициента запаса прочности (таб.10.4).
Таблица 10.4 Коэффициент запаса прочности для направляющих
Расчетные случаи нагружения	Относительное удлинение (А5)	Коэффициент за- паса прочности
Нормальные условия эксплуатации "Э”	As > 12%	2,25
	8% <. Л5 < 12%	3,75
Срабатывание ловителей “АЛ”	Л5 > 12%	1.8
	8% < As < 12%	3,0
Примечание: Стальной прокат с относительным удлинением менее 8% считается слишком хруп-
ким и для направляющих не должен применяться.
250
Для направляющих, изготовленных с учетом требований стандарта ISO 7465,
величина допускаемых нормальных напряжений может определяться по данным
таб. 10.5.
Для направляющих отечественного производства величина допускаемых нор-
мальных напряжений может рассчитываться по соответствующей величине напряжения
предела прочности при растяжении и коэффициенту запаса, принимаемому по таб. 10.4.
Расчет направляющих отечественного производства может проводиться по методике,
принятой в проектных лифтовых организациях России [ 6 , см. раздел 4.2]. Результаты
расчета различными методами будут сопоставимыми.
Таблица 10.5 Допускаемые нормальные механические напряжения [ст], Н/мм2
10.2.1. Предварительные условия и допущения, принятые при расчете направля-
ющих
Предел прочности »Н/мм2 Режим работы	370	440	520
Нормальные условия эксплуатации “Э”	165	195	230
Срабатывание ловителей “АЛ”	205	244	290
Номинальный груз Q считается неравномерно распределенным по площади пола
кабины.
Предполагается, что в нормальном эксплуатационном режиме “Э” и при срабаты-
вание ловителей “АЛ ” номинальный груз Q равномерно распределен на участке, со-
ставляющем 3/4 площади пола кабины наиболее неблагоприятным для нагружения на-
правляющих образом.
В отечественной практике проектирования принято условие равномерного рас-
пределения расчетного груза на 1 / 2 площади поля в форме треугольника. Аналогичное
условие принято в Италии.
В специальных случаях применения лифта условия распределения груза могут
предварительно оговариваться на стадии согласования вопросов, связанных со специ-
фикой условий применения, назначением и местом монтажа лифта.
Равнодействующая сил тяжести груза массой Q совпадает с центром тяжести
площади распределения груза (прямоугольник, треугольник или более сложная фигура
для обзорной кабины).
Точкой приложения равнодействующей сил тяжести Р кабины и присоединенных
к ней элементов, таких как часть подвесного кабеля и уравновешивающих цепей, если
они применяются, является центр тяжести кабины.
При загрузке кабины грузопассажирского или грузового лифта средствами на-
польного транспорта на центральную часть порога действует сосредоточенная сила РТ:
для лифтов грузоподъемностью менее 2500 кГ, установленных
в жилых зданиях, больницах, офисах и гостиницах - ?т ~ М • g • Q s Н; (10.2)
для лифтов грузоподъемностью более 2500 кГ - Рт = 0,6 • g • Q , Н; (10.3)
251
для лифтов грузоподъемностью более 2500 кГ, загружаемых
вилочным погрузчиком - ?т ~	S 'Q , Н. (10.4)
Предполагается, что при воздействии силы РТ кабина пустая.
В проходных кабинах с несколькими загрузочными проемами сосредоточенная
сила РТ прикладывается к порогу того входного проёма, где ее действие вызывает на-
ибольшие изгибающие нагрузки направляющих.
Схема приложения внешних нагрузок в характерных точках пола кабины приве-
дена на рис. 10.7.
Предполагается, что при срабатывании ловителей или других средств безопасно-
сти тормозная сила распределяется равномерно по направляющим.
v
Рис. 10.7 Схема приложения внешних
нагрузок в характерных точках пола
кабины: а, d - расчетное распределение
груза на площади пола кабины; b - поло-
жение равнодействующей силы тяжести
пустой кабины Рк; с - положение сосредо-
точенной силы Рт при загрузке кабины на-
польным транспортом
а)	d)
При наличии нескольких ловителей, расположенных по вертикали и действую-
щих на одну направляющую, суммарная сила торможения приложена в одной точке.
Величина расчетной продольной тормозной силы, действующей на каждую на-
правляющую, должна определяться по следующей общей формуле:
N
,Н,
(10.5)
где кд - коэффициент динамичности, определяемый по данным таб.10.6;
Z - число направляющих кабины; (Ж - масса порожней кабины вместе с присое-
диненной к кабине частью подвесного кабеля, кГ; g - 9,81 - ускорение свободного паде-
ния, м/с2.
При наружной установке лифтов с обзорными кабинами должны учитываться ве-
тровые нагрузки W, действующие на поверхность кабины в поперечном, а для скорост-
ных лифтов и в продольном направлении. Величина ветровой нагрузки определяется с
учетом климатических условий района установки лифта и согласуется с проектировщи-
ком здания.
252
Таблица 10.6 Коэффициент динамичности
Условие динамического воздействия:	Кд
срабатывание клиновых ловителей или зажимного устройства резкого торможения	5
срабатывание ловителей , зажимного устройства роликового типа или фиксатора с амортизатором энергонакапливающего типа	3
срабатывание ловителей, зажимного устройства плавного торможения или фиксатора энергорассеивающего типа	2
срабатывание разрывного клапана гидравлического лифта	2
удар при движении (например: при загрузке напольным транспортом)	1.2
В качестве расчетных режимов нагружения направляющих рассматриваются сле-
дующие:
нормальный рабочий режим движения груженой кабины с установившейся ско-
ростью, загрузка и разгрузка кабины средствами напольного транспорта; “Э”
срабатывание ловителей кабины, клапана разрыва трубопровода или другого ус-
тройства, производящего торможение движущейся кабины “АЛ”.
10.2.2. Методика расчета направляющих на прочность и жесткость в рабочем и
аварийном режиме торможения средствами безопасности
При обоснованиии выбора направляющих следует учитывать, что они должны
выдерживать действие поперечных сил давления направляющих башмаков кабины в
нормальных рабочих режимах и продольных сил в аварийных ситуациях срабатывания
тормозных устройств безопасности с гарантией обеспечения расчетных запасов прочно-
сти и допустимой величины прогиба.
Как было показано выше, поперечные нагрузки направляющих в нормальных ра-
бочих режимах “Э” определяются эксцентричностью положения груза и центра массы
кабины, а также воздействием средств напольного транспорта на порог кабины при ее
загрузке и разгрузке.
В аварийных ситуациях режима “АЛ ” на направляющие действуют продольные
тормозные усилия от ловителей или других блокировочных устройств безопасности.
При строгом подходе к расчету направляющую можно рассматривать как нераз-
резную многопролетную балку, закрепленную на многочисленных упругих опорах, на-
груженную внешними силами, изменяющимися во времени с различной интенсивнос-
тью, в одном или двух смежных пролетах.
Невозможность установить с достаточной точностью величину нагрузок, дейст-
вующих на направляющие при нормальной работе лифта и тем более, при срабатывании
тормозных или блокировочных устройств, а также неопределенность действующих свя-
зей, приводит к необходимости применять упрощенные гипотезы и расчетные методы [
6,22 ].
Отсюда вытекает потребность, отмечаемая всеми законодателями, в определении
норм или схем расчетов, которым должны следовать изготовители лифтов.
253
Рис. 10.8 Схема нагружения пролета на-
правляющей центрально расположенной
поперечной силой
Если некоторые нормы дают нам диа-
граммы и таблицы, позволяющие определять
размеры направляющих в зависимости от ве-
са кабины, ее грузоподъемности и от рассто-
яния между креплениями, то другие устанав-
ливают более или менее сложные эвристиче-
ские методы расчета [6].
Так, по принятым в Италии нормам,
каждая направляющая, рассматриваемая как
однопролетная статически определимая бал-
ка, должна выдерживать с коэффициентом
запаса прочности не выше 4 и стрелой про-
гиба не более 7 мм, поперечные нагрузки не
менее 800 Н в плоскости направляющих и
400 Н в перпендикулярном направлении.
Кроме того, при напряжениях, не превышаю-
щих предела упругости, направляющие
должны выдерживать воздействие тормозно-
го усилия ловителя.
Применение методов строительной механики к расчету многопролетной нераз-
резной балки позволяют получить максимально приближенную к реальности картину
изменения эпюры изгибающего момента в пролете, загруженном поперечной силой, ко-
торая свидетельствует о возможности расчета направляющей как статически определи-
мой двухопорной балки с расчетным пролетом меньшим расстояния между её опорами
(рис. 10.8).
Приведенная в европейском стандарте EN81.1/2 методика расчета исходит из до-
пущения о возможности замены многопролетной расчетной схемы направляющей экви-
валентной схемой двухопорной статически определимой балки, пролет которой состав-
ляет 3/4 фактической величины пролета. Уменьшение расчетного пролета позволяет в
определенной степени учесть влияние жесткости рядом расположенных пролетов [6;
21].
Расчетные схемы направляющей в режиме нормальной работы “Э” и режиме ава-
рийной посадки на ловители “АЛ” приведены на рис. 10.9.
В нормальном рабочем режиме, а также в тех случаях, когда кабина не оборудо-
вана ловителями, направляющие следует рассчитывать только с учетом изгибающих на-
пряжений, вызванных действием поперечных сил.
В режиме срабатывания тормозных устройств безопасности расчет направляю-
щих должен производиться с учетом изгибающих напряжений от действия поперечных
сил и напряжений продольного изгиба.
При расчете изгибающих напряжений предполагается, что линия действия попе-
речных сил Nx, Ny проходит через точку нейтральной оси сечения направляющей, а из-
гибающие моменты действуют относительно главных осей инерции X и Y.
Напряжения изгиба определяются при расчете двухопорной статически опреде-
лимой балки с пролетом, составляющим 3/4 расстояния между опорами направляю-
щей:
254
3NX-L _MX
16 /x ' min " Wx
_3-Nr-L _MY
°Y~ 16 Iy min " Wy
, Н/мм2;
(10.6)
где Nx, Ny - поперечные силы давления башмаков на направляющую, Н; Мх, MY
- момент поперечных сил относительно оси X и Y, соответственно, Я-лш; Ix, IY - момент
Рис.10.9 Расчетные схемы направляющей: а - многопролетная неразрезная балка; b - эквива-
лентная двухопорная балка в нормальном рабочем режиме; с - режим посадки на ловители; с -
схема воздействия продольной тормозной силы ловителя
255
инерции поперечного сечения направляющей относительно осей X и У, мм4; WY -
момент сопротивления поперечного сечения относительно осей X и У, мм3; L -расстоя-
ние между опорами направляющей, мм; Xmin, Ymin - расстояние от нейтральной оси до
наиболее удаленной части поперечного сечения направляющей по оси X и Y.
При определении напряжений поперечного изгиба в рабочем режиме загрузки ка-
бины напольным транспортом изгибающие моменты определяется с учетом реального
положения башмаков кабины относительно опор направляющей.
Если величина моментов сопротивления сечения относительно осей X, Y опреде-
ляется по таблице сортамента направляющих(в таблицах приводятся минимальные зна-
чения WXmin, Wyminb а величина нормальных напряжений сг^ сгуне превышает допускае-
мого напряжения [сг ], то дальнейшую проверку прочности можно не производить. В
других случаях следует выяснить, на какой внешней кромке сечения направляющей
суммарные растягивающие или сжимающие напряжения достигают максимального зна-
Рис. 10.10 Эпюры нормальных напряжений в поперечном сечении направляющей
чения и сравнить их с допускаемым напряжением.
Для иллюстрации на рис. 10.10 представлены эпюры напряжений изгиба, вызван-
ные действием моментов Мх и Му. Направление действия моментов указано двойными
стрелками. Если смотреть с конца стрелки, момент действует против часовой стрелки.
Нетрудно заметить, что наибольшие сжимающие напряжения действуют в левой
крайней точке подошвы направляющей и составляют величину:
(^A'min 't'CTKmax)	(10.7)
Максимальное растягивающее напряжение изгиба соответствует верхней точке
головки направляющей и обусловлено действием момента Мх:
CTZ X max
(10.8)
Напряжения продольного изгиба определяются по методике” о которая преду-
256
сматривает предварительное определение величины коэффициента со, учитывающего
возрастание нормальных напряжений при продольном изгибе направляющей.
В отечественной практике применяется фактически аналогичная методика, толь-
ко вместо введения коэффициента увеличения напряжений при продольном изгибе со
вводится коэффициент уменьшающий эффективную площадь поперечного сечения
направляющей [ 6 ].
Величина напряжения продольного изгиба определяется по формуле:
N7 -со
° к	, Н/мм2,	(10.9)
где Nz - расчетная величина тормозной продольной силы, Н; S -площадь попереч-
ного сечения направляющей, мм2, о коэффициент увеличения механических напряже-
ний при продольном изгибе, который определяется в зависимости от показателя гибко-
сти направляющей.
Величина коэффициента гибкости направляющей определяется по известной
формуле:
, L
Я = —,	(10.10)
^min
где L - величина изгибаемого пролета направляющей (в запас устойчивости, при-
нимается равной расстоянию между опорами направляющей, тогда как фактическая
длина сжатой части направляющей составляет половину расчетного пролета Lp ), мм;
/т/„ - минимальное значение радиуса инерции поперечного сечения направляю-
щей, мм.
Величина коэффициента со определяется по аналитическим зависимостям, учи-
тывающим гибкость Л и предел прочности материала направляющей аь:
Для стали с пределом прочности сть = 370 Н/мм2:
20 <Х<,	60	® = 0,00012920-Л1,89+1	(10.11)
60 <Л<	85	(О = 0,00004627-Л2’14+ 1
85	П5	й> = 0,00001711-Л2,35+1,04
115	250 <о = 0,00016887-Л2’00
Для стали с пределом прочности аь = 520 Н/мм2:
20	<Л<	60	« = 0,000082400-Л2'06+ 1,021
60	<Л<	85	® = 0,00001895-Л214+1,05
85	<Л5	115	<о = 0,00002447-А2’36+1,04
115	250 са = 0,00025330-Л2,00
(10.12)
Если предел прочности материала направляющей отличается от указанных выше
значений, но находится в диапазоне между ними, величину коэффициента со можно оп-
ределить по формуле:
9 - 5771
257
^520 ~ ^370
520-370
370
(10.13)
Суммарное напряжение изгиба от действия поперечных сил рассчитывается так:
CTZ = ах + стг < [ст]	(10.14)
Суммарное напряжение поперечного и продольного изгиба равно :
CTZ	+ 0,9(стх+стг)<[ст]	(10.15)
Напряжение местного изгиба головки направляющей рассчитывается по форму-
ле, аналогичной той, которая используется при расчете подкрановых рельсов:
^[а],
(10.16)
где 1,85 - экспериментально полученный коэффициент; С - толщина нижней ча-
сти головки направляющей, мм (рис. 10.1); N%- величина поперечной силы, приложен-
ной к точке на нейтральной оси направляющей.
Поперечная жесткость направляющих должна гарантировать допустимую вели-
чину прогиба в середине пролета(см.выше).
При определении прогиба направляющей
нельзя непосредственно использовать извест-
ные аналитические зависимости, так как харак-
тер её опирания занимает промежуточное поло-
жение между идеально шарнирным и жесткой
заделкой опорных концов(рис.10.11).
Рис.10.11 Схема к расчету прогиба на-
правляющей: а —с шарнирными опорами;
b - с жесткой заделкой
на модуля упругости материала балки, Н/мм2.
При жесткой заделке концов балки прогиб существенно снижается:
В случае статически определимой двухо-
порной балки прогиб определяется по следую-
щей аналитической зависимости(рис.10.17 а):
NJ?
48• Е• I ’Мм» (10.17)
где /V - поперечная нагрузка балки в сере-
дине пролета, мм; L - пролет,мм; I - момент
инерции поперечного сечения, мм4; Е - величи-
JV-L3
192£/
, мм,
(10.18)
Европейский стандарт EN81-1/2 рекомендует определять прогиб по формуле:
N'L3
/ = 0,7‘48ТЁ7мм’	(10Л9)
Влияние жесткости соседних пролетов при поперечном изгибе учитывается ко-
эффициентом 0,7.
258
Окончательный выбор направляющей производится, если выполняется условие:
для лифта с ловителями -f <5 мм;	(10.20)
для лифта без ловителей -/<10 мм.	(10,21)
С учетом вышеизложенного, расчетное обоснование выбора направляющих мож-
но производить в такой последовательности.
1)	Предварительное определение параметров профиля и шага крепления направ-
ляющей.
Шаг крепления направляющей и геометрические характеристики профиля попе-
речного сечения определяются в зависимости от грузоподъемности кабины. Так, при
использовании направляющих отечественного производства можно воспользоваться
следующими рекомендациями: НТ-1 - Q=3200- 5000кГ; НТ-2 - Q=1000-2000 кГ; НТ-3
- Q=400-630 кГ; НТ-ЗА - 320 - 400 кГ.
2)	По таблице производителя направляющих определяются моменты инерции и
моменты сопротивления сечения, площадь поперечного сечения и т.п.(таб. 10.2; 10.3).
3)	Определяются поперечные силы давления башмаков кабины на направляю-
щую в рабочем режиме движения и режиме загрузки кабины (см.выше раздел 7).
4)	Определяется расчетная величина тормозной силы ловителя(по формуле 10.9).
5)	Производится проверка выполнения условия прочности направляющей в рабо-
чем режиме движения, загрузки и аварийного срабатывания тормозного устройства бе-
зопасности формулы 10.14,10.15).
Проверяется выполнение условия прочности при локальном изгибе головки на-
правляющей(формула 10.16).
6)	Определяется величина прогиба направляющей в двух взаимно перпендику-
лярных плоскостях и сравнивается с допустимым значением(см. формулы 10.19-10.21).
7	) Производится окончательный выбор направляющей по критерию достаточной
прочности и допустимой величине прогиба.
9*
259
11. ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА
Как и в электромеханических лифтах, в лифтах гидравлических должна предус-
матриваться установка специальных защитных устройств, служащих для того, чтобы
избежать или уменьшить ущерб, наносимый пассажирам или грузу в случае возникно-
вения аварийных ситуаций.
Если некоторые защитные устройства, как например, замки дверей на этажах, ко-
нечные выключатели, одинаковы и выполняют одни и те же защитные функции в обо-
их типах лифтов, то некоторые другие устройства являются характерными для гидрав-
лических лифтов, так как они разработаны и применяются для предупреждения несча-
стных случаев, связанных с особенностями этого типа лифтов.
Конструкция защитных устройств может быть однотипной для обоих типов лиф-
тов, но специфика их применения будет связана с особенностями возникновения опас-
ных ситуаций в гидравлических лифтах.
В результате тщательных расчетов, а также учитывая высокие коэффициенты на-
дежности, предусматриваемые действующими нормативами, отсутствие износа уста-
новки при нормальной работе и, главным образом, основываясь на богатый опыт, име-
ющийся в данной области, вероятность того, что поршень может сломаться, практичес-
ки исключается.
Нельзя, однако, исключить, что установленный не по правилам трубопровод,
плохо выполненное соединение или недостаточная защита заглубленного в землю ци-
линдра от блуждающих токов или химических веществ, могут под действием давления
прийти в негодность.
В лифтах с гидроцилиндрами непрямого действия возможно повреждение кана-
тов (цепей) или устройств их крепления. Это может привести к падению кабины и фа-
тальным последствиям для находящихся в ней пассажиров.
Жидкости, в частности минеральные масла, при изменении температуры изменя-
ют свой объем.
При работе лифта нагревается масло, вызывая увеличение объема, а в периоде
покоя, особенно в ночное время, масло остывает и сжимается.
Изменение объема масла в линии между обратным клапаном и гидроцилиндром
вызывает опускание кабины той или иной величины в зависимости от положения каби-
ны.
Следует, однако, заметить, что, величина опускания кабины не постоянна во вре-
мени: она максимальна при наибольшей разнице между температурой масла и темпера-
турой окружающей среды и уменьшается по мере её уменьшения. При нулевой разно-
сти температур смещение кабины равно нулю.
Кроме того, нельзя исключить, что в гидравлической линии после обратного кла-
пана или клапана спуска или в затворах этих клапанов могут возникать утечки жидкос-
ти из-за износа прокладок или, несмотря на наличие фильтров, из-за попадания инород-
ных частиц в седла самих клапанов. В этих случаях может также случаться так, что ка-
бина, достигнув этажа, не останавливается, а спускается, пусть и на очень малой скоро-
сти.
Поэтому в гидравлических лифтах должны предусматриваться и устанавливать-
ся устройства, направленные на устранение последствий, с одной стороны, падения или
быстрого аварийного спуска кабины, и, с другой стороны, медленного спуска кабины.
260
К мерам и устройствам защиты, типичным для гидравлических лифтов, можно
отнести клапаны избыточного давления и защиту от коррозии и блуждающих токов для
цилиндра, о чем уже шла речь выше.
11.1 Механические защитные устройства
В конструкции гидравлических лифтов широко применяются типичные для
электрических лифтов устройства обеспечения безопасности пассажиров в аварийных
ситуациях: ловители; стопорные устройства и буферы.
В лифтах с гидроцилиндрами не прямого действия ловители исключают опас-
ность падения кабины, связанную с обрывом канатной подвески, дублируют работу ги-
дравлических защитных устройств при специфических нарушениях работы гидравли-
ческого привода и используются для устранения медленного спуска кабины.
При использовании гидроцилиндров прямого действия применение ловителей в
значительной мере дублирует гидравлические и гидромеханические защитные устрой-
ства.
Буфера гидравлических лифтов обеспечивают безопасное замедление кабины в
случае аварийного прохода уровня нижнего этажа и при аварийном спуске, обусловлен-
ном срабатыванием клапана разрыва трубопровода.
В качестве буферов применяются жесткие упоры с амортизирующей прокладкой,
пружины и гидравлические устройства.
Для защиты от медленного спуска применяются устанавливаемые на кабине уп-
равляемые электромагнитами упоры, взаимодействующие со стопорной планкой на на-
правляющей в пределах этажной площадки.
11.1.1 Ловители
Ловителем принято называть устройство для торможения, фиксации неподвиж-
ного состояния и удержания на направляющих кабины (противовеса), движущейся вниз
с аварийным превышением скорости [6, 18].
По принципу работы, ловители представляют собой разновидность линейного
колодочного тормоза, отличающегося тем, что давление на колодку создает специальное
самозаклинивающееся устройство в момент касания направляющей поверхностью тор-
мозной колодки.
Ловители должны обеспечивать замедление кабины с безопасными для здоровья
людей ускорениями и надежно удерживать кабину на направляющих до момента снятия
с ловителей.
Включение ловителей должно происходить автоматически при аварийном превы-
шении скорости или ослаблении канатной подвески в лифтах с гидроцилиндрами не
прямого действия. В последнем случае включение ловителей может производиться и от
ограничителя скорости, и от устройства контроля натяжения канатов.
При использовании ловителей в системе защиты от медленного самопроизволь-
ного спуска кабины их включение производится от управляемого зажима каната.
Классификация ловителей.
По характеру действия: ловители резкого торможения, плавного торможения и
комбинированные.
Ловители резкого торможения обеспечивают быструю остановку кабины за до-
ли секунды на весьма малых тормозных путях. Торможение происходит за счет работы
сил трения и сил сопротивления пластического деформирования поверхности направля-
261
ющей. В этих ловителях отсутствует упругий элемент, ограничивающий силу нормаль-
ного давления на тормозную колодку.
Ловители плавного торможения обеспечивают плавное замедление кабины за
счет работы сил трения гладких (или с поперечной насечкой) тормозных колодок при
постоянной расчетной величине нормального давления. Ограничение силы нормально-
го давления обеспечивается за счет податливости упругого элемента.
Комбинированные ловители представляют собой ловители резкого торможе-
ния, взаимодействующие с кабиной (противовесом) через амортизирующее устройство.
По характеру изменения тормозного усилия на пути торможения: с постоян-
ной или линейно возрастающей тормозной силой.
По расположению улавливающих элементов: односторонние и двухсторон-
ние.
В конструкции двухсторонних ловителей улавливающие элементы симметрично
расположены относительно головки направляющей, тогда как у односторонних - только
с одной стороны.
По направлению действия: одностороннего и двухстороннего действия.
Последние обеспечивают торможение при спуске и подъеме кабины. В гидравли-
ческих лифтах они практически не применяются.
Раздел 5.7 ПУБЭЛ и раздел 9.8 EN81.1/2 предъявляет ряд требований, гарантиру-
ющих безопасность применения ловителей. Ниже приводится содержание некоторых из
них.
Не допускается применение электрических, гидравлических или пневматических
устройств для привода ловителей.
Ловители должны затормаживать и останавливать кабину с номинальным грузом
при обрыве канатной подвески.
За расчетную скорость посадки на ловители следует принимать предельную ве-
личину скорости настройки ограничителя скорости.
Момент срабатывания ловителей кабины должен контролироваться выключате-
лем, отключающим привод механизма подъема в момент срабатывания или с некоторым
опережением.
Ловители резкого торможения могут применяться при скорости кабины не выше
0,63 м/ сек.
Кабины с номинальной скоростью более 1 м/сек. должны оборудоваться ловите-
лями плавного торможения.
Применение комбинированных ловителей допускается при номинальной скоро-
сти кабины не выше 1 м/сек.
Ускорение замедления падающей кабины при срабатывании ловителей плавного
торможения должно находиться в диапазоне от 0,2 до 1 g.
Ускорение замедления при срабатывании ловителей резкого торможения не
должно превышать 2,5 g. Если время действия ловителей не превышает 0,04 с, ускоре-
ние замедления порожней кабиной может превышать предельную величину.
После подъема кабины, остановленной ловителями, они автоматически должны
приводиться в исходное состояние.
При использовании комбинированных ловителей, ускорение замедления купе
должно быть не выше 9,81 м / с2. Ловители должны оснащаться табличкой с указанием
наименования производителя, заводского номера, года изготовления, типа ловителя и
номинальной скорости лифта, для которого они предназначены.
262
Улавливающие устройства ловителей, их основные характеристики.
Основу конструкции ловителей составляют улавливающие устройства, работаю-
щие на основе самозаклинивания между поверхностью головки направляющей и конст-
рукцией рамы кабины (противовеса).
Момент самозатягивания определяется действием механизма привода ловителей,
который вводит в соприкосновение рабочую поверхность улавливающего устройства с
боковой поверхностью головки направляющей. Возникающая при этом начальная сила
трения инициирует процесс самозатягивания с последующей посадкой кабины на лови-
тели.
Возможность самозатягивания определяется параметрами улавливающего уст-
ройства, которое, независимо от конструкции, представляет собой разновидность кли-
нового механизма (Рис. 11.1.).
Рис.11.1 Схемы механизмов самозаклинивания ловителей: а - клиновой; b - роликовый
Геометрические параметры улавливающих устройств определяются из условия
самозатягивания в момент, когда тормозная сила ловителей Рл = 0 [ 6 ].
Для клинового механизма условие самозаклинивания выполняется при величине
угла клина

а - arctg
рад.
(И.1)
где P/у - величина коэффициента трения между тормозящей поверхностью клина
и направляющей кабины; - величина коэффициента трения между задней наклонной
поверхностью клина и поверхностью направляющей клиновой колодки.
Таким образом, условие самозатягивания выполняется, если величина коэффици-
ента трения на тормозящей рабочей поверхности больше, чем на задней, наклонной.
Для обеспечения надежного самозатягивания, между задней поверхностью кли-
на и его опорной колодкой устанавливается роликовая батарея или тормозная поверх-
ность оснащается закаленными зубьями.
Величина угла наклона направляющей клиновой колодки роликового механизма
определяется так:
а - arctga
(Н.2)
Величина коэффициента трения зависит от характеристик тормозящих поверхно-
стей ловителей (таб. 11.1.) [6].
263
Таблица 11.1. Коэффициент трения тормозящей поверхности по обработанной
поверхности стальной направляющей
Вид тормозящей поверхности	Коэффициент трения р
С закаленными зубьями Гладкая плоская Стальной гладкий ролик Ролик с насечкой	0,18-0,35 0,08-0,15 0,0 1 - 0,03 0,14-0,33
Размеры тормозящих поверхностей улавливающих устройств уточняются по ус-
ловию контактной прочности с учетом износостойкости.
Площадь гладкой тормозящей поверхности клинового улавливающего устройст-
ва определяется условием контактной прочности
bh-Ts\— ’см-	(Н-3)
где 6, h - ширина и высота тормозящей поверхности клина, см; [qj - допускае-
мое удельное контактное давление, Н/см2 (1500ч2000) Н/см2 для стали); N - расчетное
нормальное давление на тормозящую поверхность, Н.
Для клина с закаленными зубьями ширина зуба проверяется по линейной кон-
тактной прочности
(11-4)

где Z - число зубьев на тормозной поверхности клина ( обычно 3 или 5 зубьев вы-
сотой 3-5 мм, с прямым углом при вершине); [<у] - допускаемое давление на единицу
ширины зуба ( 12000 Н/см для зуба, закаленного до твердости 600 НВ ); Кн- 0,75 - ко-
эффициент неравномерности распределения нагрузки по зубьям.
Ширина зуба насечки на поверхности ролика определяется из условия одновре-
менной работы двух зубьев
см
(П.5)
Размеры ролика с гладкой тормозящей поверхностью определяются из условия
контактной прочности по формуле Герца [ 6 ]:
ж =0,418-
(11.6)
где Е ~ 2,17-107 Н / см2- модуль упругости стали; Ь, г - ширина и радиус кривиз-
ны рабочей поверхности, см; 7V - сила нормального давления, Н; [qw] - допускаемое кон-
тактное напряжение, составляющее 0,7 ~ 0,9 предела текучести материала ролика.
Конструкция и принцип действия ловителей
Ловители резкого торможения изготавливаются на основе применения улавли-
вающих устройств клинового или роликового типа.
Рабочая поверхность тормозящего элемента конструкции обычно оснащается зу-
бьями или поперечной насечкой, что более характерно для роликовых ловителей.
Для облегчения процесса снятия с ловителей после устранения аварийной ситу-
264
ации пболее целесообразна двусторонняя конструкция, с симметричным расположени-
ем улавливающих устройств.
Применение зубьев и насечки с повышенной твердостью обеспечивает увеличе-
ние приведенного значения коэффициента трения за счет работы пластического дефор-
мирования поверхности направляющей.
Ловители резкого торможения останавливают кабину и противовес на очень ма-
лом тормозном пути, измеряемом несколькими десятками миллиметров, поэтому об-
ласть их применения ограничена лифтами со скоростью движения кабины не более 0,63
м/с.
Клиновые ловители с зубьями работают с линейно изменяющейся тормозной си-
лой, о чем свидетельствует характерный треугольный след на более пластичной чем зуб
поверхности направляющей.
Роликовые ловители с поперечной насечкой оставляют на поверхности след ме-
нее определенной формы глубиной до 1 мм.
На рис. 11.2 приведен вариант конструкции роликового ловителя резкого тормо-
жения.
Рис.11.2 Роликовый ловитель резкого
торможения: 1 - корпус; 2 - направляю-
щая клиновая подушка; 3 - рычаг механиз-
ма включения ловителя; 4 - направляющая
планка; 5 - подвижная тяга подъема роли-
ка; 6 - ролик с наческой; 7 - элемент карка-
са кабины; 8 - прокладка установочная; 9 -
ось шарнира рычага 3; 10 - направляющая
кабины
Ловители устанавливаются на торцевых поверхностях балки или стоек каркаса
кабины. Приводятся в действие механизмом включения посредством рычага 3, который
с помощью тяги 5 поднимает ролик до момента его касания направляющей. После это-
го начинается процесс самозаклинивания ролика между боковой поверхностью головки
направляющей и клиновой подушкой 2 с плавно изменяющимся углом клина. Благода-
265
ря особенностям формы направляющей ролик поверхности клиновой подушки достига-
ется более плавное срабатывание ловителя и облегчается процесс снятия кабины с ло-
вителей. Ролик по боковым сторонам имеет гладкие цилиндрические поверхности, ко-
торые перемещаются по соответствующим выступам клиновой подушки. В связи с
этим, величина коэффициента трения ролика относительно клиновой подушки сущест-
венно меньше коэффициента трения между его рифленой поверхностью и направляю-
щей. Поэтому условие самозаклинивания надежно выполняется (см. выше).
Конструкция клинового ловителя резкого торможения будет рассмотрена в разде-
ле, посвященном расчету ловителей.
Ловители плавного торможения имеют устройство, ограничивающее силу нор-
мального давления на тормозные колодки с гладкой рабочей поверхностью. Тормозная
сила на всем пути замедления сохраняет обычно постоянное значение, определяемое
конструкцией или регулировкой.
Ограничение силы нормального давления до установленного уровня достигается
применением предварительно сжатой пружины или упруго деформируемого элемента
конструкции.
Несомненный интерес также представляет хорошо продуманная конструкция ро-
ликового ловителя плавного торможения, которая применяется фирмой ОТИС
(Рис. 11.3).
Ловители этого типа отличаются простотой конструкции и хорошо зарекомендо-
вали себя в условиях эксплуатации в жилых и административных зданиях [ 6 ].
Рис.11.3 Роликовый ловитель
плавного торможения: 1- корпус
со съемной тормозной колодкой; 2
- шарнирная опора; 3 - ролик; 4 -
набор пластинчатых пружин; 5 -
опорная направляющая ролик плас-
тина; 6 - болт ограничительный
266
Ловитель имеет одностороннюю конструкцию улавливающего роликового уст-
ройства. На другой стороне корпуса ловителя находится плоский тормозной башмак со
сменной рабочей накладкой 1.
Литой корпус крепится болтами к торцевому листу верхней балки каркаса каби-
ны и на обратной стороне имеет упор, входящий в отверстие торцевого листа балки и
разгружающий болты от действия тормозной силы.
Упругий элемент ловителя представляет собой двухопорную статически опреде-
лимую конструкцию в виде балки, состоящей из набора пластинчатых пружин 4, 5 ши-
риной 25 мм. Пакет пластин с небольшим натягом вставляются в прорези опорных ци-
линдров 2, изготовленных из латуни.
Опоры устанавливаются в цилиндрических расточках корпуса и могут свободно
поворачиваться при деформации балки, обеспечивая условия статической определимо-
сти.
Передняя пластина 5 имеет центральную проточку, в которой свободно переме-
щается рабочая часть ролика с закаленной насечкой. Пластина имеет две рабочие по-
верхности с различными углами наклона: а„=9° и а^=4° (приблизительные значения по-
лучены измерением ).
Наличие переменного угла направляющей пластины 5 обеспечивает плавное и
надежное самозаклинивание ролика и облегчает снятие кабины с ловителей.
Боковые гладкие цилиндрические поверхности ролика перекатываются по высту-
пающим боковым поверхностям направляющей пластины.
Рабочая центральная часть ролика непосредственно взаимодействует с направля-
ющей. Насколько можно судить по внешнему виду, пластины 4 и 5 подвергались цемен-
тации с последующей закалкой.
Ловители, как обычно, устанавливаются с двух сторон кабины и приводятся в
действие механизмом с синхронизирующим валом (см. ниже).
В некоторых вариантах конструкции ловителей плавного торможения ролик не
имеет непосредственного контакта с направляющей, а используется для обеспечения за-
клинивания направляющей между двумя плоскими тормозными колодками (рис. 11.4)
Особенностью этой конструкции является использование тарельчатых пружин 10
для ограничения силы прижатия колодок к направляющей. Ролик 3 выполняет вспомо-
гательную роль включающего механизма заклинивания.
Наряду с роликовыми широко применяются клиновые ловители плавного тормо-
жения.
Общий вид подобной конструкции представлен на рис. 11.5.
Клин ловителя 1 под действием механизма включения поднимается вверх до мо-
мента самозаклинивания. Связь с тягой механизма включения осуществляется благода-
ря отверстию в нижней боковой стороне клина. Величина нормальной силы давления на
тормозные колодки определяется жесткостью пружин 3 и ограниченной величиной пе-
ремещения тормозной колодки 2.
Расчет ловителей
При проектировании и поверочном расчете ловителей в отечественной практике
за основу принимается режим динамических испытаний с 10% перегрузкой кабины.
Для лифтов с увеличенной площадью пола и самостоятельного пользования в ка-
честве расчетной принимается грузоподъемность кабины, определяемая по фактичес-
кой величине площади пола при ее свободном заполнении ( Таб.1. ПУБЭЛ ) [ 18 ]:
267
к
Рис.11.4 Ловитель плавного
торможения с роликовым ме-
ханизмом заклинивания и
плоскими тормозными колод-
ками: 1 - корпус роликового
механизма; 2, 5 - направляющая
клиновая поверхность; 3 - ро-
лик; 4,11- тормозная колодка;
6 - корпус ловителя; 7 - пружи-
на; 8 - шпилька; 9 - серьга; 10 -
тарельчатые пружины
Рис.11.5 Клниовой ловитель плав-
ного торможения: 1 - клин; 2 - тор-
мозная колодка; 3 - тарельчатая пру-
жина; 4 - опора; 5 - корпус; 6 - план-
ка
1
268
Qp - Qc
(П.7)
Для лифтов остальных типов расчетная нагрузка определяется при 10% перегруз-
ке:
бр=1ле
(Н.8)
По европейскому стандарту EN81.1/2 расчетная масса груза соответствует номи-
нальной величине грузоподъемности кабины.
Расчетное ускорение торможения кабины (противовеса) ловителями не должно
превышать физиологически допустимой величины 2,5g м/с2.
Ускорение замедления в значительной степени определяется величиной началь-
ной скорости кабины в момент включения ловителей.
Величина начальной скорости посадки на ловители определяется верхним преде-
лом скорости настройки ограничителя:
VH=Vn=KnV,
(И.9)
где V - номинальное значение скорости кабины, м/с;Ип - предельное наибольшее
значение скорости посадки на ловители, м/с; Кп - коэффициент предельного превыше-
ния скорости, определяемого настройкой ограничителя скорости.
Верхний предел настройки определяется ПУБЭЛ в зависимости от величины но-
минальной скорости движения кабины:
Кп =1,4 при номинальной скорости от 0,5 до 1,6 м / с включительно;
Кп =1,33 при номинальной скорости более 1,6м/с, до 4м/с включительно;
Кп =1,25 при номинальной скорости более 4м/с.
Фактическое значение начальной скорости посадки на ловители зависит от вели-
чины начального ускорения кабины и конструктивных особенностей ограничителя ско-
рости.
Величина начального ускорения кабины (противовеса) к моменту достижения
предельной скорости зависит от характера аварийной ситуации.
При обрыве канатной подвески и свободном падении кабины гидравлического
лифта без противовеса величина начального ускорения
a„=g = 9,81 м/с2.	(11.10)
Для гидравлического лифта с противовесом и разрыве связи между блоком
головки штока и штоком гидроцилиндра:
aHDg	(11.11)
При применении ограничителя скорости, в котором стопорение шкива произво-
дится жесткими упорами, величина начальной скорости зависит от числа упоров и по-
казателя четности
^H=yn+^-aH-hx ,	(11.12)
где hx - дополнительное вертикальное перемещение кабины на расстояние, опре-
деляемое выбором зазоров между направляющей и тормозными башмаками ловителя, а
также расстоянием между неподвижными упорами ограничителя.
Величина этого дополнительного перемещения определяется расчетом
2-5 n-Do
х ~~	+ ,м
tga т • п
(11.13)
269
где <5 - величина одностороннего зазора между поверхностью направляющей и
тормозным башмаком ловителя, м (5 == 2,5 мм для клиновых ловителей); а - угол заост-
рения клина ловителя, гр.( см. п.8.1); п - число неподвижных упоров на корпусе ограни-
чителя центробежного типа или число упоров на шкиве ограничителя скорости с инер-
ционным роликом; т - коэффициент четности (т - 1, если п - число четное и т - 2, ес-
ли нечетное); Do - диаметр рабочего шкива ограничителя скорости, м.
Уравнение энергии движения кабины (противовеса) при посадке на ловители
т .(у2 -И2)
-	----—+m„-g-ST =K R-ST,	(11.14)
где тл - улавливаемая масса кабины (противовеса), кГ; R - тормозная сила лови-
телей, Н; К - коэффициент, учитывающий зависимость тормозной силы от пути тормо-
жения( при линейном законе нарастания тормозной силы К = 0,5, при постоянной вели-
чине тормозной силы К = 1); ST - путь торможения кабины.
Из уравнения энергии можно определить формулу расчета тормозной силы
где
V2
г н
2S
(П.15)
~ а-ускорение замедления движения улавливаемой массы, м / с2.
Преобразуем уравнение 11.15 в формулу более удобную для применения
(11.16)
Коэффициент динамичности изменения тормозной силы
Кд=1+-
g
(П.17)
Величина коэффициента динамичности учитывается при прочностном расчете
каркаса кабины и направляющих, а также в поверочном расчете при оценке работоспо-
собности существующей конструкции ловителя при его установке на лифте с другими
параметрами.
Максимальная величина коэффициента динамичности определяется величиной
допустимого ускорения посадки на ловители, установленной требованиями ПУБЭЛ и
составляет Кд = 3,5. По европейскому стандарту EN81.1/2 для ловителей резкого тор-
можения принято предельное значение Кд = 5.
Для лифтов со скоростью движения кабины не более 1,4м / с можно настраивать
ловители на ускорения ниже допустимого предельного уровня так, чтобы максималь-
ный тормозной путь лежал в диапазоне 450 - 750 мм. При этом повысится плавность
аварийного замедления кабины, что особенно важно для лифтов медицинских учрежде-
ний.
Рассмотренные выше аналитические зависимости широко используются в расче-
тах ловителей плавного торможения.
При проектировании и поверочном расчете ловителей резкого торможения воз-
никают трудности при определении величины тормозного пути и ускорения торможе-
ния. Связано это с двумя основными причинами:
270
1) На всем пути замедления кабины тормозная сила и сила нормального давле-
ния, действующая на тормозную колодку, связаны функциональной зависимостью, ко-
торая характеризуется быстрым нарастанием силы нормального давления при увеличе-
нии тормозящей силы.
2) Величина тормозной силы определяется в большей мере силой сопротивления
пластической деформации направляющей, чем величиной коэффициента трения, и в не-
которой степени зависит от податливости металлоконструкций несущего каркаса каби-
ны. В связи с этим применяемая в настоящее время методика расчёта ловителей резко-
го торможения в значительной степени основана на эмпирических зависимостях.
Расчет ловителей резкого торможения 16].
Ловители резкого торможения обычно устанавливаются на грузовых лифтах при
скорости кабины 0,25, 0,5 м / с и реже в пассажирских лифтах при номинальном значе-
нии скорости 0,71 м / с.
Чаще применяются роликовые односторонние и двусторонние клиновые лови-
тей с крупными зубьями.
На рис. 11.6 представлен общий вид и расчетная схема взаимодействия зуба кли-
нового ловителя резкого торможения.
Рис. 11.6 Общий вид и расчетная схема клинового ловителя резкого торможения
271
На схеме приняты следующие обозначения: Ял - тормозная сила ловителя; Ыл -
нормальное давление на тормозную колодку; Nb Rj - нормальное давление на зуб лови-
теля и его тормозная сила; Р - сила сопротивления пластическому деформированию на-
правляющей передней гранью зуба; F - сила трения пластически деформируемого ма-
териала относительно передней грани клина.
Клин ловителя может изготавливаться из стали 25 с цементацией и последующей
закалкой зубьев до твердости 600 НВ. Опорная колодка клина изготавливается из серо-
го чугуна типа СЧ-28-48.
Экспериментальные исследования работы различных конструкций ловителей
резкого торможения, выполненные ВНИИПТМАШ, позволили установить эксперимен-
тальные зависимости для расчета величины максимального ускорения замедления каби-
ны, учитывающие форму поверхности тормозящих элементов.
Опыт применения ловителей резкого торможения показал, что приведенная вели-
чина коэффициента трения может изменяться от 0,16 до 0,35 и выше, тогда как глубина
следа пластической деформации поверхности направляющей может достигать 1 мм[ 6 ].
Характер следа пластической деформации зависит от конструкции улавливающе-
го устройства. Более четкая картина следа отмечается при работе клиновых ловителей.
Расчет на основе экспериментально-теоретических исследований НИИПТМАШ
включает следующие этапы[6].
1)	Определяется предельная величина угла заострения клиньев ловителя из усло-
вия самозатягивания (см. формулы 11.1 и 11.2).
2)	Максимальное ускорение замедления определяется по эмпирической формуле:
а = Л-(Кя-у) jM/c2	(11.18)
где А - коэффициент, зависящий от угла заострения клина ( при а = 8	11°, ве-
личина А - 45 + 50; а при а = 9° 30' А - 47 48 ); у- коэффициент, зависящий от фор-
мы тормозящей поверхности ( при гладкой поверхности средняя величина у = 0,08, для
мелкой насечки у = 0,13, для крупного зуба у = 0,185).
3)	Расчетная величина тормозной силы ловителей кабины:
(11.19)
где (Qp + Qk +Qnc +Qy), кГ - масса кабины с расчетной нагрузкой
4)	Расчетная тормозная сила ловителя:
, Н;
”л
(11.20)
где пл - количество ловителей на кабине.
5)	Расчетная нормальная сила на тормозящую поверхность ловителя
ЛГл=ТТ—>Н	(11.21)
где а - угол заострения клиновой направляющей клина или ролика, определяе-
мый из условия самозатягивания.
6)	Расчетная ширина зуба клина или насечки ролика из условия допускаемой ли-
нейной нагрузки с учетом неравномерности нагрузки зубьев
272
Kz-Z-az
.см;
(11.22)
где Л2=0,75 - коэффициент неравномерности нагрузки зубьев клина; Z- число зу-
бьев клина(обычно 3 или 5, для ролика - 2 зуба насечки ); а2~ 12000 Н/см допускаемая
нагрузка на единицу ширины зуба.
Высота зубьев клина составляет 3-5 мм; высота зуба насечки ролика -0,5	1 мм,
а угол при вершине - 90°.
7)	Глубина пластической деформации поверхности направляющей зубом клина
при известных его параметрах может определяться по формуле [6]:
\ o'
А = ТТ^------(11.23)
6,503 • от • Z • о
где тл - улавливаемая масса кабины, кГ.; от- величина предела текучести мате-
риала направляющей, Н / см2; Z - число зубьев клина; b, h - ширина зуба и глубина сле-
да зуба на направляющей, см.(рис. 11.6) [6].
Расчет ловителей плавного торможения
Конкретная методика расчета определяется конструктивными особенностями ло-
вителей.
В результате расчета определяются необходимые параметры упругого звена, при
которых гарантируется допустимая величина ускорений замедления кабины (противо-
веса).
Рассмотрим методику расчета клиновых ловителей плавного торможения с та-
рельчатыми пружинами (рис. 11.5). Конструктивная схема ловителя представлена на
рис. 11.7.
Рис.11.7 Конструктивная схема клино-
вого ловителя плавного торможения:
1 - корпус; 2 - тарельчатая пружина; 3 -
шпилька; 4 - тормозной башмак; 5 - на-
правляющая; 6 -клин; 7 - роликовая бата-
рея или поверхность скольжения; 8 - кли-
новая направляющая
273
Отличительной особенностью данной конструкции является независимость ве-
личины упругой деформации тарельчатых пружин от допуска на изготовление головки
направляющей и клина. Величина деформации определяется предварительной регули-
ровкой начального сжатия пружин и ограничена жесткими упорами корпуса.
Предварительно рассмотрим характерные моменты работы ловителя.
В исходном состоянии пружина ловителя сжата до начальной установочной вели-
чины так, что тормозная колодка выступает относительно упоров на величину А. Меж-
ду тормозными поверхностями и направляющей установлены равные по величине зазо-
ры 5.
При срабатывании ограничителя скорости приводной механизм поднимает клин
ловителя с усилием, достаточным для инициирования процесса самозатягивания.
При подъеме клина сначала выбираются зазоры до момента соприкосновения
тормозной поверхности клина с направляющей.
В процессе самозатягивания увеличиваются силы трения и нормальные силы
давления тормозных колодок достигают предельной величины, ограниченной жесткос-
тью пружин и установленным значением упругого смещения А.
В момент начала самозаклинивания сила нормального давления на клин и тор-
мозную колодку станет равной величине:
NH=PH ,Н.	(11.24)
где Рн - сила предварительного сжатия тарельчатых пружин, Н.
Дальнейший подъем клина, и упругое смещение тормозной колодки на величину
А будет сопровождаться дополнительным сжатием пружины до некоторой конечной ве-
личины Рк, при которой сила нормального давления достигнет своего предельного зна-
чения:
nk=ph+C-&,H,	(11.25)
где С - жесткость параллельно работающих рессорных пружин, Н/м
Дальнейшее движение кабины (противовеса) будет сопровождаться действием
постоянной по величине тормозной силы
К = пл пт ^к ц ,Н;	(11.26)
где п^пт- соответственно, число ловителей и тормозящих поверхностей лови-
теля; [л - коэффициент трения между тормозящей поверхностью ловителя и направляю-
щей.
Со стороны улавливаемой массы будет действовать сила, равная тормозной силе
ловителей
Л = тл(я + а),	(11.27)
где а - ускорение замедления кабины (противовеса), м / с2.
Величина ускорения замедления будет определяться тормозной силой ловителей
-g
* =----------, м / с2	(11.28)
тл
Величина ускорения торможения не должна превосходить допустимой величины,
определяемой требованиями ПУБЭЛ [ 20 ].
Так как тормозная сила ловителей определяется усилием предварительного сжа-
тия и жесткостью пружины, обеспечение допустимого уровня ускорений определяется
величиной предварительного сжатия пружины и ее жесткости.
274
Расчет ловителей данного типа производится при следующих исходных данных:
максимальное и минимальное значение улавливаемой массы ттах, допускаемая
расчетная величина ускорения замедления [я]; упругий ход тормозной колодки А; вели-
чина коэффициента трения между тормозной колодкой и направляющей р.
Порядок расчета ловителей плавного торможения следующий:
1)	Определяется расчетное значение величины ускорения замедления с учетом
назначения лифта и требований ПУБЭЛ
°тах — IS7]j м/с2
(11.29)
2)	Определяется общая величина тормозной силы ловителей при минимальном
значении улавливаемой массы:
=	1+-—
miin о
I g J
(11.30)
где wmin = Qk + Qn - минимальная улавливаемая масса, кГ; Qn - расчетная мас-
са пассажира (80 кГ в России и 75 - в Европе), кГ.
3)	Определяется расчетное ускорение при максимальной улавливаемой массе:
< ^гпах * ё >
(Н.31)
где wmax " Q + Qk максимальная улавливаемая масса, кГ.
4)	Определяется расчетная величина жесткости пружин тормозной колодки:
С учетом формул 11.25 и 11.26 расчетная жесткость равна:
При применении тарельчатых пружин необходимо учитывать нелинейный харак-
тер жесткости в зависимости от прогиба. Величиной начального предварительного сжа-
тия в ряде случаев можно пренебречь, так как она играет вспомогательную роль пред-
варительного включения всех секций в работу.
5)	Рассчитывается тормозной путь кабины при максимальной и минимальной ве-
личине улавливаемой массы:
max « j ° min
‘ ^min	* °тах
(11.33)
Механизмы привода ловителей.
Ловители обычно приводятся в действие от ограничителя скорости, а в гидравли-
ческих лифтах с канатным мультипликатором и от устройства контроля натяжения ка-
натов.
Системы приводных механизмов, связанные с канатной подвеской, могут иметь
различную конструкцию, но однотипный принцип действия. В его основе лежит ис-
пользование пружинного устройства, которое находится в сжатом состоянии, когда ка-
наты имеют нормальное натяжение. Сжимающая сила значительно уменьшается при
ослаблении или обрыве канатов и увеличение длины пружины воздействует на ловите-
ли.
275
Приводные механизмы, работающие от ограничителя скорости, получили пре-
имущественное распространение, так как ограничитель скорости срабатывает в любой
аварийной ситуации, сопровождающейся превышением расчетной скорости.
Рис.11.8 Механизм привода ловите-
лей от ограничителя скорости с
инерционным роликом: 1 - контакт
контроля срабатывания ограничителя
скорости; 2 - ограничитель скорости;
3 - рычаг механизма включения лови-
телей на кабине; 4 - канат; 5 - блок
натяжного устройства; 6 - натяжной
груз; 7 - рычаг; 8 - планка крепления
При движении кабины вниз с аварийным превышением скорости на 15% проис-
ходит автоматическая остановка шкива ограничителя скорости 2, который тормозит ка-
нат 4, жестко связанный с рычагом механизма включения ловителей кабины 3, который
поворачивается по часовой стрелке и включает ловители.
Для надежного включения ловителей величина силы трения между канатом и
ободом шкива должна с некоторым запасом превышать силу сопротивления поворота
рычага 3 механизма включения ловителей:
Pt=pm-Wt	(11.34)
где [w]r = 1,5 - величина коэффициента запаса надежности срабатывания меха-
низма; величина силы сопротивления включению ловителей в конце поворота ры-
чага 3, Н; Рт - расчетная величина силы трения между канатом и поверхностью обода
шкива ограничителя скорости, Н.
Расчетное значение силы трения зависит от величины коэффициента тяговой
способности шкива и силы начального натяжения каната [6]:
276
Ру- -$н -(уш “О, Н,
(1135)
где SH - сила начального натяжения каната, Н; Уш ~ ° - коэффициент тяговой
способности шкива (при полукруглой канавке с подрезом 70° уш = 1,73).
Величина начального натяжения каната определяется величиной силы тяжести
натяжного груза.
Из уравнения равновесия рычага 7 относительно шарнира 0 получим (рис. 11.8):
(11.36)
Необходимую расчетную величину силы тяжести натяжного груза можно опреде-
лить на основе формул (11.34), (11.35) и (11.36):
(1137)
Механизмы привода ловителей являются промежуточным звеном между канатом
ограничителя скорости и ловителями, обеспечивающим жесткую кинематическую
связь между ними и одновременность срабатывания.
В приводном механизме ловителей, по требованию ПУБЭЛ, устанавливается
контактное устройство, отключающее привод при срабатывании ловителей.
Приводной механизм включения ловителей может устанавливаться в верхней
или нижней части каркаса кабины. Его расположение не оказывает какого - либо влия-
ния на надежность работы ловителей и обычно определяется конструктивными сообра-
жениями.
При верхнем расположении механизма включения, ловители могут устанавли-
ваться на верхней или нижней балке каркаса. В последнем случае, клинья или ролики
ловителей связываются с механизмом включения вертикальными тягами.
На рис. 11.9 приведена конструкция механизма включения роликовых ловителей,
установленного в горизонтальной балке каркаса кабины.
При аварийном превышении скорости, торможение каната 1 ограничителем ско-
рости вызывает поворот рычага 3, валика 4 и рычага 9 так, что тяги 5 поднимают роли-
ки 6, инициируя включение ловителей. Одновременно с этим срабатывает контакт кон-
троля срабатывания ловителей, блокирующий работу гидропривода на опускание каби-
ны (на рис. 11.9 не показан).
Пружина рычага 3 предотвращает самопроизвольное включение ловителей при
пуске кабины на опускание и возвращает механизм ловителей в исходное состояние по-
сле снятия её с ловителей.
Данная конструкция практически не нуждается в регулировке, содержит мало де-
талей и отличается технологичностью. Ловители устанавливаются на торцевой части
верхней балки каркаса, что облегчает техническое обслуживание.
Для снятия кабины с ловителей, сработавших от ограничителя скорости, необхо-
димо использовать ручной насос гидроагрегата и поднять кабину вверх, предваритель-
но устранив причину посадки на ловители.
Подъем кабины будет сопровождаться переводом механизма включения ловите-
лей в исходное состояние под действием возвратной пружины приводного рычага 3.
277
4
Рис.11.9 Механизм включения роликовых ловителей: 1 - канат ограничителя скорости; 2 -ус-
тройство крепления каната на рычаге; 3 - приводной рычаг; 4 - валик синхронизации работы ле-
вого и правого ловителей кабины; 5 - тяга подвески ролика ловителя; 6 - ролик; 7, 8 - соответст-
венно, корпус правого и левого ловителя; 9 - рычаг привода ловителя; 10 - балка каркаса
В гидравлических лифтах с канатным мультипликатором механизм включения
ловителей может срабатывать не только от каната ограничителя скорости, но и от уст-
ройства контроля натяжения канатов кинематически связанного с валиком синхрониза-
ции работы ловителей.
На рис. 11.10 представлена схема механизма включения ловителей при ослабле-
нии натяжения любого из канатов подвески кабины.
При ослаблении или обрыве одного или более канатов под действием пружины 2
площадка контроля натяжения 4 поворачивается по часовой стрелке и посредством
серьги 9 и тяги 5 поворачивает валик 11 механизма привода ловителей(см. рис. 11.9 де-
таль 4) против часовой стрелки, вызывая срабатывание ловителей. Одновременно, сме-
щение тяги 5 воздействует на выключатель контроля ловителей 8 и посылает сигнал в
систему управления об аварийной ситуации.
Перед снятием кабины с ловителей, сработавших при ослаблении или обрыве тя-
гового каната, необходимо восстановить тяговую способность каната. С помощью руч-
ного насоса поднять кабину вверх. Под действием пружины возврата ловителей в исход-
ное положение (рис. 11.9, пружина рычага 3) валик 11 повернется по часовой стрелке и
посредством серьги 9 и тяги 5 вернет площадку 4 в исходное положение. Контакты вы-
278
ключателя контроля ловителей перейдут в состояние “включено” и система управления
будет готова реагировать на команды пассажиров.
Схема механизма включения ловителей при ослаблении натяжения канатов
приведена на рис. 11.10
Рис. 11.10 Схема механизма вклю-
чения ловителей при ослаблении
натяжения или обрыве одного из
канатов подвески кабины: 1 - тя-
га крепления каната; 2 - пружина; 3
- гайка регулировочная; 4 - пло-
щадка контроля натяжения кана-
тов; 5 - тяга с кулачком воздейст-
вия на выключатель контроля лови-
теля; 6 - шарнир; 7 - кронштейн; 8
- выключатель контроля ловителя;
9 - серьга; 10 - балка каркаса; 11 -
валик синхронизации работы лови-
телей
Проверка работоспособности механизма включения ловителей
Для проверки механизма включения ловителей от ограничителя скорости необхо-
димо канат ограничителя скорости перекинуть на контрольный шкив малого диаметра
и пустить кабину вниз.
Благодаря уменьшению диаметра шкива частота его вращения будет соответство-
вать частоте срабатывания стопорного механизма шкива ограничителя. Произойдет его
остановка и торможение каната приведет к срабатыванию ловителей.
Для проверки работоспособности механизма включения ловителей при ослабле-
нии натяжения или обрыве каната необходимо использовать специальное устройство
для имитации обрыва тягового каната, которое устанавливается на опорной раме в при-
ямке шахты (рис. 11.11)
Устройство имитации устанавливается в пружинную подвеску неподвижной час-
ти одного из тяговых канатов.
В исходном рабочем состоянии лифта рычаг имитатора занимает горизонтальное
положение и фиксируется шплинтом. Пружины крепления канатов на раме приямка от-
регулированы и канаты имеют одинаковое натяжение.
Для проверки механизма включения ловителей от устройства контроля натяже-
ния (рис. 11.10) к шплинту и рычагу прикрепляются тонкие стальные канаты.
При опускании кабины посредством канатов выдергивается шплинт, а рычаг пе-
реводится в вертикальное положение. Сжатие пружины имитатора резко снижается, что
вызывает ослабление натяжения соответствующей пружины 2 механизма включения
ловителей. Площадка контроля 4 поворачивается по часовой стрелке и включаются ло-
вители.
279
После снятия с ловителей восстанавливается первоначальное горизонтальное по-
ложение рычага имитатора, которое фиксируется шплинтом (рис.11.11).
Рис.11.11 Устройство имитации обрыва каната
11.1.2.	Ограничители скорости
Ограничитель скорости представляет собой автоматическое устройство, предназ-
наченное для приведения в действие ловителей при аварийном превышении скорости
движения кабины вниз.
Согласно требованиям ПУБЭЛ ограничитель скорости должен срабатывать, если
скорость движения кабины вниз превысит номинальную не менее чем на 15 % и не бо-
лее величины, зависящей от номинальной скорости движения кабины. Соответствие на-
стройки ограничителя установленному диапазону срабатывания проверяется при равно-
мерном вращении шкива с установленными ПУБЭЛ скоростями.
По нормам европейского стандарта EN81.1/2 ограничитель должен срабатывать
при скорости кабины не менее 115% номинального значения и не более:
0,8 м/с для ловителей резкого торможения, за исключением роликовых;
1 м/с для ловителей роликового типа;
1,25 V + 0,25 / V м / с для ловителей плавного торможения при номинальной ско-
рости кабины более 1 м/с.
Срабатывание ограничителя скорости должно приводить к включению ловите-
лей.
Ограничитель скорости должен иметь устройство для проверки его работоспо-
собности при движении кабины с номинальной скоростью.
280
Ограничитель скорости, у которого усилие включения ловителей создается толь-
ко за счет сил трения между канатом и шкивом, должен иметь устройство для проверки
достаточности силы трения.
Канат ограничителя скорости должен иметь натяжное устройство, контролируе-
мое выключателем.
Ограничитель скорость должен быть отрегулирован и опломбирован предприя-
тием изготовителем и снабжен табличкой с указанием наименования предприятия, за-
водского номера, года изготовления, номинальной скорости лифта и скорости срабаты-
вания.
Ограничители скорости, независимо от конструктивного исполнения, состоят из
шкива, охватываемого бесконечным канатом, имеющим жесткую кинематическую связь
с приводным механизмом ловителей.
Натяжение каната обеспечивается специальным натяжным устройством в приям-
ке шахты (рис. 11.8).
Со шкивом ограничителя скорости связано механическое устройство, автомати-
чески затормаживающее канат при аварийном превышении скорости.
Ограничитель скорости должен быть доступен для технического обслуживания
независимо от места его расположения.
Канат ограничителя скорости должен иметь диаметр не менее 6 мм.
Диаметр шкива ограничителя и натяжного блока должен быть не менее 30 диаме-
тров каната.
Классификация ограничителей скорости.
По принципу действия: центробежного типа и с инерционным роликом.
По расположению оси вращения устройства, контролирующего превышение
скорости: с вертикальным и с горизонтальным расположением оси вращения.
В гидравлических лифтах применяются ограничители скорости горизонтального
типа.
Конструкция и расчет ограничителей скорости различного принципа действия
требуют специального рассмотрения.
Конструкция и расчет ограничителя скорости центробежного типа с горизон-
тальной осью вращения.
Существует несколько модификаций конструкции ограничителей этого типа.
В качестве примера рассмотрим устройство ограничителя скорости с горизон-
тальной осью вращения (Рис. 11.12).
Основу конструкции составляет шкив 11, на задней стороне которого закреплены
пальцы 9 с грузами 6 центробежного устройства.
Грузы шарнирно связаны между собой тягой 4, на которой установлена предва-
рительно сжатая пружина 3. Пружина сжата гайками 5 относительно упора 2 с отвер-
стием для прохода тяги 4.
На внутренней цилиндрической поверхности корпуса установлены неподвижные
упоры 7 и подвижный упор 8.
Благодаря наличию тяги 4, синхронизирующей движение грузов в радиальном
направлении, их силы тяжести оказываются уравновешенными и на работу ограничите-
ля скорости влияния не оказывают.
При номинальной скорости движения кабины (противовеса) на грузы действуют
центробежные силы Рс и сила предварительного сжатия пружины Рп
281
А-А
Рис. 11.12 Ограничитель скорости горизонтального типа с центробежным стопором: 1 - кор-
пус; 2 - упор; 3 - пружина; 4 - тяга; 5 - гайки регулировочные; 6 - груз; 7 - упор неподвижный;
8 - подвижный упор; 9 - палец шарнира; 10 - ось шкива; 11 - рабочий шкив; 12 - масленка
Сила сжатия пружины регулируется так, чтобы она уравновешивала центробеж-
ные силы грузов и обеспечивала гарантированный радиальный зазор <5 между непо-
движными упорами 7 и заостренными концами грузов 6.
При аварийном превышении скорости кабины ( противовеса ) растет число обо-
ротов шкива ограничителя скорости и центробежные силы начинают раздвигать грузы
от центра к неподвижным упорам 7 до момента их сцепления.
Шкив останавливается и его обод тормозит канат, связанный с приводным меха-
низмом ловителей. Если сила трения между канатом и ободом больше силы сопротив-
ления включению ловителей (см. п. 11.1.1), сработают ловители и остановят кабину. Ес-
ли сила трения недостаточна, ловители могут не сработать.
Возможны две причины недостаточности силы трения.
Первая связана с износом рабочего шкива ограничителя скорости и уменьшени-
ем его тяговой способности.
Вторая - с недостаточностью натяжения каната ограничителя скорости или его
обрывом.
При аварийном превышении скорости ограничитель может не сработать при по-
вышенном сопротивлении движению грузов или неправильной настройке пружины.
Возможность нарушения работы ограничителя скорости делает необходимым
применение средств контроля его работоспособности.
Для проверки правильности настройки ограничителя на расчетную скорость сра-
батывания применяется контрольный шкив меньшего диаметра. Обычно диаметр кон-
трольного шкива имеет такую величину, чтобы при переброске на него каната частота
вращения увеличивалась бы более чем на 15 %, но не больше предельного значения.
282
Проверка надежности сцепления каната с ободом ограничителя скорости может
производиться посредством подвижного упора 8.
На упор 8 следует нажать при движении кабины вниз с номинальной скоростью.
Если исправные ловители сработают, сила сцепления имеет достаточную величину. В
противном случае следует выяснить причину нарушения и устранить ее.
Если велик износ рабочего шкива, следует заменить ограничитель скорости на
заведомо исправный и проверить его работоспособность аналогичным способом.
Расчет ограничителя скорости включает следующие этапы.
1)	Определяются конфигурация, размеры и масса грузов на основе опыта проек-
тирования.
2)	Расчетом определяется положение центра масс груза ( положение точки С) по
вычерченному в масштабе чертежу.
3)	Производится расчет величины центробежной силы, действующей на груз при
номинальном и предельном значении скорости кабины (противовеса), с учетом началь-
ного и конечного положения груза.
Величина центробежной силы
при номинальной скорости
п„ D“ 2	2-D^-V1
Рс=т~о)и=т---------------Н;	(Ц.38)
при предельной скорости
п„ 2 -D"- К2
1с=т------, Н;	(11.39)
Up
где т - масса груза, кГ; сон - угловая частота вращения шкива ограничителя ско-
рости, р /с; V, Vn - номинальная и предельная величина скорости кабины, м/с;
Dq , De диаметр окружности положения центра масс груза при номинальной и
предельной частоте вращения шкива, м; Dp - диаметр рабочего шкива ограничителя ско-
рости, м.
4)	Из условия равновесия груза определяется усилие сжатия пружины
У'М = О;2РС ес-Р„1„ =0;	=	'^С,Н	(11.40)
п
5)	На основании зависимости 11.40 имеем
при номинальной скорости
(Н.41)
при предельной скорости
(11.42)
где - плечо центробежной силы относительно шарнира при номинальной
и предельной скорости, м; - плечо силы сжатия пружины при номинальной и пре-
дельной скорости, м.
283
Проверяется возможность преодоления сил трения в шарнирах механизма.
Должно выполняться условие
Рп~Рп >2 ^г,Н;	(11.43)
где FT = (0,02 4- 0,03 )• т • g - приведенная к пружине сила сопротивления, опреде-
ляемая действием сил трения в шарнирах центробежного механизма.
Если условие 11.43 не выполняется, необходимо увеличить частоту вращения
шкива за счет дополнительного передаточного механизма или уменьшением диаметра
рабочего шкива до величины не менее 30 d, где d - диаметр каната.
6)	Определяется деформация сжатия пружины Д, соответствующая радиальному
перемещению зуба груза от исходного положения, при номинальной скорости до пре-
дельного, когда он сцепляется с упором. Для этого необходимо вычертить груз в мас-
штабе в двух положениях и измерить величину Д.
7)	Жесткость пружины определяется по формуле
(11.44)
8)	По таблице ГОСТ подбирается пружина и рассчитывается на прочность.
Конструкция и расчет ограничителя скорости с инерционным роликом.
Конструкция ограничителя скорости с инерционным роликом давно применяет-
ся в зарубежной практике. Такими ограничителями оборудуются лифты фирмы КОНЕ
(Финляндия), ОТИС ( США), СМУ(Италия) и других производителей лифтов. В нашей
стране они не применялись, так как ПУБЭЛ требовал наличия контрольного шкива, ко-
торый в этой конструкции отсутствовал. В настоящее время положение меняется в свя-
зи с развитием рыночной экономики и расширением сферы использования лифтов зару-
бежных фирм.
Конструкция ограничителя отличается простотой, удобством доступа ко всем его
частям и надежностью работы. Её основу составляет шкив, свободно вращающийся на
оси, закрепленной в опорной раме. На задней стороне шкива имеется многогранник со
скругленными вершинами, по поверхности которого катится тяжелый ролик с резино-
вым ободом.
Устройство и принцип действия ограничителя наглядно демонстрируется его рас-
четной схемой (Рис. 11.13 ). На расчетной схеме приняты следующие обозначения: Рр, Ри
- сила тяжести и сила инерции ролика, направление которой определяется фазой коле-
бания ролика; Рп - сила сжатия пружины; ty9£„9ip постоянные расстояния от оси ры-
чага; - плечо силы тяжести ролика от оси вращения рычага; г(, г2 - максимальное и
минимальное значение радиуса положения ролика на поверхности четырехгранника;
^И,АИ - длина пружины в состоянии начального сжатия и упругое ее сжатие, соответ-
ствующее моменту сцепления зуба рычага с упором шкива.
На Рис. 11.13 не показан концевой выключатель и кронштейн для проверки сил
сцепления. Все остальные элементы в полной мере отражают особенности конструкции
ограничителя скорости.
Основу конструкции составляет шкив 1, свободно вращающийся на оси, закреп-
ленной в опорной раме 11.
284
Рис. 11.13 Расчетно-конст-
руктивная схема ограничи-
теля скорости с инерцион-
ным роликом: 1 - канат; 2 -
шкив; 3 - четырехгранный
кулачок; 4 - упор кулачка; 5 -
ролик; 6 - рычаг; 7 - зуб ры-
чага; 8 - винт регулировоч-
ный; 9 - опора с гайкой вин-
та; 10 ~ пружина с направля-
ющим стержнем; 11 - рама
опорная
Ролик установлен на конце равноплечего качающегося рычага 6, противополож-
ный конец которого выполнен в форме зуба 7.
На торцевой части четырехгранного кулачка 3 имеются упоры 4 клиновидной
формы, расположенные в одной плоскости с внутренним квадратом жесткости.
Ролик прижимается к ободу четырехгранного кулачка усилием предварительно
сжатой пружины 10 так, что при вращении шкива с номинальной скоростью он следит
за его поверхностью, совершая вынужденные кинематические колебания относительно
оси рычага.
Сила начального натяжения пружины уравновешивает действие силы тяжести
ролика и действие инерционной силы при номинальной частоте вращения.
При аварийном превышении скорости, под действием сил инерции, ролик 5 от-
рывается от поверхности кулачка и зуб 7 сцепляется с упором 4, останавливая шкив.
Работа ограничителя контролируется выключателем, который приводится в дей-
ствие в момент сцепления зуба 7 с упором 4.
285
Контроль достаточности сил сцепления каната с ободом шкива ограничителя ско-
рости осуществляется путем нажатия на специальный кронштейн, закрепленный на ры-
чаге со стороны ролика. Зуб 7 сцепляется с упором 4 и останавливает шкив. Все проис-
ходит так, как и при нажатии на подвижный упор ограничителя скорости центробежно-
го типа.
На схеме рис. 11.13 приведен график изменения пути Sp скорости Vp и ускорения
Эр движения ролика 5 по поверхности кулачка 3.
При равномерном вращении шкива ограничителя скорости ролик совершает ки-
нематические колебания перекатываясь по поверхности четырехгранника. Рычаг совер-
шает угловые колебания относительно неподвижной точки О.
Благодаря скругленным вершинам четырехгранника закон изменения перемеще-
ния ролика близок к гармоническому и описывается формулой
Sm = 4) • Sin(4щ/) = 4 • Sinai pt , м;	(11.45)
где (о =----угловая частота вращения шкива ограничителя скорости, р / с;
Dp
Dp - диаметр рабочего шкива ограничителя скорости, м; V - скорость движения
г2 — л
кабины, м/с; Ао ---------амплитуда колебаний ролика на рычаге, м.
Скорость колебаний ролика
VP = -ASn) = Д, • Cosa>pt = Vo  Cosa)pt ( м / c
1*4 4
где Ko - амплитуда колебаний скорости
Ускорение колебаний ролика
d ( \	2
ар - —\Vp)= —Aq -dip -SincDpt = -а0 • SinaiPt
dt
(11.46)
(11.47)
, м / с2
где а0 - амплитуда колебаний ускорения
Тангенциальная сила инерции ролика имеет направление противоположное
ускорению и определяется выражением
= т  а0 • Sinaipt	(11.48)
Рассмотрение приведенных зависимостей и соответствующих графиков позволя-
ет установить, что максимальное значение силы инерции, отрывающей ролик от по-
верхности четырехгранника имеет место в момент максимальной амплитуды перемеще-
ния ролика. Следовательно сила предварительного сжатия пружины для номинальных
оборотов шкива должна определяться для момента, когда ролик находится на вершине
четырехгранника с учетом уравновешивания силы тяжести ролика. При этом, будем ис-
ходить из предположения, что плечи рычага взаимно уравновешены.
Силу предварительного сжатия пружины определим из уравнения равновесия
рычага при амплитудном значении силы инерции
„	Р'-е • Cos (45° - 0,)+/иГ
2}Л/о = О^=-£—£------2 7--------, Н;	(11.49)
п
где Рр - сила тяжести ролика, Н; Д2 - угол поворота рычага при перемещении ро-
лика из исходного положения на плоской грани на вершину четырехгранника, гр.;
286
движения кабины.
- максимальная амплитуда ускорения при номинальной скорости
Сила сжатия пружины при предельной скорости движения кабины
Pr-ep-cos(45Q-р^+т-с^-^
р„ =------------f------------.н;
(11.50)
где Рп ~ Pi - угол отклонения рычага при предельном ускорении ролика, когда
зуб касается грани внутреннего квадрата и скользит по ней до момента сцепления с упо-
ром(
определяется из чертежа ограничителя скорости );
- максимальное значение амплитуды ускорения при предель-
ном значении скорости кабины, м / с2.
Дополнительное сжатие пружины А„, при изменении инерционной силы от номи-
нального до предельного значения, определяется из чертежа.
Момент отрыва ролика от поверхности четырехгранника, вероятно, будет соот-
ветствовать точке К графика изменения перемещения ролика, когда и инерционная си-
ла, и скорость ролика имеют одно направление. При этом величина инерционной силы
и скорости будет составлять 0,707 максимальной величины амплитуды, а ролик не дой-
дет до вершины четырехгранника на 11° 15’ угла поворота шкива.
Приведенные выше соображения могут быть положены в основу расчета ограни-
чителя скорости с инерционным роликом.
По чертежу определить величину сжатия пружины А„, соответствующую измене-
нию силы сжатия пружины от номинального до предельного значения.
Пружина подбирается и рассчитывается по жесткости:

Н/мм
(11.51)
11.1.3 Упоры и буферы
Упоры и буферы представляют собой устройства, устанавливаемые в приямке
шахты, для амортизации и остановки движущейся вниз кабины ( противовеса ) при ава-
рийном переходе нижнего рабочего положения из-за неисправности гидравлического
или электрического оборудования лифта.
Раздел 9 ПУБЭЛ и раздел 10.3 европейского стандарта EN81.1/2 предъявляет ряд
требований к конструкции и условиям применения упоров и буферов.
Упоры подразделяются на два вида: жесткие упоры и упоры с амортизирующей
прокладкой.
Жесткие упоры допускается применять при скорости кабины ( противовеса), не
превышающей 0,3 м/с.
Упоры с амортизирующей прокладкой разрешается применять на лифтах с но-
минальной скоростью, не превышающей 1м/с.
Допускается размещать амортизаторы на кабине (противовесе) при условии, что
в приямке шахты они будут взаимодействовать с жесткими упорами.
287
Классификация буферов.
По конструкции: пружинные, фрикционные и гидравлические.
По способу преобразования энергии движущегося объекта: энергонакапливаю-
щего( упругие амортизирующие прокладки, пружины и т. п ) и энергорассеивающего
типа ( фрикционные, гидравлические и т. п.).
Буфера эиергонакапливающего типа применяются на лифтах при номиналь-
ной скорости не более 1м/с.
Буфера энергорассеивающего типа могут применяться при любой величине
номинальной скорости кабины ( противовеса).
При оборудовании кабины ( противовеса ) комбинированными ловителями амор-
тизирующее устройство ловителей может использоваться в качестве буфера.
Расчетная скорость посадки кабины на упоры и буферы должна на 15 % превы-
шать номинальную величину, что соответствует начальному значению скорости сраба-
тывания ограничителя скорости.
Посадка на буфер кабины гидравлического лифта может происходить при скоро-
сти срабатывания гидравлической защитной аппаратуры: клапана разрыва трубопрово-
да или клапана остановки с превышением скорости на 30 %.
Согласна нормам европейского стандарта пружинный буфер должен рассчиты-
ваться так, чтобы ход замедления был не менее V2 / g при минимуме 65 мм и чтобы пру-
жина была полностью сжата при статической нагрузке в 2,5 - 4 раза превышающей си-
лу тяжести кабины с грузом.
Расчетная масса груза должна превышать на 10 % грузоподъемность лифта.
Для лифтов самостоятельного пользования с увеличенной площадью пола при
отсутствии перегородки в кабине расчетная грузоподъемность определяется полезной
площадью пола по Таб.1 ПУБЭЛ.
Ускорение замедления кабины (противовеса) буфером при расчетной грузоподъ-
емности от 0 до расчетного значения не должно превышать 25 м / с2.
При применении буфера энергорассеивающего типа допускается превышение
указанного уровня (30 ч 35 м/с2 ), если время действия замедления не превышает 0,04 с.
Конструкция и расчет пружинного буфера.
В качестве буферов энергонакапливающего типа применяются цилиндрические
пружины из стальной проволоки круглого сечения (рис. 11.14). В некоторых случаях
применяются пружины из стальной ленты, закрученные по конической винтовой линии.
Такая конструкция обеспечивает повышенную компактность буфера в сжатом состоя-
нии и снимает проблему потери продольной устойчивости, характерной для пружин ци-
линдрических.
Для обеспечения продольной устойчивости цилиндрических пружин их свобод-
ная длина должна быть меньше 3-4 диаметров.
Пружинный буфер состоит из одной или нескольких параллельно работающих
цилиндрических пружин, установленных в приямке шахты на конструкции опорной ра-
мы. На верхнюю часть пружины может устанавливаться опорная шайба.
Для обеспечения продольной устойчивости пружины применяется центрирую-
щий стакан.
Широкое применение пружинных буферов в гидравлических лифтах со скоро-
стью кабины, не превышающей 1м/с, обусловлено простотой конструкции, которая
практически не нуждается в техническом обслуживании.
288
I
Рис. 11.14 Пружинный буфер кабины	Рис. 11.15 Расчетная схема пружинного буфера
Ограниченный скоростной диапазон применения связан с проблемой продольной
устойчивости пружины и явлением обратного броска кабины(противовеса) в конце пу-
ти замедления, так как пружинный буфер трансформирует энергию движущегося объ-
екта в потенциальную энергию, высвобождение которой и сопровождается обратным
броском с ускорением, близким по величине к ускорению замедления.
Европейский стандарт регламентирует предельную скорость обратного броска
кабины на уровне 1 м/с.
Расчет пружинного буфера производится с целью определения необходимой же-
сткости пружины, при которой гарантируется допустимый уровень величины ускорения
замедления. На расчетной схеме рис. 11.15 приняты следующие обозначения: РБ - теку-
щее значение нагрузки буфера; Рь Р2 - начальное и конечное значение величины нагруз-
ки буфера; Vb V2 - скорость в начале и конце пути замедления; S - путь замедления ка-
бины; Q, QK - масса расчетного груза и кабины, соответственно. Рассматривается пре-
дельный случай посадки со скоростью, составляющей 115% номинального значения
при обрыве канатной подвески.
Процесс посадки кабины на буфер сопровождается преобразованием кинетичес-
кой и потенциальной энергии кабины в работу пружины на пути торможения
К + П = АП;	(П.52)
(£?р+&)gS = (Q>+&)(#+а)~
(П.53)
где QP, Vt = VP - расчетная масса груза и скорость посадки кабины на буфер.
Преобразуем уравнение энергии с учетом К2 - 0 и и решим его относи-
тельно величины пути замедления:
Г/2
с _ УР
д _ м
(11.54)
Нагрузка буфера в конце пути замедления:
289
10 - 5771
л=(е„+а>и+а),н	(П.55)
Расчетная жесткость пружинного буфера:
с =	_T(&+&) (g + q)	(11.56)
s и;
a-g
После алгебраических преобразований получим более простое аналитическое
выражение величины жесткости:
С - ^ + 0к)~^2~£2) и , п, „х
е---------Гг ' Н ! м	(11 -57)
Vр
где а [#]= 25 м/с2 - расчетная величина ускорения замедления кабины
Жесткость одной пружины буфера
С 1
Сп = —1O’J ,Н/мм	(11.58)
где Z - число пружин буфера.
Конструкция и расчет гидравлического буфера
Гидравлические буфера относятся к устройствам рассеивающего типа. В гидрав-
лических лифтах с относительно небольшими скоростями движения кабины гидробуфе-
ры применяются в исключительных случаях, когда приходится иметь дело с замедлени-
ем больших масс груза.
Замедление кабины происходит за счет сил сопротивления перетеканию жидкос-
ти через отверстия линейно уменьшающейся площади. Конструкция гидробуфера обес-
Рис.11.16 Конструкция гидробуфера: 1 - ци-
линдрический корпус; 2 - устройство заливки
жидкости; 3 - плунжер; 4 - стержень привода
конечного выключателя; 5 - конечный выклю-
чатель
печивает постоянство тормозной силы и
ускорения замедления, равное g, на всем
пути замедления.
Применяются два способа измене-
ния площади отверстий при регулировании
величины сопротивления истечению жид-
кости: с изменяющимся кольцевым отвер-
стием и с изменением количества калибро-
ванных отверстий, через которые перетека-
ет жидкость.
Типовая конструкция буфера подоб-
ного типа представлена на рис. 11.16, в ко-
торой торможение плунжера происходит за
счет сопротивления истечения жидкости
через калиброванные отверстия, количест-
во которых уменьшается по мере движения
плунжера.
Возврат плунжера в исходное состо-
яние производится установленной внутри
корпуса цилиндрической пружиной и кон-
тролируется конечным выключателем.
290
В цилиндрическом корпусе 1 установлен цилиндр с системой радиальных отвер-
стий, количество которых постепенно уменьшается к нижней его части.
Внутри цилиндра находится плунжер с поршнем и уплотнительными кольцами.
Крайнее верхнее положение плунжера определяется действием возвратной пру-
жины.
В исходном положении буфера через радиальные отверстия цилиндр плунжера
заполняется маслом, поступающим из емкости внешнего цилиндрического корпуса.
При посадке кабины на буфер, плунжер 3 через амортизатор разгоняется до ско-
рости кабины и при движении вниз вытесняет жидкость через калиброванные радиаль-
ные отверстия в боковой стенке цилиндра, количество которых постепенно уменьшает-
ся. Поэтому торможение происходит практически с постоянной тормозной силой и по-
стоянным ускорением замедления не выше 1 g. С начала движения стержень 4, воздей-
ствуя на ролик конечного выключателя 5, переводит его в состояние «выключено». Ра-
бота гидропривода блокируется
Возврат плунжера в исходное верхнее положение после снятия кабины с буфера
осуществляется возвратной пружиной. При этом, стержень 4 перестает воздействовать
на ролик конечного выключателя, переводя его в состояние «включено». Лифт готов к
работе.
Каждый гидравлический буфер должен испытываться на предприятии-изготови-
теле. Результаты должны быть отражены в паспорте лифта.
На корпусе гидравлического буфера должна устанавливаться табличка с указани-
ем предприятия-изготовителя, заводского номера и года изготовления, типа буфера, на-
ибольшего хода плунжера, максимальной и минимальной нагрузки, максимальной вели-
чины расчетной скорости.
Расчет гидравлического буфера.
Расчетная нагрузка буфера определяется при ускорении ап = 9,81 м / с2
Рабочий ход плунжера
PB=(UQ+QK)-2g,H
у2
£-2*g,M
(11.59)
(11.60)
где = 1,15 И - расчетная скорость посадки на гидробуфер, м/с.
Давление жидкости в гидравлическом буфере
Ро=у,Н/см2;	(11.61)
где F - площадь торцевой части поршня плунжера, см2. Давление должно сохра-
нять постоянное значение на всем пути движения плунжера( обычно р0 = 400 * 700 Н /
см2 ).
Скорость движения плунжера уменьшается от начального значения до нуля, по-
этому количество вытесняемой плунжером жидкости в единицу времени должно посте-
пенно уменьшаться. В связи с этим, скорость истечения жидкости остается величиной
постоянной на всем пути торможения
V F
--- .м/с;	(11.62)
/о
10*
291
где VAL7 - текущее значение скорости плунжера, м / с; /0 - площадь одного отвер-
стия в стенке цилиндра, см2; z - текущее значение числа отверстий, через которые выте-
кает жидкость в конкретный момент времени движения плунжера.
Начальное значение площади отверстий:
PH=P-Vp-\—.	(11.63)
V Ро
где С - коэффициент, зависящий от вязкости жидкости ( С = 0,007 - для веретен-
ного масла; С ~ 0,008 - для смеси глицерина с водой).
Начальное число калиброванных радиальных отверстий в гидробуфере с дроссе-
лированием жидкости через отверстия
FH
(11-64)
7о
Для движения с постоянным замедлением число не перекрытых плунжером от-
верстий должно удовлетворять следующему соотношению
11.2. Гидравлические устройства предотвращения падения кабины
Гидравлические устройства, предотвращающие падение кабины, состоят из кла-
пана, который прикреплен к цилиндру на месте присоединения трубопровода и состав-
ляет с ним единое целое.
В зависимости от типа различаются блокировочные клапаны, которые останавли-
вают спускающуюся кабину, блокируя отток жидкости, или клапаны ограничения рас-
хода потока рабочей жидкости, которые, обеспечивая контролируемый отток жидкости
из цилиндра, позволяют кабине опускаться со скоростью, которая немного превышает
номинальную скорость спуска, и окончательно останавливаться буфером приямка шах-
ты.
Как уже говорилось, гидравлические устройства срабатывают, когда возникает
разрыв трубопровода, разрушение одного из соединений или других устройств, уста-
новленных между обратным клапаном и гидроцилиндром.
Простейший клапан защиты от падения, ограничивающий скорость аварийного
спуска кабины - это диафрагма, состоящая из калиброванного отверстия, расположен-
ного против крепления трубопровода к цилиндру. Возникающее при этом сужение вы-
зывает потерю статического напора и уменьшает количество жидкости, проходящей че-
рез отверстие.
Эта система применима лишь в тех случаях, когда скорость жидкости в трубопро-
воде очень мала, так как создаваемые диафрагмой потери напора имеют место как при
подъеме, так и при спуске. Дополнительные гидравлические сопротивления приводят к
необходимости применения электропривода насоса повышенной мощности.
Более целесообразно использовать автоматически действующий клапан ограни-
чения пропускной способности, показанный на рис. 11.17. В нем действие диафрагмы
проявляется только тогда, когда поток жидкости поступает из цилиндра в резервуар.
292
4
Рис. 11.17 Клапан ограничения пропускной способности: 1 - корпус; 2 -золотник; 3 - пружи-
на; 4 - винт регулировки пропускной способности канала управления; 5 - микрофильтр; 6 - канал
управления
Действительно, при подъеме поток жидкости толкает золотник клапана 2 вверх и
открывает проход жидкости от напорной линии В к входному отверстию гидроцилинд-
ра А, сжимая пружину 3.
При спуске кабины действие пружины и давления жидкости, поступающей через
канал 6, толкают золотник к седлу клапана со стороны отверстия В, так что жидкость
может проходить только через калиброванные отверстия Е. Сечение отверстий подобра-
но так, что скорость спуска кабины ограничивается допустимым уровнем.
На рис. 11.18 приведено схематическое изображение клапана ограничения пропу-
скной способности, в котором золотник 2 удерживается в состоянии покоя пружиной 3
в предельном верхнем положении, поэтому в нормальных рабочих условиях подъема и
спуска кабины влияние клапана никак не проявляется.
При разрыве подающего трубопровода давление в зоне В падает практически до
нуля.
Давление жидкости в верхней части золотника, преодолевая усилие пружины,
опускает золотник вниз и перекрывает поток жидкости, которая вынуждена будет про-
ходить через калиброванное отверстие Е весьма малой величины. Скорость опускания
значительно снизится и кабина плавно затормозится буфером приямка шахты.
Поскольку просвет Е может иметь очень малые размеры, в случае разрыва трубо-
провода скорость спуска кабины не зависит от рабочей скорости и может быть снижена
до очень малых значений. Тем не менее, учитывая, что время срабатывания клапана не-
велико, нецелесообразно чрезмерно уменьшать размеры просвета калиброванного от-
верстия Е.
Сечение, которое должно иметь калиброванное отверстие клапана ограничения
пропускной способности, легко рассчитать, если учитывать, что объем жидкости, про-
текающей через него за единицу времени, равен объему, занимаемому поршнем во вре-
мя спуска.
293
в
Рис. 11.18 Клапан ограничения пропускной способности, работающий только при разрыве
трубопровода: 1 - корпус; 2 - золотник; 3 - пружина; 4 - винт регулировки пружины; 5 - винт ре-
гулировки пропускной способности канала управления; 6 - микрофильтр; 7 - канал управления
Из уравнения неразрывности потока следует:
* ^77 “ ^Е ‘ ^Е ,
(11.66)
где Ап, Ае - площадь поперечного сечения поршня гидроцилиндра и отверстия;
K/у, УЕ - скорость опускания поршня и скорость потока жидкости.
Как известно, скорость потока жидкости через отверстие равна:
^E=n^2-g-E	(11.67)
где р - коэффициент истечения жидкости, зависящий от свойств жидкости и фор-
мы отверстия; р - давление рабочей жидкости в гидроцилиндре; у - плотность жидкос-
ти.
Выразим скорость потока в уравнении 11.66 через аналитическое выражение
11.67 и решим его относительно величины площади поперечного сечения отверстия:
а	’Vп
Ае=----,	(11.68)
h Р
P\\2g —
У У
Поскольку в среднем для используемых жидкостей у = 0,87 кг/дм3, а в стандарт-
ных случаях 0,65, уравнение 11.68 принимает следующий вид:
= 0,1024	Пг-П , мм2
(11.69)
где Vn - скорость поршня, м/с; р - давление жидкости в цилиндре, бар; Ап - пло-
щадь поршня, мм2.
294
Для отверстия круглого поперечного сечения получим:
, мм
(11.70)
где dn - диаметр поршня, мм.
На Рис. 11.19 изображен тип клапана блокировки спуска кабины, который, по-
скольку время перекрытия потока жидкости составляет порядка 0,1 сек., позволяет до-
стигать остановки кабины без возникновения существенных сверхдавлений.
о
Рис. 11.19 Клапан остановки кабины: 1 - корпус; 2 - золотник; 3 - пружина; 4 - винт регулиро-
вочный; 5 - винт регулировки пропускной способности канала управления; 6 - микрофильтр; 7 -
канал управления
При нормальной работе лифта золотник клапана поддерживается в верхнем по-
ложении под действием пружины 3, которая действует, с одной стороны, на нижнюю
часть регулировочного винта 4, а с другой стороны, на верхнее днище золотника. При
этом жидкость может свободно проходить через отверстия А и В в любом направлении.
При разрыве трубопровода давление в зоне В снижается практически до нуля, а
в А определяется нагрузкой штока гидроцилиндра.. Это давление через канал 7 дейст-
вует на верхнюю часть золотника и, преодолевая действие пружины, заставляет его опу-
ститься вниз и перекрыть отверстие В. Кабина останавливается и остается в этом поло-
жении до тех пор, пока не будет устранена неисправность и давление в зоне В не станет
равным давлению в отверстии А. Скачок скорости спуска кабины с последующим паде-
нием до нуля вызван резким изменением перепада давления между отверстиями клапа-
на в момент переключения клапана.
11.2.3 Гидромеханическое устройство стопорения поршня
На рис. 11.20 приведено устройство, разработанное и запатентованное одной не-
мецкой фирмой. Это устройство обеспечивает блокировку поршня в случае его спуска
на чрезмерно высокой скорости.
295
Рис.11.20 Устройство блокировки
штока поршня: 1 - головка гидроци-
линдра; 2 - шток; 3 - рабочая камера; 4
- отверстие подач и (слива) жидкости от
электроклапана; 5 - поршень; 6 - кор-
пус стопора; 7 - тормозные колодки; 8
- пружина; 9 - накладка фрикционная;
10 - накладка антифрикционная; 11 -
крепление корпуса стопора к головке
цилиндра.)
Рис.11.21 Устройство управ-
ления работой стопора от ог-
раничителя скорости: 1 -
бак; 2 - мотор-насос; 3 - гид-
рораспределитель гидроагре-
гата; 4 - электроклапан управ-
ления стопором; 5 - шток; 6 -
кабина; 7 - стопор штока: 8, 11
- конечные выключатели сис-
темы ограничителя скорости;
9 - рычаг механизма включе-
ния ловителей; 10 - канат; 11 -
ограничитель скорости
296
Конструкция стопора закреплена на головке цилиндра 1
Внутри корпуса 6 установлено 3-4 тормозные колодки конической формы с ци-
линдрической тормозной поверхностью. Со стороны штока колодки покрыты накладка-
ми с повышенным коэффициентом трения, а со стороны корпуса - антифрикционными
накладками.
В нормальных рабочих условиях подъема и спуска кабины на поршни 5 действу-
ет рабочее давление, которое, сжимая пружину 8, поддерживает колодки в верхнем по-
ложении, не препятствуя движению штока 2.
Когда из-за неисправности (обычно это разрыв подающего трубопровода) в рабо-
чих камерах поршней 5 давление падает, колодки опускаются вниз, из-за конической
формы самозаклиниваются исключая возможность опускания штока поршня гидроци-
линдра.
Обычно управление подачей жидкости под давлением в рабочие камеры поршней
осуществляется электроклапаном V, который при включении устанавливает сообщение
между стопором и подающим трубопроводом, а при выключении, со сливом.
Возбуждение катушки электроклапана может управляться, как показано на
рис. 11.21, конечными выключателями 8, 11 ограничителя скорости или контакторами
подъема и спуска.
При срабатывании одного из конечных выключателей ограничителя скорости вы-
ключается электромагнит клапана
При отключении катушки электромагнита клапан соединяет линию питания пор-
шней управления 5 со сливом и колодки 7 стопора под действием пружин 8 опускают-
ся вниз, препятствуя опусканию штока.
11. 3. Устройства защиты от медленного спуска кабины
Устройство против медленного спуска кабины должно препятствовать тому, что-
бы кабина, медленно спускаясь из-за уменьшения объема жидкости вследствие пониже-
ния температуры масла или из-за потерь в гидравлической линии после обратного кла-
пана, могла оставлять открытой дверь этажа, что может создавать опасную ситуацию.
Применяются как электрические так и механические устройства.
Электрические устройства состоят из включенных в специальную линию выклю-
чателей, которые замыкают предохранительные контакты, имеющиеся в замках дверей
этажа и кабины, а следовательно, независимо от положения дверей, включают двигатель
насоса для того, чтобы кабина достигла этажа после того, как она опустилась несколь-
ко ниже нужного этажа, таким образом привод работает в режиме автовыравнивания
при подъеме кабины.
Механические устройства в отсутствие команд останавливают движение спуска-
ющейся кабины, когда она спустилась на определенное расстояние, блокируя ее на на-
правляющих или останавливая на специальных выступах в лифтовой шахте. Кроме то-
го, имеются механические устройства, которые блокируют поршень.
Как электрические, так и механические устройства имеют ряд преимуществ и не-
достатков.
Если электрические устройства считаются неэффективными при отсутствии эле-
ктроэнергии в линии питания мотора, то недостаток всех механических устройств за-
ключается в том, что при срабатывании устройства для остановки спуска кабины элек-
трическая цепь управления не может немедленно выполнять команду, так как сначала
нужно сдвинуть кабину. Поэтому это устройство должно заставить кабину немного под-
297
няться и только потом, если разрешают устройства управления, оно может выполнить
команду.
Опыт показывает, что если перебои в энергопитании возникают достаточно ред-
ко, и с ними можно легко справиться, то механические устройства вследствие уменьше-
ния объема из-за охлаждения жидкости срабатывают довольно часто, даже если нет ни-
каких утечек, которые в действительности и являются причиной возникновения опас-
ных ситуаций.
Более сложная конструкция электрической цепи управления, а также непредска-
зуемость реакции пассажиров при движении лифта в обратном направлении, привели к
тому, что разработчики гидравлических лифтов предпочитают электрические устройст-
ва механическим. Это обусловлено также и тем, что, кроме редких исключений, все ги-
дравлические установки обязательно снабжены цепью автовыравнивания, и механичес-
кие устройства лишь неэффективно дублировали бы их.
Ниже будут рассматриваться только механические устройства, т. к. об устройст-
вах электрических речь пойдет в главе 12, посвященной электрическим цепям гидрав-
лического лифта.
11. 3.1. Применение ловителей для предотвращения медленного спуска кабины
Если кабина оборудована ловителями, то одна из систем, препятствующих мед-
ленному спуску кабины на некоторое расстояние, вызывает ее остановку за счет вклю-
чения ловителей.
Для того, чтобы сработали ловители, может быть использован нормально замк-
нутый зажим каната, управляемый растормаживающим электромагнитом. Замыкание
колодок зажима обеспечивается предварительно сжатой пружиной.
Колодки зажима могут, в зависимости от конструкции, зажимать канат ограничи-
теля скорости или специального каната, протянутого по высоте лифтовой шахты.
В первом случае зажим установлен на ограничителе скорости.
По команде на подъем или опускание кабины включается электромагнит зажима,
который, преодолевая действие пружины, освобождает канат ограничителя скорости.
Если же в отсутствие команды и, следовательно, при канате, зажатом колодками
зажима, кабина спускается, трос ограничителя скорости приводит в действие ловители
и останавливает кабину на направляющих.
Во втором случае, когда не установлен ограничитель скорости, зажим жестко со-
единен с рычагами включения ловителей посредством специального каната.
В отсутствие команд колодки зажима захватывают протянутый в шахте накат, и
спуск кабины вызывает срабатывание ловителей.
Аналогичная система, вызывающая срабатывание ловителей при медленном спу-
ске кабины, когда не установлен ограничитель скорости, состоит из рычага, жестко со-
единенного с механизмом включения ловителей.
При нормальном подъеме и спуске этот рычаг удерживается электромагнитом во
втянутом положении, а в отсутствие команд выталкивается пружиной за габарит рамы
кабины.
Если кабина, достигнув этажа, идет вниз, рычаг встречает специальные выступы
в лифтовой шахте, которые как правило закреплены на направляющих против каждой
остановки. При этом рычаг поднимается, приводя в действие механизм включения ло-
вителей. Кабина останавливается.
298
11.	3.2 Стопорные устройства защиты от медленного спуска кабины
Устройство, изображенное на рис. 11.22, включает элемент, который обычно уста-
навливается против нижней балки корпуса кабины и под действим собственного веса
или пружины выступает из корпуса кабины, и электромагнит, который, возбуждаясь,
смещает стопорное устройство. Этот стопор обычно соединен с амортизатором и может
опираться на выступы, имеющиеся в шахте против каждой остановки лифта.
При движении кабины включается электромагнит и стопорное устройство нахо-
дится в таком положении, которое позволяет кабине свободно двигаться. Если же коман-
ды на подъем или спуск не поступают, электромагнит отключен, а стопорный элемент,
под действием собственного веса или пружины перемещается, выступая из корпуса ка-
бины (рис. 11.22 в).
Если кабина, из-за понижения температуры жидкости или вследствие утечек в
гидравлической лини между цилиндром и обратным клапаном, опускается, стопорное
устройство опирается на один из выступов, препятствуя дальнейшему спуску кабины.
Контакты конечного выключателя 3 контролируют положение стопорного уст-
ройства с тем, чтобы станция управления не давала разрешение на выполнение коман-
ды, если электромагнит не сместил стопорный элемент или если стопор зажат и не воз-
вращается в исходное положение при выключенном электромагните.
Рис. 11.22 Механический стопор кабины: а -
состояние свободного хода кабины, 1 - направ-
ляющая, 2 - упор, 3 - стопор, b - состояние сто-
порения; с - конструкция стопора, 1 - корпус,
2 - амортизатор; 3 - конечный выключатель;
4 - пружина, 5 - электромагнит
299
11.4.	Аварийные устройства эвакуации пассажиров из кабины
В случае возникновения неисправности или при перебоях электропитания необ-
ходимо освободить пассажиров, которые могут в этот момент находиться в кабине лиф-
та.
В гидравлических лифтах при возникновении аварийной ситуации необходимо
направить жидкость под давлением в цилиндр с помощью насоса или вручную, при
этом кабина поднимется до ближайшей верхней остановки; или же можно выпустить
жидкость из цилиндра, что вызовет спуск кабины до ближайшей нижней остановки.
Могут использоваться обе этих системы.
11.4.1 Ручной насос
Ручной насос необходим, когда кабина оборудована ловителями, но он использу-
ется только в тех случаях, когда ловители сработали несвоевременно, или в случае, ког-
да возникло ослабление или разрыв одного из канатов подвески кабины,
Во всех остальных случаях, как например, поломка трубопровода, гидроцилинд-
ра, элементов подвески и т. д. было бы совершенно бесполезно пытаться поднять каби-
ну с помощью ручного насоса.
Кроме того, следует принимать во внимание, что легко можно предугадать, что
будет происходить, если попытаться поднимать кабину с помощью ручного насоса, ког-
да ловители, используемые для защиты от медленного спуска кабины, были приведены
в действие посредством каната ограничителя скорости или каната, протянутого в шах-
те.
В этом случае, поскольку аварийные мероприятия проводятся в отсутствие элек-
троэнергии, канат управления захвачен колодками зажима, и поднятие кабины привело
бы к натяжению троса вверх и его растяжению. Поэтому возникает опасность повреж-
дения нижнего натяжного устройства каната и застревания его в оборудовании шахты.
Подобную ситуацию необходимо отражать в инструкциях по эксплуатации лиф-
та.
Конструкция и гидравлическая схема ручного насоса приведена на рис.11.23
Ручной насос соединен с подающим трубопроводом сразу после обратного кла-
пана. Насос имеет предохранительный клапан (клапан избыточного давления), который
отрегулирован таким образом, чтобы давление находилось в допустимых пределах, сов-
местимых с гидравлической системой: как правило, давление калибровки не превыша-
ет двойное значение максимального статического давления настройки привода лифта.
Величина давления контролируется манометром 6. Кран 7 служит для отключения на-
соса от напорной линии.
11.4.2 Клапан ручного действия для спуска кабины
Простым и достаточно быстрым способом спуска кабины и спасения пассажиров
в случае, когда не сработали ловители при отсутствии повреждения трубопровода - яв-
ляется выпуск жидкости в точке после обратного клапана через специальный клапан с
ручным управлением.
Такая система состоит из маленького обратного клапана 1, расположенного сра-
зу после группы клапанов распределения и регулировки потока жидкости.
Обратный клапан шарикового типа, может быть разблокирован штоком 2 при не-
прерывном нажатии кнопки 3.
300
4
5
6
Рис.11.23 Ручной насос: 1 - рычаг привода; 2 - поршень; 3 - воздушная пробка; 4 - регулятор
клапана предельного давления; 5 - штуцер соединения с трубопроводом цилиндра; 6 - манометр;
1 - кран отключения ручного насоса
Рис.11.24 Клапан спуска с ручным уп-
равлением: 1 -управляемый обратный
клапан; 2 — шток кнопки; 3 — кнопка управ-
ления; 4 - корпус; 5 - винт регулировоч-
ный; 6 - обратный клапан
301
При этом жидкость будет медленно вытекать в резервуар, гарантируя безопасную
скорость опускания кабины (согласно установленным нормам, скорость спуска кабины
при аварийных ситуациях не должна превышать 0,3 м/сек.).
В гидравлических лифтах, в которых поршень действует на кабину через тросы
или цепи, существует опасность того, что если кабина остановлена на направляющих в
результате срабатывания ловителей или других защитных устройств, нажатие на кноп-
ку может вызвать опускание только одного поршня, вследствие чего произойдет ослаб-
ление натяжения канатов или цепй. При этом они могут зацепиться за детали оборудо-
вания шахты, что может привести к тяжелым последствиям.
Во избежание таких ситуаций последовательно с обратным клапаном 1, который
является основным элементом, используемым при аварийных ситуациях, устанавлива-
ется второй обратный клапан 6, запорный элемент которого держится в заблокирован-
ном состоянии пружиной, откалиброванной винтом 5 так, чтобы он мог открываться
только, если максимальное статическое давление в напорной линии, имеет значение,
определяемое только весом поршня.
302
12.	ЭЛЕКТРОАППАРАТУРА
Гидравлический лифт, как и все другие виды лифтов, имеет электроаппаратуру,
функция которой заключается в выдаче разрешения на выполнение команд, в оптимиза-
ции производительности лифта (минимизации пребывания пассажиров в кабине лиф-
та), в упрощении управления лифтом пассажирами и в обеспечении максимальной бе-
зопасности [23].
Электроаппаратура включает следующие составляющие:
•	Схема пуска, которая подает электроэнергию на двигатель насоса и на катуш-
ки электроклапанов, управляющих потоком жидкости в гидроцилиндр при подъеме и
сливом из него при спуске кабины.
•	Схема управления, которая регистрирует положение кабины в лифтовой шах-
те и на основе этих данных определяет направление движения, которое должна совер-
шить кабина по командам пассажиров. Контролирует работу схемы пуска, чтобы она
обеспечивала выполнение команд с соблюдением условий безопасности.
•	Схема управления выравниванием положения кабины на этаже в случае изме-
нений объема жидкости в цилиндре вследствие изменения давления при загрузке или
разгрузке кабины, изменения температуры жидкости или из-за утечек в трубопроводе
между гидроцилиндром и обратным клапаном.
•	Схема световой сигнализации, функция которой заключается в уведомлении
пользователей о присутствии или отсутствии кабины на этаже, о возможности ее вызо-
ва, о направлении ее движения и т. д.
•	Электрическая цепь освещения и привода дверей кабины.
•	Цепь аварийной сигнализации, позволяющая пассажирам, которые по причи-
не неисправности оказались закрытыми в остановившейся между этажами кабине, со-
общить о случившемся.
•	Цепь заземления.
Поскольку цепи световой сигнализации, освещения кабины, заземления и ава-
рийной сигнализации ничем не отличаются от цепей, используемых в других типах
лифтов, ниже речь пойдет только об электрической цепи пуска и электрической цепи
управления. Правда, при рассмотрении цепи управления будет кратко рассмотрена ава-
рийная сигнализация для случая, когда она используется для информирования о воз-
можных неисправностях цепи автовыравнивания, используемой против медленного
спуска кабины.
12.1 Электрическая цепь пуска
Электрическая цепь пуска гидравлического лифта может подразделяться на две
части: часть, которая управляет электродвигателем насоса, и часть, которая относится к
катушкам клапанов спуска и выравнивания при спуске и подъеме кабины.
Такое разделение связано исключительно с тем, что первая цепь питается от
высоковольтной сети энергоснабжения напряжением 220 / 380 В, а вторая часть,
включающая схему питания катушек электроклапанов, рассчитана на низковольтное
напряжение.
Основной характеристикой цепи пуска электродвигателя является наличие в ней
только контактов, приводимых в действие контактором подъема.
303
Кроме того, следует учитывать, что в гидравлических лифтах не используются
двухскоростные асинхронные двигатели, поскольку ускорение, замедление и скорость
выравнивания достигаются за счет регулировки потока жидкости, поступающей в ци-
линдр и на слив в бак.
В связи с достаточно высокой мощностью электродвигателей привода насосов, с
целью уменьшения пусковых токов могут применяться контакторы, обеспечивающие
переключение статорных обмоток со схемы звезды на треугольник (рис.4.4).
Что касается той части цепи пуска, которая связана с катушками электроклапа-
нов, то она может иметь разную конфигурацию в зависимости от типа используемой ги-
дравлической системы, и, следовательно, от количества и функции отдельных электро-
клапанов.
На рис. 12.1, 12.2 и 12.3 приводятся цепи пуска для гидравлических систем, рас-
смотренных в главе 4 (рис.6.10, 6.13 и 6.14). Аналогичные цепи пуска можно с легкос-
тью представить схематически при использовании гидравлических систем другого ти-
па.
Рис. 12.1 Схема цепи пуска для гидравлической системы, представленной на рис. 6.10.
-------------------------------R
Рис.12.2 Схема цепи пуска для гидравлической системы, представленной на рис. 6.13.
304
Рис. 12.3 Схема цепи пуска для гидравлической системы, представленной иа рис.6.14.
Как можно легко заметить, напряжение питания на электродвигатель и катушки
электроклапанов подается через последовательно включенные контакты контакторов,
приводимых в действие двумя контакторами ТА и S, управляющими подъемом кабины
и ТА и D, срабатывающими при спуске.
Последовательное включение контактов параллельно работающих контакторов
необходимо по соображениям безопасности так, чтобы возникновение неисправности в
одном из двух контакторов не могло привести к опасной ситуации.
В действительности, совершенно невероятно, чтобы два контактора, действую-
щих параллельно, могли одновременно оказаться неисправными из-за таких явлений,
как остаточная намагниченность, сварка контактов и т. п.
12.2. Электрическая цепь управления
Если цепь пуска можно сравнить с рукой лифта, то электрическая цепь управле-
ния является его мозгом.
Цепь управления выполняет функцию подачи напряжения на катушки контакто-
ров пуска для приведения кабины в движение в зависимости от ее положения в лифто-
вой шахте и от поступившей команды; осуществления подъема и спуска в условиях бе-
зопасности для пассажиров; остановки кабины в определенный момент; поддержания
кабины, при необходимости, выровненной на этаже; выполнения вторичных операций,
таких, как открывание и закрытие автоматических дверей; освещения кабины; включе-
ния световой сигнализации и т. п.
Цепь управления в гидравлических лифтах, как и в лифтах электрических, долж-
на отвечать критериям безопасности, должна иметь специальное оборудование и ава-
рийные выключатели во избежание опасных для пассажиров и груза ситуаций.
Ниже приводятся основные критерии построения схемы управления:
• включение электромотора и катушек электроклапанов, управляющих спуском ка-
бины, должно происходить через два контактора или реле для каждого направления
движения, катушки которых должны быть включены параллельно;
° включение катушек контакторов хода должно управляться непосредственно от
аварийных выключателей, которые должны образовывать единую цепь так, чтобы,
за исключением случаев автовыравнивания при открытых дверях, срабатывание
любого из них приводило к остановке лифта;
305
•	цепи управления катушек контакторов хода, на которых расположен ряд предо-
хранительных контактов и контактов нормальной работы лифта, должны иметь на-
дежное соединение с землей;
•	контакторы или реле хода должны быть снабжены электрическими блокирующи-
ми устройствами во избежание того, чтобы две последующие команды движения
кабины в противоположных направлениях не могли исполняться одновременно и
ставить под угрозу безопасность пассажиров;
•	двери этажа должны быть снабжены специальными электромеханическими зам-
ками, препятствующими тому, чтобы было дано разрешение на выполнение коман-
ды, если двери не закрыты и не заблокированы; такие замки должны иметь элект-
рические предохранительные контакты, контролирующие положение двери и бло-
кировочной защелки, дающие или не дающие разрешение на выполнение команды;
•	двери кабины должны иметь предохранительные электрические контакты, пре-
пятствующие, как и в предыдущем случае, тому, чтобы цепь управления могла дать
разрешение на выполнение команды, если створки двери не закрыты, и останавли-
вающие движение кабины, если створки дверей открыты;
•	лифт должен быть снабжен устройствами электрическими (автовыравнивание
при открытых дверях) или механическими (аварийная блокировка) чтобы препят-
ствовать медленному спуску кабины при утечках в гидравлической системе после
обратного клапана; эти устройства должны иметь аварийные выключатели, кото-
рые, в зависимости от ситуации, будут обеспечивать выравнивание кабины на эта-
же или контролировать положение механических устройств для проверки их эф-
фективности;
•	лифт должен быть снабжен выключателем выхода за пределы хода во избежание
того, чтобы, если не срабатывает выключатель остановки на самом верхнем этаже,
поршень сильно не ударялся о головку цилиндра. Впрочем, следует отметить, что в
гидравлических лифтах нет необходимости в установке выключателя выхода за
пределы хода в нижней части шахты, поскольку в таких установках нет опасных ус-
ловий, которые возникают в электромеханических лифтах, как, например, возмож-
ность поднятия избыточного веса, износ тяговых канатов и т. д.
•	ловители на месте установки должны иметь электрический контакт контроля их
состояния, чтобы при срабатывании ловителей происходила блокировка работы ги-
дропривода.;
•	электрические контакты должны быть установлены на резервуаре с рабочей жид-
костью для контроля температуры жидкости, и, если таковые имеются, на гидрав-
лических амортизаторах, на аварийных блоках контроля положения, на ограничи-
теле скорости и т. д.
Что касается прочих общих характеристик, следует помнить, что цепь управле-
ния питается пониженным напряжением от гальванически развязывающего трансфор-
матора; что ток питания должным образом выпрямлен; что цепь управления может быть
с инверторами или с выключателями этажа, а также вместо инверторов или выключате-
лей, установленных в шахте лифта, могут устанавливаться переключатели с электриче-
ским или механическим управлением от кабины. В этом случае подключение реле эта-
жа может быть параллельным или последовательным с контакторами хода.
Электрооборудование, относящееся к устройствам управления, может быть бо-
лее или менее сложным в зависимости от характеристик кнопок или от эксплуатацион-
ных требований к лифту, т. е. в зависимости от того, относится ли система управления
306
к универсальному типу, при котором выполняется одна команда за один раз, или к типу
коллективно-селективному, т. е. когда команды регистрируются, и кабина останавлива-
ется поочередно на всех “заказанных” остановках независимо от последовательности
нажатия кнопок.
Не следует забывать о том, что в практическом исполнении цепи все более широ-
кое применение находят электронные средства, в особенности, когда речь идет о запо-
минании команд и выполнении некоторых второстепенных маневров, например таких,
как открывание и закрывание дверей этажа, когда это выполняется в автоматическом ре-
жиме.
Следует, однако, учитывать, что для контакторов используется традиционная эле-
ктромеханическая аппаратура как при подключении мотора привода насоса, так и при
подключении катушек электроклапанов.
Ниже вы найдете ссылки на цепи управления, включающие реле.
Кроме совершенно исключительных случаев, благодаря использованию больших
возможностей, предоставляемых гидравликой, цепь управления гидравлическими лиф-
тами обладает свойствами, типичными для цепей управления электрических лифтов с
двухскоростными двигателями привода лебедки.
Такая цепь является более или менее сложной в зависимости от предъявляемых
к лифту эксплуатационных требований и от защитных устройств, которые устанавлива-
ются для противодействия медленному спуску кабины,
Для лифтов, снабженных электрическими или механическими устройствами про-
тив медленного спуска кабины, существуют цепи управления с выравниванием только
при спуске или с выравниванием как при подъеме, так и при спуске, при закрытых и при
открытых дверях.
Как вы подробно увидите ниже, возможность применять скорость выравнивания
и перемещать кабину с открытыми дверями в установленных пределах для облегчения
операций загрузки и выгрузки, что особенно важно для больших грузовых лифтов,
обычно используется в том числе для противодействия изменению объема содержащей-
ся в цилиндре жидкости вследствие температурных изменений или утечек в гидравли-
ческой линии после обратного клапана, причем при этом нет необходимости в установ-
ке дополнительных устройств.
Ниже мы рассмотрим два типа наиболее широко применяемых цепей управления
в применении к лифтам с ручным открыванием дверей. Эта информация может быть по-
ложена в основу создания цепей управления с более сложными характеристиками.
12.2.1 Цепь управления с выравниванием при закрытых дверях во время спуска
и с автовыравниванием при открытых дверях.
На рис 12.4 приведена упрощенная схема цепи маневрирования лифта, которая в
нормальных условиях, когда кабина должна останавливаться на следующем этаже при
подъеме или спуске, обеспечивает переход от расчетной скорости к скорости выравни-
вания.
Если кабина, вследствие изменения объема жидкости в цилиндре (из-за измене-
ния давления в процессе загрузки, изменения температуры жидкости или вследствие
утечек на участке гидравлической линии после обратного клапана), опустится ниже ус-
тановленных пределов, автоматически обеспечится ее возврат на этаж. Эта операция
должна осуществляться при открытых дверях шахты и кабины.
Следовательно, в схеме управления можно выделить две части.
307
R S Т
ad. 2
AD	• вспомогательное устройство спуска	D	- контактор спуска	RR	- реле с задержкой выключения
AS	- вспомогательное устройство подъема	ЕХ	- концевой выключатель	RZ	- выпрямитель
ALT	- выключатель остановки	IG	- общий выключатель	Я1.Я2, ЯЗ- реле этажа
Be	- кнопки вызывные	л,я,/з	- контакты замедления	5	. контактор подъема
Bi	- кнопки приказов	L	. реле выравнивания	ТА	- катушка контактора
CA	- контакты управления закрыванием дверей	1J")	* выключатель выравнивания	ТМ	- трансформатор цепи управления
CB	шахты - контакты контрол блокировочных		при спуске - выключатель выравнивания	ТО	- выключатель контроля температуры масла
CC	защелок - контакты контроля закрывания двери	PR	при подъеме - катушка втягивающейся колодки	V	- предохранители VMD	- электроклапан спуска
CF	кабины * выключатель стопора	P1,F2,P3 RM	- кнопки вызывные - реле маневрирования	VML	- электроклапан выравнивания
Рис. 12.4 Схема цепи управления с выравниванием при подъеме и спуске с закрытыми дверями и с автовыравниванием при открытых дверях.
В первой части, которая не отличается от схемы для электрического лифта с двух-
скоростным двигателем привода лебедки и с выравниванием при закрытых дверях, пи-
тание контакторов хода осуществляется через последовательную цепь предохранитель-
ных контактов, которыми должен быть оснащен лифт. Кроме того, остановка кабины
осуществляется посредством выключателя остановки, который может и не относиться к
типу предохранительных устройств.
Во второй части схемы питание контакторов хода осуществляется посредством
двух выключателей Ь8(автовыравнивание при подъеме) и LD (автовыравнивание при
спуске), минуя цепь предохранительных контактов, контролирующих положение две-
рей шахты и кабины. Эти выключатели, при заклинивании которых может возникнуть
опасность того, что кабина будет продолжать движение с открытыми дверями и выхо-
дить за установленные пределы, должны относится к типу предохранительных уст-
ройств.
Как правило, предпочтение отдается выключателям со съемной перемычкой, уп-
равление размыканием которых осуществляется с помощью специальных шаблонов,
когда кабина находится на уровне этажа.
Обычно, во избежание ситуации, когда при прохождении кабины мимо дверей
этажа без остановки оказывается бесполезное воздействие на выключатели автовырав-
нивания, эти выключатели или их подвижная часть соединяются с сердечником элект-
ромагнита, который возбуждается одновременно с катушкой втягивающейся колодки
управления блокировочной защелкой дверей шахты и вызывает их отодвигание от соот-
ветствующих шаблонов.
Оборудование подобного типа состоит из выключателя со съемной перемычкой,
который состоит из двух отдельных частей: подвижной части, жестко соединенной с
сердечником небольшого электромагнита, и шаблона из изоляционного материала, на
котором закреплены две проводящие пластины - верхняя для автовыравнивании при
спуске и нижняя для автовыравнивания при подъеме. Подвижная часть выключателя пе-
ремещается вместе с кабиной, а шаблоны располагаются в лифтовой шахте и обычно
крепятся на направляющих.
Принцип действия этого устройства очень прост. .
Когда кабина движется, электромагнит возбуждается, и контакт удаляется от
шаблона. Когда же кабина находится на этаже, электромагнит отключается, и якорь маг-
нита, толкаемый пружиной, приводит контакт в соприкосновение с шаблоном.
Если кабина опустится на заранее установленную величину перемещения, по-
движная часть контактов соприкасается с металлизированной частью шаблона, и ток
может поступать на катушку контактора хода кабины. Это оборудование имеет допол-
нительные контакты, контролирующие положение подвижных частей выключателя.
С целью упрощения на рис. 12.4 приведена схема лифта с ручным открыванием
дверей шахты и кабины и схемой пуска двигателя насоса, приведенной на рис. 12.3
В качестве выключателей автовыравнивания применяются выключатели с прину-
дительным размыканием, управляемые от специального шаблона. Эту схему можно лег-
ко приспособить для лифта с автоматическим приводом дверей, если использовать дру-
гую схему пуска и если применить выключатели автовыравнивания со съемной пере-
мычкой, приводимые в действие соответствующим электромагнитом.
Допустим, что общий выключатель IG замкнут, в результате чего возбужде-
но только реле RM. Поскольку кабина стоит на второй остановке, и если мы пред-
положим, что двери шахты и кабины закрыты, тогда контакты СА и СС замкнуты
309
при разомкнутом контакте СВ управления блокировочной защелкой двери этого этажа.
Замкнуты также и все остальные выключатели, управляющие правильной работой лиф-
та, за исключением контакта остановки CF и выключателей автовыравнивания.
Когда кабина находится в таком положении, пассажир, нажимая командную
кнопку РЗ для подъема кабины на третий этаж, вызывает возбуждение реле R3, что при-
водит к замыканию контактов г3.1 и г3.2. Контакт г3.1 при замыкании вызывает возбуж-
дение катушки PR электромагнита втягивающейся колодки, которая при втягивании вы-
зывает замыкание контакта СВ.
Замыкание контактов СВ и г3.2 определяет цепь RZ - СА - СС - СВ - r3.2-/3-AS-
RZ и вызывает возбуждение реле AS, вспомогательного устройства контактора подъема.
Возбуждение реле AS в свою очередь вызывает замыкание контакта as. 1 и воз-
буждение контактора подъема S, который в свою очередь вызывает возбуждение контак-
тора ТА. Таким образом, происходит включение электромотора в линию питания и, при
замыкании контактов, управляемых от реле AS и контактора ТА, возникает возбуждение
катушки электроклапана VML. Насос, забирая масло из резервуара, направляет его в ци-
линдр, заставляя кабину перемещаться на расчетной скорости подъема.
Когда кабина перемещается со второй остановки, шаблон освобождает контакт
остановки CF, который замыкается. Подобным образом замыкаются контакты автовы-
равнивания LS и LD, действие которых неэффективно, так как участок подходящей сю-
да цепи прерывается контактом, приводимым в действие реле L, цепь питания которого
замыкается контактом гЗ.З.
Когда кабина достигает точки, удаленной от третьей остановки на определенную
величину, перемещение рычага контакта замедления 13 вызывает размыкание цепи, как
указано выше. Катушка реле AS, на которую больше не поступает питание, отключает-
ся, и якорь реле размыкает контакты as.l и as. 2.
Если размыкание контактаas.l не имеет никакого эффекта, поскольку он замкнут
контактом CF, то размыкание контакта as.2 вызывает отключение катушки электрокла-
пана VML, поршень которого, возвращаясь в положение покоя, приводит к уменьшению
объема жидкости, которая может поступать в цилиндр, и, следовательно, к замедлению
подъема кабины. Когда кабина доходит до уровня третьей остановки, контакт CF каса-
ется шаблона и размыкается. В результате этого происходит прерывание цепи питания
контакторов S и ТА, якоря которых возвращаются в состояние покоя и прерывают, за
счет жесткозакрепленных на них контактов, питание мотора М, вызывая таким образом
остановку кабины, так как обратный клапан закрыт.
Выключение контакторов хода приводит также: к прекращению питания катуш-
ки электромагнита втягивающейся колодки, в результате чего блокировочная защелка
втягивается, разблокируя шахтную дверь третьей остановки, а контакт СВ размыкается;
к отключению реле R3, вызывающего отключение реле L, которое вновь активирует вы-
ключатели автовыравнивания LS и LD.
Замыкание и размыкание контактов и включение и отключение реле и контакто-
ров повторяется в одинаковой последовательности, если пассажир нажимает кнопку не
подъема, а спуска кабины. В этом случае единственным отличием является включение
реле AD и D вместо реле AS и S и катушки электроклапана VMD вместо мотора насоса
М.
Как уже говорилось выше, если во время операций загрузки и разгрузки кабины
или вследствие понижения температуры уменьшается объем масла; или же, наконец, ес-
ли вследствие утечек жидкости из гидравлической линии на участке после обратного
310
клапана кабина, которая стояла на этаже, опускается на некоторое расстояние независи-
мо от положения дверей шахты и /или/ кабины, контакт LS, который удаляется от свое-
го шаблона (или скользящая часть контакта автовыравнивания соприкасается с располо-
женной ниже пластиной), определяет цепь RZ -1 - LS - S - RZ, что вызывает возбужде-
ние контактора S, который в свою очередь включает контактор ТА.
Мотор насоса может быть подключен к линии питания, и кабина может подни-
маться, двигаясь с низкой скоростью, так как не была включена катушка электроклапа-
на VML.
При размыкании выключателя LS мотор отключается от сети и кабина останавли-
вается.
На рис 12.5 приведены основные части схемы цепи маневрирования гидравличе-
ского лифта с ручным открыванием дверей этажа и кабины. Эта схема, подобная преды-
дущей, содержит ряд дополнительных деталей, благодаря которым она отвечает требо-
ваниям действующих нормативов. И в этом случае, с целью упрощения, в схеме не пре-
дусмотрены элементы для инспекционного контроля и другие второстепенные детали.
Согласно существующим нормативам, для предотвращения медленного спуска
кабины устанавливается система автовыравнивания, но если, в отсутствии напряжения
или из-за неэффективности самой системы автовыравнивания, кабина будет опускаться
ниже предусмотренных нормативами пределов, оставляя шахтную дверь незаблокиро-
ванной, возникновение такого рода неисправности должно сопровождаться аварийным
сигналом.
Для контроля исправности системы необходимо прежде всего проверить наличие
напряжения в цепи питания, затем положение блокировочных защелок дверей шахты и,
наконец, положение кабины в лифтовой шахте, то есть нужно знать, прошла ли кабина
зону разблокировки двери шахты.
В схеме, приведенной на рис. 12.5, такие виды контроля предусмотрены.
Так, реле контроля напряжения RT, состояние которого зависит от наличия или
отсутствия напряжения питания, вместе с контактами rt, расположенными непосредст-
венно перед и после контактов СВ, управляющими положением блокировочной защел-
ки, управляет специальной цепью аварийной сигнализации с батарейным питанием.
Положение блокировочных защелок контролируется посредством реле управле-
ния блокираторами RB, катушка которого питается от цепи, расположенной непосред-
ственно за контактами СВ.
Реле RZP с помощью выключателя ZP контролирует, находится ли кабина в зоне,
допускающей разблокировку двери шахты.
Если кабина по какой-либо причине опустится ниже зоны разблокировки дверей
и при этом дверь шахты остается незаблокированной, то через контакты rzp и rb, при-
водимые в действие соответствующими реле, сработает звуковая аварийная сигнализа-
ция с автономным источником батарейного питания, сообщая о возникновении потен-
циальной опасности.
Как уже отмечалось выше в описании типов выключателей автовыравнивания,
некоторые из них, и в частности те, в которых контакт закреплен на электромагните,
снабжены устройством контроля положения якоря электромагнита и эффективности ра-
боты контакта автовыравнивания. Такой контроль осуществляется с помощью контакта,
включенного, как правило, в цепь питания звуковой аварийной сигнализации и состоя-
щего из подвижного элемента, жесткозакрепленного на подвижной части контакта авто-
выравнивания, и из двух неподвижных элементов.
311
U)
ALT • выключатель остановки
AD	-	вспомогательное устройство спуска
AS	-	вспомогательное устройство подъема
Be	-	кнопки вызывные
Bi	•	кнопки приказов
G4 - контакты контроля закрывания двери
шахты
СВ - контакты контроля блокировочных
защелок
СС	-	контакты контроля закрывания
двери кабины
CF	-	выключатель стопора
D	-	контактор спуска
ЕХ	-	концевой выключатель
-	общий выключатель
-	контакты замедления
-	реле выравнивания
. выключатель выравнивания
при спуске
-	выключатель выравнивания
при подъеме
-	мотор насоса
-	аварийная кнопка
*	катушка втягивающемся колодки
-	кнопки вызывные
. реле управления положением
блокировочной защелки
-	реле маневрирования
RM
RR	- реле с задержкой выключения
RT	• реле контроля напряжения
RZ	• выпрямитель
RZP	- реле зоны дверей
Я1, R2, КЗ - реле этажа
S	-	контактор подъема
ТА	•	казушка контактора
ТМ	-	трансформатор цепи управления
ТО	-	выключатель контроля температуры
масла
V	-	предохранители
VMD	-	электроклапан спуска
VML	-	электроклапан выравнивания
Рис.12.5. Схема цепи управления с выравниванием при подъеме и спуске с закрытыми дверями и автовыравниванием при открытых дверях
Этот контак устроен так, что когда подвижная часть контакта автовыравнивания
опирается на свой шаблон, подвижная часть контакта управления находится на равно-
удаленном расстоянии от своих двух неподвижных частей.
Когда электромагнит возбужден или, даже если он выключен, подвижная часть
контакта автовыравнивания не касается своего шаблона, подвижная часть контакта уп-
равления приходится на один или другой неподвижный элемент и соединяет устройст-
во звуковой сигнализации с цепью питания. Так можно контролировать возможное за-
клинивание якоря электромагнита, целостность контакта автовыравнивания и положе-
ние кабины.
В связи с этим, можно модифицировать схему, приведенную на рис. 12.5, исклю-
чив реле RZP контроля положения кабины в шахте, поскольку длина шаблона, состав-
ляющего неподвижную часть выключателя автовыравнивания, не превышает величину
зоны разблокировки двери этажа. Соответствующая цепь управления приведена на
рис. 12.6.
Уже неоднократно говорилось о том, что для спуска кабины гидравлического
лифта достаточно выпустить масло из цилиндра. Это свойство используется для авто-
матического перемещения кабины на первую нижнюю остановку при отключении на-
пряжения питания или при возникновении неисправности, которая, однако, не приводит
к ненадежности работы лифта. Действительно, достаточно установить в гидравличес-
кую линию электроклапан (или, что проще, установить на катушке электроклапана спу-
ска VMD вторую обмотку), который в нужный момент будет подключен к автономному
источнику питания независимо от сети питания лифта. При возбуждении катушки эле-
ктроклапана кабина может спускаться на пониженной скорости до более низкой оста-
новки, где она воздействует на соответствующий выключатель остановки.
На схеме управления рис. 12.7 показана цепь, которая считается аварийной. Она
питается от батареи, которая поддерживается в постоянно заряженном состоянии. Эта
цепь включает катушку аварийного электроклапана VME, которая подключается к бата-
рее посредством контактов, управляемых двумя контакторами АЕ1 и АЕ2. Их парал-
лельно соединенные катушки посредств контактов rt реле напряжения ИТсоединены по-
следовательно с контактами, которые в обычных условиях управляют правильным
функционированием лифта.
Цепью управляет контакт общего выключателя IG, жестко скрепленный с кон-
тактами управления питанием силового оборудования гидроагрегата. Наличие такого
контакта необходимо во избежание такой ситуации, когда воздействие на общий выклю-
чатель может вызвать автоматическое включение аварийного устройства с опасностью
для людей, работающих на установке.
12.2.2 Схема управления с выравниванием при закрытых дверях при подъеме и
при спуске и механические устройства против медленного спуска кабины
Как уже говорилось в предыдущей главе, в которой речь шла о механических ус-
тройствах, которые устанавливаются для того, чтобы противодействовать спуску каби-
ны, когда кабина останавливается, механические устройства готовятся к тому, чтобы не
допускать спуска кабины за установленные пределы. В частности, если эти устройства
включают ловители, колодки зажимают трос ограничителя скорости, вынуждая кабину
остановиться на направляющих из-за срабатывания ловителей. Если же они состоят их
механических стопоров, из корпуса кабины выступают элементы, которые останавлива-
ются закрепленными на направляющих упорами.
313
ALT - выключатель остановки
AD - вспомогательное устройство спуска
AS . вспомогательное устройство подъема
Be • кнопки вызывные
Bi - кнопки приказов
СА - koi ггакты контроля закрывания дверей
шахты
СВ - контакты контроля блокировочных
защелок
СС - контакты контроля закрывания дверей
кабины
CF - выключатель стопора
CL - контроль выравнивания
D - контактор спуска
EL - электромагнит выключателей
выравнивания
ЕХ
1G
Л, 72, 73
L
LD
М
РА
PR
Pte
Н.Р^РЬ
RB
-	концевой выключатель
-	общий выключатель
-	контакты замедления
-	реле выравнивания
. выключатель выравнивания
при спуске
. выключатель выравнивания
при подъеме
•	мотор насоса
-	аварийная кнопка
-	катушка втягивающейся колодки
-	контакт ловителей
-	кнопки вызывные
. реле управления положением
блокировочной защелки
RM	-	реле маневрирования
RR	-	реле с задержкой выключения
RT	•	реле контроля напряжения
RZ	•	выпрямитель
Я1, R2% R3 -	реле этажа
S	-	контактор подъема
ТА	•	катушка контактора
7М	*	трансформатор цепи управления
ТО	-	выключатель контроля температуры
масла
V	-	предохранители
VMD	>	злектроклапан спуска
VML	•	злектроклапан выравнивания
Рис.12.6. Схема цепи управления с выравниванием - автовыравнивание и контроль положения выключателя автовыравнивания
ALT	- выключатель остановки
AD	• вспомогательное устройство спуска
ЛЕ1, АЕ2 •	аварийные контакторы
AS	-	вспомогательное устройство подъема
Be	-	кнопки вызывные
Bi	-	кнопки приказов
СА	-	контакты контроля закрывания
дверей шахты
СВ	- контакты контроля блокировочных
защелок
СС	- контакты контроля закрывания
дверей кабины
CF	-	выключатель стопора
CL	-	контроль выравнивания
D	•	контактор спуска
EL	•	электромагнит выключателей
выравнивания
ЕХ - концевой выключатель
FCE	- аварийный концевой выключатель
Ю	• общий выключатель
Л.72,/3	. контакты замедления
L	- реле выравнивания
LD	- выключатель выравнивания при спуске
LS	- выключатель выравнивания при подъеме
М	* мотор насоса
РА	. аварийная кнопка
PR	• катушка втягивающейся колодки
Рае	- контакт ловителей
Pl'fbn	- кнопки вызывные
RB	- реле управления положением блокировочной защелки
RM	• реле маневрирования
RR	-	реле с задержкой выключения
RT	-	реле контроля напряжения
RZ	•	выпрямитель
Я1,Я2,КЗ- реле этажа
S	-	контактор подъема
ТА	-	катушка контактора
ТМ	-	трансформатор цепи управления
ТО	-	выключатель контроля температуры
масла
V	-	предохранители
УМЕ	•	электроклапан аварийного
спуска
VMD	•	электроклапан спуска
VML	•	хзектроклапан выравнивания
Рис.12.7. Схема управления с автоматическим перемещением кабины на первый этаж
Управление срабатыванием тормозных колодок каната или стопоров осуществля-
ется электромагнитами.
Схема управления должна быть устроена так, чтобы, прежде чем будет дано раз-
решение на выполнение команды, кабина могла бы пройти небольшой участок пути
вверх на низкой скорости, чтобы позволить стопорам или ловителям вернуться в исход-
ное выключенное состояние, а электромагнитам - разомкнуть тормозные колодки кана-
та или втянуть стопоры. В дальнейшем такие устройства будут называться аварийными
блокираторами.
На рис. 12.8 приведен один из возможных вариантов схемы управления, отвечаю-
щей подобным требованиям.
Как в случае рассмотренной ранее цепи управления, для большей простоты эта
схема соответствует лифту с ручным закрыванием дверей, однако, она может быть лег-
ко приспособлена для лифта с автоматическими дверями. По той же причине не вклю-
чены элементы, необходимые для проведения инспекционного контроля, технического
обслуживания, и другие устройства второстепенной важности. Так, например, не преду-
смотрен участок цепи, относящийся к автовыравниванию при подъеме и спуске с от-
крытыми дверями, который необходим для грузовых лифтов повышенной грузоподъем-
ности.
В случае необходимости выключатели LS и LD управления автовыравниванием
должны обладать характеристиками безопасности, рассмотренными в предыдущем раз-
деле.
Кроме катушки электромагнита управления аварийными блокираторами ЕВЕ в
схему включены аварийные выключатели ВЕА и ВЕС, контролирующие положение яко-
ря упомянутого выше электромагнита, а также выключатель А, который поддерживает-
ся в замкнутом состоянии шаблоном, расположенным против каждой остановки. Длина
шаблона немного превышает расстояние, необходимое для срабатывания аварийных
блокираторов, и в любом случае не больше половины зоны разблокировки защелки
шахтной двери этажа.
И, наконец, следует помнить о том, что при такой схеме управления нельзя пре-
дусмотреть наличие аварийных устройств, обеспечивающих автоматический спуск ка-
бины на первый этаж в случае отсутствия напряжения в сети электропитания. В этом
случае блокировочные устройства остановили бы кабину, как только она пройдет пер-
вую остановку при спуске.
Действующие нормативы требуют установки специальной аппаратуры, как, на-
пример, аварийной звуковой сигнализации, срабатывающей, если из-за неэффективной
работы механических устройств кабина опустилась ниже зоны разблокировки шахтной
двери этажа, оставив саму дверь незаблокированной.
При рассмотрении схемы управления, приведенной на рис. 12.8, будем предпола-
гать, что выключатель силовой цепи IG разомкнут, что кабина стоит на второй останов-
ке, двери шахты и кабины закрыты. Из этого следует, что контакт остановки CF, вызы-
вающий остановку кабины при нормальной работе лифта, разомкнут, и то же самое
можно сказать о контакте СВ, управляющем положением блокировочной защелки две-
рей этажа; при этом замкнуты другие контакты, контролирующие положение двери ка-
бины(СС) и этажа(СА), ловителей(Р. 1е)(если они установлены), температуры масла в
резервуаре(ТО) и т. д.
Предположим, что выключатель IG замкнут в случае, когда кабина остановилась
на этаже после выравнивания или была остановлена на несколько сантиметров ниже
этажа аварийными стопорами при ее опускании в связи с изменением объема рабочей
316
R S T

ALT • выключатель остановки
AD - вспомогательное устройство спуска
AS - вспомогательное устройство подъема
Be • кнопки вызывные
ВЕА • выключатель управления положением
аварийных блокираторов
ВЕС - выключатель управления положением
аварийных блокираторов
Bi	-	кнопки приказов
С4	-	контакты контроля дверей шахты
СВ	-	контакты управления блокировочными
защелками
СС	-	контакты контроля закрывания
дверей кабины
CF	-	выключатель стопора
D	-	контактор спуска
ЕВЕ	-	электромагнит аварийных
блокираторов
ЕХ	-	концевой выключатель
IG	-	общий выключатель
Л,/2, В	-	контакты замедления
К	-	реле управления аварийными
блокираторами
KR	-	реле с задержкой отключения
М	•	мотор насоса
PR	-	катушка втягивающейся колодки
Рл	•	контакт ловителей
Л, Р2, РЗ	-	кнопки вызывные
RBEA	•	реле управляемое от, ВЕА
RBEC	•	реле управляемое от ВЕС
RM	•	реле маневрирования
RR	-	реле с задержкой отключения
Д2	.	выпрямитель
R1,R2,R3- реле этажа
др	.	реле управления катушками
PR н ЕВЕ
5	-	контактор -пдьема
7)4	.	катушка контактора
ТЫ	-	трансформатор цепи управления
у	.	предохранители
VMD	•	электроклалан спуска
УМЕ	“	электроклалан выравнивания
Рис.12.8. Схема управления с выравниванием при закрытых дверях и с механическими устройствами против медленного спуска кабины
жидкости в цилиндре. При этом возбуждаются реле RM, вызывающее размыкание кон-
такта rm и, следовательно, отключение с задержкой времени реле RR с последующим
восстановлением подачи питания на вызывные кнопки Pl, Р2, РЗ и реле RBEA, что со-
провождается замыканием контактов rbeal и rbea2 и размыканием контакта гЬеаЗ.
Если пассажир, находясь в кабине лифта или на площадке 1 этажа, нажимает
кнопку Р, вызывая кабину вниз, происходит включение катушек реле R1 и RP, которые
вместе с контактом rpl включают электромагнит PR втягивающейся колодки, которая в
свою очередь при втягивании вызывает замыкание контакта СВ; вместе с контактом гр2
обеспечивают подачу питания на электромагнит ЕВЕ; вместе с контактом rl 1, при замк-
нутых выключателе А и контактах d5 и rbeal, возбуждают реле К, с контактом г 13, вы-
зывают включение вспомогательного реле AD контактора спуска, вместе со своим кон-
тактом adl, подготавливает цепь питания катушки контактора спуска D.
Включение реле К вызывает: при размыкании контакта kl - прерывание в цепи
питания электромагнита ЕВЕ управления аварийными блокираторами; при размыкании
контакта к2 - прерывание в цепи питания катушки электроклапана VML; при размыка-
нии контакта кЗ - прерывание в цепи питания катушки контактора спуска D; при замы-
кании контакта к4 - питание катушки контактора подъема S; и, наконец, при замыкании
контакта к5 - подачу питания на катушку реле KR, которое вместе со своими контакта-
ми kr 1 и кг2 прерывает цепи питания катушек контакторов подъема и спуска, соответ-
ственно.
Возбуждение катушки S вызывает, через контакт s2, включение катушки вспомо-
гательного контактора ТА, что приводит к включению мотора насоса. При этом жид-
кость направляется в цилиндр, и кабина начинает подниматься с низкой скоростью, так
как катушка электроклапана VML выключена.
Когда кабина превышает на несколько сантиметров порог второй остановки, вы-
ключатель А, удаляясь от своего шаблона, размыкается и вызывает отключение реле К,
которое вместе со своим контактом к4 прерывает подачу питания на катушки S и ТА,
так, что при остановке мотора насоса кабина останавливается. Одновременно с этим за-
мыкание контакта kl подает питание на электромагнит ЕВЕ, сердечник которого, путем
размыкания и замыкания соответственно выключателей ВЕА и ВЕС, вызывает возбуж-
дение реле RBEC и отключение реле RBEA, которое, с контактом rbeal прерывает по-
дачу питания на реле К так, чтобы возможное замыкание выключателя А не имело ни-
каких последствий.
Кроме того, поскольку в цепи питания катушки контактора D замкнуты контакты
adl, КЗ, гЬеаЗ, и, спустя несколько секунд, замыкается контакт krl реле времени KR,
включается контактор D, вызывая с контактом d2 срабатывание контактора ТА и, следо-
вательно, электроклапанов VMD и VML.
Теперь, наконец, кабина может начать спуск.
Находясь вблизи первой остановки, кабина перемещает рычаг контакта замедле-
ния этажа, при этом прерывая питание реле AD. Это вызывает размыкание контакта ad2
и, следовательно, обесточивание электроклапана VML, так что кабина, замедлив ход,
продолжает движение на низкой скорости, и размыкание контакта adl, которое, впрочем
не оказывает никакого действия, поскольку питание катушек контакторов D и ТА под-
держивается через контакт CF, который замыкается при уходе кабины со второй оста-
новки.
Когда кабина оказывается против первой остановки, размыкание выключателя
CF прерывает подачу питания на катушки контакторов D и ТА, и кабина останавливает-
ся вследствие отключения катушки электроклапана VMD.
318
Отключение реле RP вызывает отключение катушки втягивающейся колодки, ко-
торая, возвращаясь в положение покоя, перемещает рычаг блокирующей защелки двери
первого этажа, размыкает контакт управления СВ и одновременно с этим, контактом
гр2, обесточивает электромагнит ЕВЕ. Якорь электромагнита, перемещаясь под воздей-
ствием собственной пружины, заставляет срабатывать аварийные блокираторы. Управ-
ление этой операцией осуществляется размыканием контакта ВЕС и замыканием ВЕА.
Если же пассажир хочет подняться вверх, нажатием кнопки РЗ он вызывает
включение реле R3 и RP. Как и в предыдущем случае, включение реле RP вызывает
включение электромагнита втягивающейся колодки, что в свою очередь приводит к за-
мыканию контакта управления положением блокировочной защелки СВ. Включение ре-
ле R3 вызывает контактом гЗ 1 включение реле К, а с контактом гЗЗ - возбуждение вспо-
могательного реле AS.
Включение реле К вызывает, как и в предыдущем случае: при размыкании кон-
такта kl- прерывание цепи питания электромагнита ЕВЕ; при размыкании контакта к2 -
прерывание цепи питания электроклапана VML; при замыкании контакта к4- возбужде-
ние катушек контакторов S и ТА. Следовательно, на мотор насоса поступает питание, и
кабина начинает свое движение вверх на низкой скорости, поскольку катушка электро-
клапана VML отключена.
После прохождения кабиной небольшого участка вверх выключатель А, удаляясь
от своего шаблона, размыкается и обесточивает реле К. Это вызывает: при замыкании
kl- возбуждение электромагнита ЕВЕ, якорь которого, преодолевая действие собствен-
ной пружины, возвращает на место аварийные блокираторы, размыкая выключатель
ВЕА и замыкая выключатель ВЕС; при замыкании к2- включение электроклапана
VML; при размыкании к4 - прерывание питания контакторов S и ТА и, следовательно,
прекращение движения кабины вверх; при замыкании к5 - отключение реле времени
KR.
Поскольку контакты asl и rbec2 замкнуты, спустя некоторое время кг восстанав-
ливает подачу питания на катушки контакторов S и ТА; теперь кабина может начинать
свое движение вверх на расчетной скорости.
Когда кабина достигает положения вблизи третьей остановки, размыкание кон-
такта замедления этажа 13 приводит к отключению реле AS и к размыканию контактов
asl и as2.
Если размыкание контакта asl не оказывает никакого действия, поскольку он ко-
роткозамкнут контактом остановки CF, который замыкается при удалении кабины от
второй остановки, размыкание контакта as2 вызывает отключение катушки электрокла-
пана VML. Кабина замедляет ход и продолжает движение вверх на низкой скорости до
тех пор, пока не разомкнется выключатель СЕ Этот выключатель, прерывая подачу пи-
тания на катушки контакторов S и ТА, приводит к выключению мотора насоса и, следо-
вательно, к остановке кабины, и к обесточиванию электромагнита втягивающейся ко-
лодки, которая разблокировывает дверь третьей остановки, а также к обесточиваию эле-
ктромагнита ЕВЕ, якорь которого, возвращаясь в положение покоя, определяет готов-
ность аварийных блокираторов к срабатыванию в случае необходимости. Перемещение
якоря происходит при размыкании выключателя ВЕС и замыкании ВЕА.
Как можно легко заметить, если в начале подъема или спуска кабины якорь эле-
ктромагнита управления аварийными блокираторами не вышел из состояния покоя,
т. е. если выключатель ВЕА не разомкнут, а ВЕС не замкнут, перемещению кабины пре-
пятствует наличие контактов гЬеаЗ и rbec2, расположенных, соответственно, в цепях пи-
тания контакторов D и S.
319
13. ШАХТЫ И МАШИННЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ
Для установки лифта в здании необходимо наличие специально выделенных по-
мещений для безопасного перемещения кабины, размещения гидравлического и элект-
рического оборудования привода и управления и т. п.
Часть здания, предназначенная для размещения оборудования гидравлического
лифта, в ряде случаев, может не отличаться от используемых для лифтов с электромеха-
ническим приводом.
Для перемещения кабины оборудуется шахта, а гидроагрегат и станция управле-
ния размещается в машинном помещении, которое обычно примыкает к наружной сте-
не шахты в нижней её части или размещается в закрываемом металлическом шкафу.
При проектировании конструкции здания необходимо учитывать нагрузки и воз-
действия, создаваемые работой лифта.
На рис. 13.1 представлен типовой вариант размещения оборудования гидравли-
ческого лифта с канатным мультипликатором.
Для исключения опасности перегрева силовой части гидрооборудования в ма-
шинном помещении предусмотрена система принудительной вентиляции.
скоба
Рис. 13.1 Размещение оборудования гидравлического лифта в здании
план
320
В лифтах повышенной мощности при интенсивном использовании может уста-
навливаться теплообменник.
С целью повышения конкурентоспособности предпочтение следует отдавать кон-
струкциям гидравлических лифтов, в которых все рабочие и аварийные нагрузки вос-
принимаются основанием приямка, а перекрытие шахты остается ненагруженным.
Это позволяет использовать без каких-либо ограничений помещения, располо-
женные над лифтовой шахтой, что особенно важно при установке гидравлического лиф-
та в зданиях с недостаточным объемом помещений или совершенно не приспособлен-
ных для установки более сложного оборудования электрического лифта.
13.1 Шахты.
Шахтой гидравлического лифта называется сооружение, в котором по направля-
ющим перемещается кабина и противовес (в более редких случаях).
Часть шахты, расположенная ниже уровня посадочной площадки первого этажа,
называется приямком.
Часть шахты, от уровня посадочной площадки верхнего этажа до перекрытия, на-
зывается верхним этажом или головкой шахты.
Габаритная высота шахты, таким образом, определяется суммой высоты подъе-
ма, глубины приямка и высотой головки.
По конструкции шахты различаются на следующие виды: глухие, полуоткрытые
и приставные.
Глухие шахты выполняются из стеновых строительных материалов типа кир-
пич, бетон и т. п. при размещении внутри здания. При наличии мощных межэтажных
перекрытий стены шахты могут быть не несущими, так как перекрытия могут служить
надежной основой крепления направляющих.
Полуоткрытые шахты применяются в лифтах, которые устанавливаются в уг-
лублении наружной или внутренней стены здания. В такой шахте стена, обращенная на-
ружу, отсутствует. Сплошное ограждение делается с боковых сторон и со стороны шахт-
ных дверей. Стены такой шахты имеют обычно монолитную конструкцию из железобе-
тона или кирпича.
Приставные шахты имеют металлокаркасную конструкцию со сплошным ос-
теклением и внутренней защитной сеткой. Несущие конструкции каркаса крепятся к
стене здания с помощью кронштейнов.
Приставные гидравлические лифты применяются при реконструкции старинных
зданий малой этажности и могут устанавливаться в малоэтажных зданиях любого на-
значения.
Металлокаркасные шахты подразделяются на два вида: несущие и ненесущие.
Несущие металлокаркасные шахты воспринимают все рабочие нагрузки лифто-
вого оборудования.
Несущие шахты изготавливаются из металлических стоек с поперечинами и
раскосами, образующими жесткую пространственную конструкцию, которая собирает-
ся на болтах с применением сварки и крепится к конструкции межэтажных перекрытий
здания.
Ненесущие шахты не рассчитаны на восприятие рабочих нагрузок и являются
лишь ограждающими конструкциями. Все нагрузки воспринимают несущие конструк-
ции здания.
В гидравлических лифтах, в которых рабочие нагрузки воспринимаются основа-
11-5771	321
нием приямка шахты, может использоваться свободно стоящая конструкция металло-
каркасной шахты.
В гидравлических лифтах с консольной установкой купе кабины для крепления
направляющих требуется только одна несущая стена, что дает определенные преимуще-
ства для проектировщика и архитектора здания.
Раздел 4.2 ПУБЭЛ и европейский стандарт EN81.2 устанавливает целый ряд тре-
бований к конструкции шахты гидравлического лифта с позиции надежности работы и
безопасности применения лифта.
Шахта лифта должна иметь сплошное ограждение со всех сторон, иметь пере-
крытие и пол приямка. Исключение составляют лифты с наружной установкой в полу-
открытой шахте.
В ограждении шахты должны предусматриваться дверные (погрузочные) про-
емы, а у тротуарного лифта, кроме того, в перекрытии шахты оборудуется люк для вы-
хода кабины из шахты.
Со стороны дверного проема должно быть сплошное ограждение на всю высоту
и ширину этажной площадки.
В качестве материала для ограждения могут использоваться: кирпич, бетон,
стальная сетка из проволоки толщиной не менее 1,2 мм, стальной лист толщиной не ме-
нее 1 мм, перфорированный лист толщиной не менее 1,5 мм, стекло толщиной не менее
7,5 мм или армированное стекло толщиной не менее 6 мм. с внутренней защитной сет-
кой и т. п.
При ограждении шахты сеткой или стеклом, со стороны площадок, где находят-
ся люди, должен быть установлен стальной лист высотой не менее 1000 мм.
Внутренняя поверхность стены шахты со стороны погрузочных проемов не
должна иметь выступов и выемок на всю ширину проема плюс 25 мм с каждой сторо-
ны.
Высота шахты должна быть такой, чтобы после остановки поршня ограничите-
лем хода обеспечивалось: расстояние не менее 100 мм от выступающих частей кабины
до выступающих элементов конструкции перекрытия или установленного под ним обо-
рудования для лифтов с гидроцилиндром прямого действия;
свободное перемещение кабины на расстояние не менее (о, 1 + 0,065-И2), м для
лифтов с канатным или цепным мультипликатором.
Под перекрытием шахты допускается установка отклоняющих блоков, элементов
канатной подвески и ограничителя скорости и т. п. при условии обеспечения их техни-
ческого обслуживания.
Расстояние от площади на крыши кабины, приспособленной для размещения об-
служивающего персонала на крыше кабины, до выступающих частей перекрытия долж-
но быть не менее 750 мм. при упоре поршня в ограничитель хода.
Под перекрытием шахты закрепляется оборудование для подвески вспомогатель-
ных грузоподъемных устройств, необходимых для подъема пустой кабины и гидроци-
линдра при проведении ремонтно-профилактических работ(рис.13.1).
Расстояния между подвижными и неподвижными частями оборудования лифта в
шахте регламентируются ПУБЭЛ [20] и нормами европейского стандарта EN81.2 [21] и
должны исключать возможность соударения движущихся частей лифта.
Поперечные размеры шахты определяются соображениями размещения кабины
(противовеса) в плане шахты с учетом регламентируемых зазоров.
В шахте лифта не допускается размещение оборудования, не имеющего отноше-
322
ния к лифтовому оборудованию, за исключением систем вентиляции и отопления лиф-
та.
Лифтовая шахта, таким образом, делится на 3 части: собственно шахта лифта,
приямок и головная часть.
13.1.1 Собственно шахта лифта
Собственно шахта лифта представляет собой пространство, заключенное между
порогами двух крайних этажей.
Ее размеры главным образом зависят от размеров кабины, т. е. от ее вместимос-
ти, и от типа гидравлической установки [6, 22].
В лифтовой шахте кроме кабины должны находиться цилиндр или цилиндры и
соответствующее дополнительное оборудование.
Шахта может находиться внутри здания и занимать свободное пространство в
центре лестницы или специальное пространство, обычно примыкающее к лестнице,
или же располагаться снаружи в примыкающем к зданию пространстве.
Решение, при котором кабина перемещается в шахте, требует тщательного изуче-
ния плана здания во избежание того, чтобы шахта оказалась примыкающей к спальням
или комнатам отдыха, и чтобы шум, который неизбежно возникает при движении каби-
ны, не беспокоил, особенно в ночные часы, спящих людей.
В настоящее время имеется тенденция к использованию для перемещения каби-
ны специальной лифтовой шахты, полностью изолированной от других помещений зда-
Рис.13.2 Наружная установка лифта со Стек-
лянным ограждением шахты
ния. Это не исключает использования про-
странства в центре лестницы при условии
наличия достаточного пространства и от-
сутствия запретов со стороны органов про-
тивопожарной безопасности.
Обычно, если нет желания или места
для установки лифта внутри здания, ис-
пользуется примыкающее внешнее прост-
ранство.
Существует множество конструкций
лифтов, рассчитанных на воздействие
внешних погодных условий. Однако, чтобы
не устанавливать электрооборудование в
герметичном исполнении (что не всегда
просто), обычно предпочтение отдается со-
зданию конструкции из металлической сет-
ки, поверхности которой закрываются па-
нелями из стекла или других материалов,
стойких к дождевой воде, что к тому же вы-
глядит очень эстетично, что тоже является
немаловажным обстоятельством (Рис.
13.2).
Применение стеклянного ограждения шахты и купе кабины предпочитается мно-
гими людьми, а страдающими кластрофобией в особенности, несмотря на более высо-
кую стоимость подобного лифтового оборудования.
Естественно, наиболее подходящее решение выбирается строительной компани-
ей на основе местных строительных норм и правил, нормативов, установленных Пожар-
ной Инспекцией, имеющегося пространства, плана здания и, что занимает далеко не по-
следнее место, на основе учета экономических и эстетических факторов.
Принимая во внимание разнообразие существующих технических решений, не
представляется возможным привести какие либо универсальные рекомендации относи-
тельно обоснования выбора и определения параметров шахты. В связи с этим, мы рас-
смотрим наиболее распространенные случаи размещения лифтового оборудования в
шахте.
Лифты прямого действия
В лифтах с гидроцилиндрами прямого действия, в которых шток поршня непо-
средственно воздействует на нижнюю балку каркаса кабины, поперечные размеры шах-
ты определяются размерами пола кабины с учетом толщины стен купе и зазоров между
кабиной и стенами ограждения шахты (рис. 13.3) [22].
Средняя толщина стенок купе кабины составляет около 30 мм.
Зазор между головкой направляющей и кабиной принимается равным 100 —
150мм.
Такое же расстояние в среднем устанавливается между стеной шахты и основа-
нием направляющей. В связи с этим, ширина шахты должна быть не менее:
Аш = а + 600,Мм,	(13.1)
где а - габаритная ширина кабины.
При оснащении кабины раздвижными дверями с двухсторонним расположением
створок, ширина шахты должна быть не менее:
~ Ю0 + 2*6д,мм.
(13.2)
где Ьд - ширина раскрытия створки двери, мм.
Рис. 13.3 Размеры шахты лифта с гидроцилиндром
прямого действия
Ширина раскрытия створки
обычно принимается не менее 600
мм, а в лифтах для транспортиров-
ки пассажиров с ограниченной по-
движностью - не менее 800 мм.
При определении глубины
шахты необходимо учитывать габа-
ритную глубину кабины, зазор не
менее 50 мм между задней стенкой
и стеной шахты, дополнительное
пространство для размещения две-
рей кабины и шахты, конструкции
портала, замков и других электро-
механических устройств(это прост-
ранство различается в разных слу-
чаях и обычно составляет 100-200
мм). Таким образом, глубина лиф-
товой шахты не должна быть мень-
ше, в среднем, следующей величи-
ны:
Вш = b + (150 -ь 300), мм,
(13.3)
где b - габаритная глубина кабины, мм.
324
Лифты непрямого действия
Поперечные размеры шахты лифта непрямого действия с канатным мультипли-
катором или лифта прямого действия с боковым расположением гидроцилиндра опре-
деляются с учетом соответствующих размеров гидроцилиндра и зазоров(рис.13.4).
Рис. 13.4 Размеры шахты лифта с боковым расположением гидроцилиндра непрямого
действия
Рис.13.5 Размеры шахты лифта с задним расположением гидроцилиндра непрямого
действия
325
Ширина шахты определяется габаритной шириной кабины а, зазором между бо-
ковой стенкой купе и стеной шахты, шириной пространства d, занятого цилиндром и со-
ответствующих зазоров:
Вш = а + е/ + (15О-5-2ОО), мм	(13.4)
Глубина шахты определяется с учетом вышеизложенного для лифта с гидроци-
линдром прямого действия.
При заднем расположении гидроцилиндра не прямого действия глубина шахты
определяется с учетом глубины d пространства занятого гидроцилиндром, зазоров меж-
ду цилиндром и кабиной, цилиндром и задней стенкой шахты и пространства, необхо-
димого для размещения дверей кабины и шахты (рис. 13.5):
Таким образом, глубина шахты определится следующей величиной
Вш = b+d +(350-S-400)9 мм	(13.5)
Что касается ширины шахты, к габаритной ширине а кабины в этом случае нуж-
но прибавить зазоры между боковыми стенками кабины и шахтой.
Таким образом: Аш = <7 + 100 , мм,	(13.6)
Однако, если предусматривается, что кабина будет иметь горизонтальные раз-
движные двери противоположного направления движения, то ширина шахты должна
быть не менее:
Вш - 2'Ьд +Ю0 , мм
(13.7)
Аналогичные вычисления могут выполняться для всех гидравлических лифтов,
кабина которых приводится в движение двумя или более гидроцилиндрами, располо-
женными сбоку кабины.
В таб. 13.1 приведены размеры лифтовой шахты в зависимости от грузоподъем-
ности, как для пассажирских, так и для грузовых лифтов [22].
Таблица13.1 Максимальные размеры, которые должна иметь лифтовая шахта и
машинное помещение
Кабина					Лифтовая шахта		
Г рузо- подъ- емность (кГ)	Кол- во пас- сажи- ров п	Ши- рина (м)	Глу- бина (м)	Откры тие дверей (м)	Лифт прямого действия АхВ (м X м)	Лифт непрямо- го действия А х В (*) (м X м)	Машинное помещение (м х м)
250	3	0,84	0,84	0,60	1,40 х 1,20	1,40 х 1,30	1,5x2,00
320	4	1,04	0,84	0,60	1,40 х 1,20	1,40 х 1,45	1,5x2,00
400	5	1,14	0,94	0,60	1,50 х 1,30	1,40 х 1,55	1,5x2,00
475	6	1,28	1,00	0,90	1,70 х 1,40	1,65 х 1,65	1,70x2,00
630	8	1,28	1,24	0,90	1,70 х 1,65	1,70x2,00	2,00 х 2,00
800	10	1,40	1,36	0,90	1,80 х 1,80	1,70x2,10	2,20 х 2,00
1000	13	1,72	1,40	0,90	2,10 х 1,80	2,00 х 2,20	2,20 х 2,00
1150	15	1,82	1,50	0,90	2,20 х 1,90	2,10x2,25	2,20 х 2,00
1400	18	2,04	1,54	0,90	2,50 х 2,00	2,35 х 2,40	2,20 х 2,00
1600	21	2,20	1,64	0,90	2,60x2,10	2,50 х 2,50	2,20 х 2,00
(*) С задним поршнем.
326
Шахта лифта, если она не находится в центре лестницы или за пределами здания,
ограничена стенами из железобетона или из полнотелого или дырчатого кирпича.
Стены должны обладать достаточной толщиной и необходимой огнестойкостью
с учетом высоты здания и его назначения (является ли оно жилым зданием или зданием
другого типа), а также должны быть устойчивыми к горизонтальным толчкам, переда-
ваемым скобами крепления направляющих, и которые, в частности, возникают, когда в
кабину ввозят тележки для операций погрузки и разгрузки груза, или же когда лифт от-
носится к типу лифтов непрямого действия с консольной конструкцией рамы кабины.
При необходимости скобы крепятся к железобетонным обвязочным балкам конструк-
ции здания.
В табл. 13.2 приводятся минимальные значения толщины стен в зависимости от
типа материала и огнестойкости, предусмотренные нормами противопожарной безопас-
ности, действующими в Европе [22].
Таблица 13.2 Толщина стен в зависимости от их огнестойкости.
Назначение конструкции	Вид материала конструкции	Толщина, см				
		Огнестойкость, часов				
		0,5		1,0	2,0	3,0
Стена шахты	Кирпич сплошной	13	13		26	26
	Кирпич с отверстиями	10	20		30	30
	Бетон обыкновенный	8	10		12	16
Перекрытие шахты, пол приямка	Железобетон с цементной стяжкой или штукатуркой	10	14		20	20
	Железобетон с наполнителем из кирпичного щебня	16	24		30	30
	Профилированный железо- бетон с изолирующим слоем	1,00*	2,50*		3,70*	4,50*
Крепление стальной балки в нише стены	Вермикулит между балкой и стеной	1,06	1	,91	3,18	4,03
Примечание: * - толщина теплозащитного слоя покрытия
Если лифт расположен в центре лестницы, нормы допускают, в отсутствие более
строгих требований противопожарной безопасности, чтобы подвижные части лифта
были защищены невоспламеняющимися материалами, например, сеткой, перфориро-
ванными листами, металлической решеткой или защитными стеклами.
Действующие нормы устанавливают характеристики прочности, которыми долж-
ны обладать эти материалы.
Очень часто, особенно при установке лифта в здании недавней постройки, в цен-
тре лестничного проема устанавливается металлическая конструкция, ограничивающая
лифтовую шахту и делающая ее более или менее независимой от остальной части зда-
ния.
К металлической раме крепятся сеточные панели или металлические листы, на
которые передаются горизонтальные нагрузки от крепления направляющих.
Вряд ли стоит напоминать о том, что на такую конструкцию не воздействует вес
лифта и все создаваемые им вертикальные усилия воспринимаются основанием лифто-
вой шахты.
327
13.1.2 Приямок
Под приямком подразумевается часть лифтовой шахты, заключенная между по-
рогом нижней остановки и полом шахты.
Поскольку кабина может спускаться в приямок, его размеры в плане совпадают с
размерами лифтовой шахты.
Глубина приямка определяется, во-первых, техническими требованиями, а
во-вторых, соображениями безопасности пассажиров и технического персонала, выпол-
няющего ремонтные и профилактические работы.
При нахождении кабины на упоре или полностью сжатом буфере расстояние от
пола приямка до выступающих частей кабины должно быть не меньше 750 мм.
Для определения глубины приямка необходимо учитывать, что:
•	По конструктивным соображениям в зависимости от типа привода и размеров
кабины под её полом находится свободное пространство высотой 250 - 300 мм
для лифтов прямого действия с заглубленным в землю цилиндром и до 600 мм
для лифтов с канатным мультипликатором.
•	Необходимо наличие минимального свободного пространства, которое кабина
будет проходить прежде, чем достигнет амортизаторов. Учитывая низкую ско-
рость срабатывания выключателя остановки, можно считать достаточным сво-
бодное пространство примерно в 50 мм;
°	На дне приямка должны быть установлены буферы для безопасной остановки
кабины, если вследствие механической или электрической неисправности каби-
на продолжает проходит уровень нижнего этажа.
Согласно европейским нормативам, минимальный ход буфера энергонакаплива-
ющего типа не должен быть меньше, чем:
V2
—,М	(13.8)
О
где V -скорость посадки на буфер, совпадающая со скоростью срабатывания ог-
раничителя скорости или клапана падения, м/с^; g = 9,81, мЛ/ - ускорение свободного
падения.
Для буферов, рассеивающих энергию, минимальный ход составляет:
V2
S = T~	(13.9)
2-g
К вышеуказанным размерам необходимо прибавить свободное пространство,
служащее для обеспечения безопасности ремонтных рабочих; это пространство должно
иметь высоту не менее 500 мм.
Что касается минимальной высоты, которая обычно обеспечивается за счет уста-
новки стопоров против направляющих, следует принимать во внимание следующие ас-
пекты:
1) Для лифтов, в которых цилиндр располагается в центре ямы, высота измеряет-
ся при полностью сжатых буферах между выступающей частью кабины и ее рамы, ис-
ключая те части, которые располагаются вблизи направляющих и стен ямы, и дном са-
мой ямы, если ее пол плоский, и цилиндр поддерживается бетонной подушкой. Соглас-
но нормам, такое пространство не должно быть меньше объема, занимаемого паралле-
лепипедом со сторонами 0,5x0,6x0,8 м.
328
2) В случае, если цилиндр или цилиндры опираются на балки, пересекающие яму
частично или полностью, высота должна измеряться между верхней частью балок, и на-
иболее выступающей частью кабины и ее рамы.
Как в первом, так и во втором случаях между самой высокой частью трубопрово-
да подачи жидкости в цилиндр, исключая участок вблизи самого цилиндра, и самой
нижней частью кабины и ее рамы, должно иметься расстояние высотой не менее 300
мм.
Для лифтов непрямого действия минимальная высота свободного пространства,
отведенного для электромеханика, должна измеряться, с учетом полностью сжатых
амортизаторов, между полом ямы, если он ровный, или его наивысшей частью и наибо-
лее выступающей частью кабины и ее рамы.
С учетом изложенных выше соображений, глубина приямка не должна быть
меньше, чем:
hn = 550 +Ао+5, мм,	(13.10)
где Aq - расстояние между полом кабины и буфером, мм; S - рабочий ход буфера,
мм.
На рис. 13.6 приведен общий вид оборудования приямка шахты лифта с задним
расположением гидроцилиндра прямого действия. Гидроцилиндр опирается с помощью
фланца на пол приямка. Опорой пружинных буферов и направляющих служат бетонные
подушки, высота которых выбрана с учетом обеспечения необходимой глубины приям-
ка.
Рис. 13.6 Вид приямка шахты лифта с ги-
дроцилиндром прямого действия
Поскольку, как правило, максимальное
сжатие пружин, используемых в качестве бу-
феров, составляет примерно 100 мм, а, как
уже говорилось, в лифтах прямого действия
под полом кабины имеется пространство 250-
300 мм, в то время как в лифтах непрямого
действия с консольной рамой кабины - около
600 мм, то можно считать, что глубина приям-
ка в первом случае не должна быть менее
1000-1100 мм, а во втором - около 1300-1350
мм.
Для приямка обычно используется вер-
тикальное пространство между первым эта-
жом, обычно совпадающим с первой нижней
остановкой, и подвалом. Поскольку высота
между этими уровнями больше необходимой
глубины приямка, для облегчения проведения
ремонта следует уменьшить ее за счет созда-
ния опорной поверхности выше уровня пола
подвала.
Общий вид дна приямка шахты лифта с гидроцилиндром непрямого действия
приведен на рис. 13.7.
Если нижняя остановка лифта находится на уровне земли, стенки приямка долж-
ны быть облицованы гидроизолирующим материалом во избежание проникновения во-
ды.
329
В любом случае пол приямка должен выдерживать нагрузки от гидроцилиндра и
направляющих кабины, так как в гидравлических лифтах все вертикальные нагрузки,
нормального и аварийных режимов, приходятся на дно шахты, практически не воздей-
ствуя на конструкцию здания.
Рис. 13.7. Вид дна приямка шахты для лифтов непрямого действия
На дно приямка постоянно оказываются воздействия, передаваемые направляю-
щими, буферами и цилиндром, который посредством поршня поддерживает кабину.
При нормальной работе лифта направляющие подвергаются трению башмаков
кабины и в отдельных случаях верхней части поршня, а в аварийных ситуациях подвер-
гаются воздействию ловителей или стопорных устройств.
Если учитывать наличие кронштейнов крепления направляющих, величину на-
грузок при нормальной работе лифта можно считать незначительной, чего нельзя ска-
зать о нагрузках при срабатывании ловителей или других устройств аварийной останов-
ки кабины.
Дно приямка, таким образом, должно выдерживать не только действие силы тя-
жести направляющих, но и нагрузки при срабатывании ловителей или стопорных уст-
ройств. Нагрузка, передаваемая на землю или железобетонное перекрытие пола приям-
ка при посадке кабины на буфер, определяется максимальной величиной тормозной си-
лы, зависящей от его конструкции и параметров.
Предельная допустимая величина ускорения замедления кабины по физиологи-
ческим ограничениям не должна превышать 2,5 g. Из этого следует, что максимальная
тормозная сила буфера при полной нагрузке кабины равна:
330
(£?+(?*) з,5 g, н
(13.11)
где Q, Qk - соответственно, масса груза и масса кабины вместе с массой порш-
ня, кГ.
Это объясняет, почему европейские нормы EN 81.2 оценивают нагрузку опоры
буфера величиной:
^=^ + ек)-40,н	(13.12)
На цилиндр воздействуют силы тяжести поршня, масла в цилиндре, кабины и
груза.
Чтобы учесть действие сил инерции, возникающих при пуске и остановке, вели-
чину соответствующей силы тяжести необходимо умножить на коэффициент динамич-
ности.
Так, например, по нормам безопасности, действующим в Италии, величина коэф-
фициента динамичности принимается равной 1,5.
При определении необходимой несущей способности плиты дна приямка учиты-
вается, что срабатывание ловителей или стопорных устройств происходит не одновре-
менно с посадкой кабины на буфер.
Нагрузки распределяются по дну приямка по разному, в зависимости от количе-
ства гидроцилиндров, от их расположения, типа и наличия канатного мультипликатора.
Таким образом, невозможно дать общие рекомендации, применимые ко всем слу-
чаям.
Ниже мы рассмотрим только два наиболее распространенных случая: гидравли-
ческий лифт, в котором гидроцилиндр прямого действия расположен в центре приямка
в специальном отверстии в земле, и гидравлический лифт с боковым расположением ги-
дроцилиндров и канатным мультипликатором.
При центральном расположении гидроцилиндра с установкой в яме, дно приям-
ка выполняется в виде армированного бетонного блока с центральным отверстием, опо-
рами для фланца цилиндра и подушками для установки буферов.
Если же дно приямка образовано железобетонным перекрытием, через которое
проходит цилиндр, то на нем, как и в предыдущем случае, ставятся опоры и подушка
для направляющих и цилиндра. Однако, в этом случае предпочтительно опирание ци-
линдра на две горизонтальные балки достаточного сечения, закрепленных в конструк-
ции здания.
Если лифт оборудован гидроцилиндром непрямого действия или если шток гид-
роцилиндра воздействует на верхнюю балку каркаса кабины, то цилиндр опирается не-
посредственно на дно приямка или на колонну, обычно представляющую собой доста-
точно длинную стальную стойку.
Под днищем цилиндра или его опорной стойкой располагается стальная рама,
распределяющая нагрузку по дну приямка. Она же служит опорой для крепления буфе-
ров и направляющих кабины. На конструкции рамы закрепляется неподвижная ветвь
канатов мультипликатора.
В случае, если железобетонное перекрытие не может выдерживать нагрузки, при-
ходящиеся на эту балку, она должна закрепляться в конструкции здания.
331
13.1.3.	Верхняя часть шахты
Головная часть шахты - это часть лифтовой шахты от порога верхнего этажа до
перекрытия шахты.
Как и приямок, головная часть шахты имеет те же поперечные размеры, что и
лифтовая шахта. Она должна иметь достаточную высоту для обеспечения правильной
работы лифта и безопасности при проведении ремонтных и профилактических работ на
крыше кабины.
Для определения высоты следует принимать во внимание, что головная часть
шахты должна:
1)	Вмещать кабину, внутренняя свободная высота которой не должна быть менее
2 метров.
2)	С учетом необходимости размещения вентиляционных отверстий и освети-
тельной аппаратуры она может быть увеличена до 2,2 4- 2,5 м. или еще больших разме-
ров.
3)	Позволять кабине останавливаться над порогом последней верхней остановки
так, чтобы при этом не срабатывал конечный выключатель, и, следовательно, чтобы ка-
бина могла нормально продолжать движение вниз. Учитывая малые скорости движения
кабины в момент остановки двигателя, можно считать это расстояние равным пример-
но 20 - 30 мм.
Позволять кабине останавливаться, после срабатывания конечного выключателя,
прежде, чем нижняя часть поршня коснется упора в головке цилиндра.
При этом следует учитывать, что кабина может достичь уровня конечного вы-
ключателя на расчетной скорости, и что максимальное замедление, которое могут испы-
тывать пассажиры при срабатывании расположенного в головке цилиндра амортизиру-
ющего упора, не должно превышать ускорение гравитации.
Таким образом, величина такого дополнительного перемещения будет равна:
V2
(13.13)
где V - расчетная скорость кабины, м/с.
4)	Позволять поршню, после остановки кабины конечным выключателем и амор-
тизатором, пройти небольшой отрезок пути прежде, чем он коснется расположенного в
головке цилиндра ограничителя. Это расстояние можно считать равным 10-20 мм.
5)	Обеспечивать безопасность электромеханика во время ремонтных и профилак-
тических работ.
Действующее в Италии законодательство предусматривает, что при полностью
выдвинутом поршне должно иметься свободное пространство высотой не менее 800 мм
над крышей кабины и не менее 300 мм над наиболее выступающей частью рамы каби-
ны или оборудования, расположенного на крыше кабины.
Кроме того, в лифтах непрямого действия должно также иметься свободное про-
странство высотой не менее 300 мм между наиболее выступающей частью конструкции
блока в верхней части штока и перекрытием лифтовой шахты.
Головная часть шахты должна иметь высоту не менее большего из двух значений,
полученных из уравнений:
V2 -103
=30 + 20 +V-----—-+800 =850
2-g
Г2 103
+ О + П , мм
2*g
(13.14)
332
К2-103	Г2 IO3
Нг =30 + 20 + h. +—----1000+300 =350 +—-------+ , мм (13J5)
2-g	2-g	,v 7
где Л] - расстояние от порога кабины до верха крыши кабины, мм; - расстоя-
ние от порога кабины до выступающих частей оборудования крыши кабины или ее ра-
мы, мм
Учитывая указанные ранее значения для высоты кабины гидравлического лифта
и считая, что обычно скорость подъема кабины вряд ли превысит 0,7 м/сек., высота го-
ловной части шахты должна быть не менее 3,10 + 3,20 м.
Может, однако, случиться так, что из-за наличия в верхней части лифтовой шах-
ты балок, выступающих из стен по крайней мере на 50 мм от верха крыши кабины или
которые занимают часть пространства над крышей кабины или конструкции блока на
головке штока гидроцилиндра непрямого действия, нет возможности обеспечить даже
минимальную высоту головной часть шахты.
В этих случаях можно сократить ее высоту до 3 метров, уменьшая внутреннюю
высоту кабины до минимального значения так, чтобы внешняя образующая крыши от-
стояла на 2,02 - 2,03 м от порога кабины. Очевидно, что в этом случае придется искать
решения для установки потолочного освещения так, чтобы это не привело к дальнейше-
му уменьшению внутренней высоты кабины.
13.2. Машинные помещения.
Машинным помещением называется часть здания, оборудованная электрическим
освещением, системой вентиляции и отопления, предназначенная для размещения обо-
рудования, которое не должно находиться в шахте (рис. 13.1.).
Машинное помещение гидравлического лифта рассчитано на размещение гидро-
агрегата, станции управления и теплообменника, при необходимости его установки.
Обычно машинное помещение располагается внизу сбоку от лифтовой шахты на
удалении от гидроцилиндра не более 20 м (рис. 13.1). Такое решение предпочтительно
расположению его над лифтовой шахтой, так как способствует более гармоничному ре-
шению экономических и архитектурных задач.
Это в большинстве случаев и заставляет отдавать предпочтение гидравлическим
лифтам особенно в тех случаях, когда силовое оборудование и система управления не
требует размещения в фундаментальном машинном помещении здания.
Машинные помещения должны иметь сплошное ограждение со всех сторон.
Размеры машинного помещения определяются конструкцией лифта и размерами
гидроагрегата, а также условиями, гарантирующими удобство и безопасность работ по
техническому обслуживанию и ремонту оборудования (таб.13.1).
Вводное устройство должно устанавливаться в непосредственной близости от
двери машинного помещения на высоте 1200 - 1600 мм от уровня пола.
Дверь машинного помещения должна иметь сплошную металлическую конст-
рукцию, открываться наружу и закрываться замком. Размер двери машинного помеще-
ния должен быть не менее 800 х 1800 мм.
Пол машинного помещения должен иметь ровную гладкую поверхность с покры-
тием, не образующим пыли и не впитывающим масла.
Для освещения помещения обычно используются один или два светильника, рас-
положенных таким образом, чтобы обеспечивать достаточное освещение щита управле-
ния и гидравлического оборудования с освещенностью 200 люкс.
333
В машинных помещениях не допускается размещение оборудования и коммуни-
каций, не имеющих отношения к лифту.
В гидравлических лифтах машинное помещение может отсутствовать. В этом
случае гидроагрегат, вводное устройство и станция управления могут устанавливаться
в запираемом металлическом шкафу в непосредственной близости от нижней части
шахты или на допустимом удалении.
В связи с интенсивным развитием конструкций электрических лифтов без ма-
шинных помещений усиливается тенденция применения гидравлических лифтов, не
требующих сооружения фундаментальных машинных помещений.
В этом случае вводное устройство, гидроагрегат и станция управления размеща-
ются в запираемом на замок металлическом шкафу.
На рис. 13.8 приведен вариант размещения гидроагрегата и станции управления в
металлическом шкафу при различном характере его расположения относительно шахты
лифта.
Установка в боковом проеме шахты обеспечивает наибольшую экономию поме-
щения здания и хорошие условия охлаждения гидроагрегата за счет циркуляции возду-
ха в шахте лифта.
20 м максимум
Рис.13.8 Размещение силового оборудования и станции управления в металлическом
шкафу
334
Весьма эффективное решение за-
дачи раздельного размещения силового
оборудовании станции управления при-
ведено на рис. 13.9. Несомненным до-
стоинством такого решения является по-
движная установка гидроагрегата(сило-
вого оборудования) и свободный доступ
к панели управления с этажной площад-
ки.
Необходимо отметить, что приве-
денные схемы размещения гидроагрега-
та предполагают отсутствие необходи-
мости в установке теплообменника, что
характерно для лифтов небольшой гру-
зоподъемности при низкой интенсивно-
сти использования.
При устройстве машинных поме-
щений или металлических запираемых
ограждений для установки оборудова-
ния гидропривода и управления необхо-
димо знать габаритные размеры соот-
Рис.13.9 Схема раздельного размещения силово- ветствующих устройств.
го оборудования и панели управления	В таблице 13.3 приведены макси-
мальные размеры, а также масса наибо-
лее широко применяемых энергетических установок в зависимости от производитель-
ности насоса и от емкости резервуара.
Таблица 13.3 Размеры и параметры гидроагрегата
Производи- тельность насоса л/мин.	Ширина (мм)	Длина (мм)	Высота (мм)	Ем- кость _ (л)	Общий вес (кг)
25-150	560	810	1090	180	330
25-150	560	910	1090	220	370
160-300	685	1060	1240	440	650
310-600	760	1310	1390	700	950
Размеры, которыми должно обладать машинное помещение, зависят от габаритов
размещаемого в нем оборудования и от необходимости в свободном и безопасном до-
ступе для проведения ремонта или простых экстренных операций, которые называются
ручным маневрированием с использованием ручного насоса или клапана ручного спус-
ка.
Обычно предпочтительно, чтобы машинное помещение делилось на две части;
одну - для размещения энергетической установки и теплообменника, если таковой пре-
дусмотрен, а другую - для панели управления (рис.13.9).
Панели управления могут быть настенными или типа шкафа.
Настенный вариант имеет примерные размеры корпуса в плане 0,30 х 0,70 м. Пе-
ред ним необходимо наличие свободного пространства примерно 1 м для осмотра и ре-
335
монта аппаратуры управления. В ряде случаев корпус настенной панели управления мо-
жет быть поворотным для облегчения доступа к задней части схемы.
Панели управления, установленные в стационарном металлическом шкафу, зани-
мают больше места, так как необходимо обеспечить доступ с передней и задней сторо-
ны.
При размещении гидроагрегата нужно обеспечить свободный доступ с 4 сторон.
Если его размеры невелики, обычно достаточно иметь доступ для осмотра с 3-х сторон.
В этом случае, гидроагрегат вплотную придвинут к одной стене и отстоит от двух дру-
гих на расстоянии не менее 60 см.
Для хорошей работы лифта необходимо, чтобы температура в помещении нахо-
дилась в диапазоне от минимум 5 °C до максимум 40°С.
Поскольку, как уже говорилось в главе, посвященной жидкостям, вся энергия, по-
требляемая из электросети при работе лифта, преобразуется в тепло, которое расходует-
ся на нагревание масла в резервуаре, для того, чтобы жидкость не перегревалась, необ-
ходимо, чтобы машинное помещение хорошо проветривалось, а температура воздуха в
нем поддерживалась в допустимых пределах.
Например, в лифте грузоподъемностью 4 человека (300 кг), установленном в че-
тырехэтажном здании (длина хода лифта примерно 12 метров) и совершающем прибли-
зительно 100 ходов за сутки (в среднем 1 ход каждые 7 минут), для поддержания темпе-
ратуры в машинном помещении практически на постоянном уровне, немного превыша-
ющем температуру окружающей среды, необходимо отводить около 150 кКал/час. На
основе сказанного в главе о теплообменниках, зная объем помещения, нетрудно опреде-
лить, сколько раз необходимо сменить воздух.
Не следует забывать о том, что при установке теплообменников вырабатываемый
ими теплый воздух должен выводиться за пределы помещения, и что согласно противо-
пожарным нормам (DM 16 - 5 - 87 № 246) машинное помещение должно иметь венти-
ляционное отверстие площадью не менее 3% от площади пола, минимум 0,05 м2, с ок-
нами и /или/ воздуховодами, выходящими наружу на высоту, по меньшей мере равную
высоте отверстия вентиляции лифтовой шахты.
И, наконец, необходимо, чтобы машинное помещение имело оснащение для об-
легчения грузоподъемных операций.
ЛИТЕРАТУРА
1.	АРХАНГЕЛЬСКИЙ Г. Г., ВАЙНСОН А. А., ИОНОВ А. А.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РАСЧЕТ ЛИФТОВЫХ УСТАНОВОК. МИСИ, Москва, 1980.
2.	АРХАНГЕЛЬСКИЙ Г. Г, ИОНОВ А. А.
ОСНОВЫ РАСЧЕТА и ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛИФТОВ. МИСИ. Москва, 1985.
3.	АРХАНГЕЛЬСКИЙ Г. Г., ИОНОВ А. А. РАСЧЕТ ЛИФТОВ НА МИКРО-ЭВМ.
МИСИ. Москва, 1989.
4.	АРХАНГЕЛЬСКИЙ Г. Г. РАСЧЕТ ЛОВИТЕЛЕЙ РЕЗКОГО ТОРМОЖЕНИЯ КАБИ-
НЫ ЛИФТА С УЧЕТОМ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ НА-
ПРАВЛЯЮЩЕЙ. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН. Сборник научных
трудов. МИСИ, Москва, 1993.
336
5.	АРХАНГЕЛЬСКИЙ Г. Г. ДИНАМИКА КАНАНОЙ ПОДВЕСКИ ПРОТИВОВЕСА
ЛИФТА. СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ДОРОЖНЫЕ МАШИНЫ. МАШИНОСТРОЕНИЕ.
Москва, № 9. 1996.
6.	АРХАНГЕЛЬСКИЙ Г. Г., ВОЛКОВ Д. П., ГОРБУНОВ Э. А., ИОНОВ А. А., ТКА-
ЧЕНКО В. Я. ЛИФТЫ. Издательство Ассоциации строительных вузов. Москва, 1999.
7.	БАШТА Т. М. МАШИНОСТРОИТЕЛЬНАЯ ГИДРАВЛИКА. Справочное пособие.
МАШИНОСТРОЕНИЕ. Москва. 1971.
8.	ВАСИЛЬЧЕНКО В. А. Гидравлическое оборудование мобильных машин. Справоч-
ник. М. Машиностроение, 1983.
9.	ДАНИЛОВ Ю. А., КИРИЛЛОВСКИЙ Ю. Л., КОЛПАКОВ Ю. Г. АППАРАТУРА
ОБЪЕМНЫХ ГИДРОПРИВОДОВ. МАШИНОСТРОЕНИЕ. Москва, 1990.
10.	Долгачев Ф. М, Лейко В. С. ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ И ГИДРОПРИВОД.
СТРОЙИЗДАТ. Москва, 1981.
11.	Инструкция по монтажу лифтов. АО Союзлифтмонтаж. М, ЦБНТИ, 1992г. 12. КА-
ВЕРЗИН С. В. КУРСОВОЕ И ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПО ГИДРОПРИ-
ВОДУ САМОХОДНЫХ МАШИН. Производственно-издательский комбинат "ОФ-
СЕТ". Красноярск, 1997.
13.	ЛОБОВ Н. А. ПАССАЖИРСКИЕ ЛИФТЫ грузоподъемностью 400 и 630 кг. Изда-
тельство МГТУ им. Н. Э. Баумана. Москва, 1999.
14.	ЛИФТ ПАССАЖИРСКИЙ. Инструкция по эксплуатации 0411 К.00.00.000 . ИЭ.
КМЗ, Москва, 1991г.
15.	ЛИФТ ПАССАЖИРСКИЙ. Инструкция по эксплуатации 0621-03.00.00.000. ИЭ.
КМЗ, Москва, 1991г.
16.	МАНЕСМАН Р. Г. и др. УЧЕБНЫЙ КУРС ГИДРАВЛИКИ. Том II. Лор на майне.
1986.
17.	МАЧУЛЬСКИЙ И. И., КАПЫРИНА В. И., АЛЕПИН Е. А. ЭЛЕКТРОПОГРУЗЧИ-
КИ. СПРАВОЧНИК. ТРАНСПОРТ. Москва, 1987.
18.	ПЕТРОВ И. В. ОБСЛУЖИВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ И ПНЕВМАТИЧЕСКИХ
ПРИВОДОВ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН. ТРАНСПОРТ. Москва, 1985
19. ПОЛКОВНИКОВ В. С., ГРУЗИНОВ Е. В., ЛОБОВ Н. А. МОНТАЖ ЛИФ-
ТОВ."ВЫСШАЯ ШКОЛА", Москва, 1981г.
20.	ПРАВИЛА устройства и безопасной эксплуатации лифтов. Госгортехнадзор. Моск-
ва, 1992.
21.	ПРАВИЛА безопасности по устройству и установке лифтов. Европейский стандарт
EN81-1/2. CEN 21.02.98.
22.	РАЙКОВ Е. И., ГРУЗИНОВ Е. В. Справочник молодого монтажника лифтов.
"ВЫСШАЯ ШКОЛА", Москва, 1990г.
23.	RICCARDO PAOLELLIL’ ASCENSOREIDRAULICO. ULRICO HOEPLI. Milano.
1994..
24.	СТЕПАНОВ М. А., ГУСТОВ Д. Ю. ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И
ТИПОВЫЕ СХЕМЫ ГИДРОПРИВОДА. М., МГСУ 2001.
25.	ЩЕРБАКОВ В. Д. АВТОПОГРУЗЧИКИ. М. ВЫСШАЯ ШКОЛА. 1983.
337
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ОБЪЕМНОГО
ГИДРОПРИВОДА ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА.
1.	Объемные гидромашины
1.1.	Насосы :
Преобразуют механическую энергию входного вала в энергию потока рабо-
чей жидкости.
-	насос постоянной подачи с постоянным направлением потока;
•	насос постоянной подачи с переменным направлением потока;
-	насос переменной подачи с постоянным направлением потока;
-	насос переменной подачи с переменным направлением потока.
1.2.	Гидроцилиндры:
Преобразуют энергию потока в работу поступатеьного перемещения.
-	общее обозначение без уточнения типа;
-	со штоком одностороннего действия;
-	плунжерный гидроцилиндр.
2.	Гидроаппаратура:
Управляет направлением и параметрами потока рабочей жидкости.
Число позиций подвижных элементов обозначается количеством прямоугольных
полей. Число ходов (линий) потока жидкости обозначается - числом подходящих к
распределителю линий.
2.1.	Гидрораспрелелители:
Служат для изменения направления, перекрытия или свободного пропускания
потока рабочей жидкости посредством подвижных элементов.
Распределители в гидравлических схемах управления изображаются прямоуголь-
ным контуром, а направление потока рабочей жидкости - стредкой.
338
Число фиксированных позиций подвижных управляющих элементов обозначает-
ся соответствующим количеством прямоугольных полей; а число ходов, числом подве-
денных к распределителю гидравлических линий. В обозначении распределителя ука-
зывается число линий / число позиций.
-двухпозиционный двухходовой (2/2);
III I
-двухпозиционный трехходовой (3/2);
- двухпозиционный четырехходовой(4/2);
№М1
-	двухпозиционный пятиходовой с механическим
управлением (5/2);
-	трехпозиционный трехходовой с ручным управлением (3/3);
-	трехпозиционный четырехходовой с гидравлическим управле-
нием (4/3);
-трехпозиционный шестиходовой с электромагнитным управле-
нием (6/3).
2.2.	Дроссель:
Предназначен для ограничения и поддержания заданной величины расхода
рабочей жидкости.
- нерегулируемый дроссель;
- регулируемый дроссель.
2.3	Регулятор потока.
Служит для поддержания установленной скорости рабочего органа путем регу-
лирования потока независимо от нагрузки на поршне (плунжере).
-	регулятор потока однонаправленный;
339
-	регулятор, свободно пропускающий рабочую жидкость в одном на-
правлении и ограничивающий его величину на заданном уровне в об-
ратном направлении с использованием обратного клапана и регули-
руемого дросселя.
2.4.	Делитель и сумматор потока рабочей жидкости.
Служит для разделения или соединения потоков.
- делитель потока;
- сумматор потоков.
2.5.	Гидроклапан.
Это устройство в котором степень открытия проходного сечения определяется
воздействием потока рабочей жидкости.
2.5.1.	Напорный гидроклапан.
Ограничивает давление в подводимом к нему потоке жидкости.
2.5.2.	Предохранительный клапан.
Представляет собой напорный гидроклапан, предохраняющий гидросистему от
давления, превышающего допустимую величину.
-	клапан прямого действия;
-	клапан непрямого действия;
-клапан прямого действия с дополнительным подводом
дополнительным потока от отдельной управляющей линии.
2.5.3.	Переливной клапан.
Поддерживает заданное давление путем непрерывного слива жидкости.
340
2.5.4.	Редукционный клапан.
Обеспечивает постоянство величины давления в отводимом потоке рабочей
жидкости.
-	давление на выходе зависит от силы сжатия пружины;
-	давление на выходе зависит от давления жидкости в управляющей
линии.
2.5.5.	Клапан разности давления.
Поддерживает разность давления в подводимом и отводимом потоках
жидкости.
2.5.6.	Обратный клапан.
2.5.7.	Гидрозамок.
Пропускает рабочую жидкость в одном направлении при отсутствии сигнала
управления и в обоих направлениях при его наличии.
-ofe-
2.5.8.	Тормозной клапан.
Предотвращает противообгонный скоростной режим при действии внешней
нагрузки, совпадающей с направлением движения поршня.
2.5.9.	Вентиль (клапан).
Служит для перекрытия потока рабочей жидкости и регулирования пропускной
способности трубопровода.
IX
3.	Кондиционеры рабочей жидкости.
Обеспечивают определенные физико-механические свойства жидкости.
341
3.1.	Гидроаккумулятор.
Служит для накоплния энергии жидкости и исключения пульсации давления в
гидросистеме.
-	гидравлический (без уточнения типа);
-	пружинный гидравлический;
- пневмогидравлический.
3.2.	Глушитель шума и вибрации.
4Т>
3.3.	Гаситель гидравлического удара.

3.4.	Фильтр.
Служит для очистки рабочей жидкости.
- фильтр (без уточнения типа);
Г""... I
- фильтр с предохранительным клапаном.
3.5.	Теплообменник.
Служит для поддержания заданной температуры рабочей жидкости путем ее
охлаждения (охладитель) или нагревания (нагреватель).
- охладитель;
342
- нагреватель;
- теплообменник с обводным вентилем.
4.	Гидробак.
- гидробак под атмосферным давлением;
- гидробак под давлением выше атмосферного.
5.	Трубопроводы.
-	магистральный трубопровод;
-	трубопровод управляющего потока;
_______________ - трубопровод отвода утечек (дренаж);
-	гибкий участок трубопровода (шланг);
-------- - обозначение направления потока.
6. Опоры трубопроводов.
- неподвижная опора;
- подвижная (общее обозначение) и подвижная с направляю-
щей;
- упругая опора;
JL - подвесная опора (общее обозначение) и подвижная с на-
правляющей;
- подвесная упругая опора.
343
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ.........................................................3
1.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ...................................................5
1.1.	История развития конструкции гидравлических лифтов.............5
1.2.	Современное состояние, тенденции и перспективы дальнейшего совершенст-
вования гидравлических лифтов......................................15
1.3.	Классификация, кинематические схемы и техническая характеристика гид-
равлических лифтов.................................................17
1.4.	Общие требования к конструкции и параметрам гидравлических лифтов.22
1.5.	Конструкция и принцип действия гидравлических лифтов и грузовых
платформ...........................................................23
2.	РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ ГИДРОПРИВОДА...................................28
2.1.	Назначение рабочих жидкостей и предъявляемые к ним требования.28
2.2.	Минеральные масла.............................................29
2.2.1.Общие характеристики........................................29
2.2.2.	Плотность и удельный вес...................................31
2.2.3.	Вязкость...................................................31
2.2.4.	Влияние воды...............................................34
2.2.5.	Влияние воздуха............................................35
2.2.6.	Явления, связанные с изменением температуры................39
2.2.7.	Теплоемкость и теплопроводность рабочей жидкости...........42
2.2.8.	Смазывающая способность и стабильность характеристик.......42
2.2.9.	Влияние механических примесей на свойства рабочей жидкости.43
3.	МЕХАНИЗМЫ ПОДЪЕМА С ГИДРОДВИГАТЕЛЯМИ ПОСТУПАТЕЛЬ-
НОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ...................................................45
3.1.	Общая характеристика..........................................45
3.2	Канатные и рычажные мультипликаторы механизмов подъема.........48
3.2.1 Тяговые органы канатных мультипликаторов....................49
3.2.2 Основные характеристики канатного мультипликатора...........53
3.2.3 Характеристики рычажных мультипликаторов................    55
3.3.	Гидроцилиндры механизма подъема...............................60
3.3.1	Одноступенчатые гидроцилиндры...............................65
3.3.2	Одноступенчатые штоки работающие на сжатие..................69
3.3.3.	Телескопические поршни, работающие на сжатие...............74
3.3.4.	Телескопические поршни с механической синхронизацией.......75
3.3.5.	Телескопические поршни с гидравлической синхронизацией.....77
3.3.6.	Определение размеров телескопических поршней...............82
4.	СИЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ГИДРОПРИВОДА...............................87
4.1	Общая характеристика...........................................87
4.2	Бак для рабочей жидкости.......................................89
4.3	Электродвигатель привода насоса................................92
4.4	Насос гидроагрегата............................................98
5.	ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ГИДРОПРИВОДА......................107
5.1.	Трубопровод..................................................107
5.3.	Уплотнения...................................................111
5.4.	Фильтры......................................................114
344
5.5	Антивибраторы и шумоподавители...................................118
5.6	Теплообменники...................................................123
6.	АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОПРИВОДА................................130
6.1	Клапаны..........................................................130
6.1.1.	Дросселирующие клапаны.......................................131
6.1.2.	Клапаны ограничения давления.................................135
6.1.3.	Клапаны регулирования потока рабочей жидкости................137
6.1.4.	Электроклапаны...............................................139
6.1.5.	Пропорциональные электроклапаны..............................140
6.2	Гидравлические схемы управления..................................141
6.2.1	Простая гидравлическая система, не обеспечивающая точной остановки
кабины...............................................................142
6.2.2	Гидравлическая система со скоростью выравнивания при спуске.145
6.2.3.	Гидравлические схемы управления со скоростью выравнивания при
подъеме и спуске.....................................................148
6.2.4.	Гидравлические схемы с электронной системой управления и пропорци-
ональными клапанами..................................................163
6.2.5.	Гидравлическая схема управления с частотным регулированием..166
7.	ОСНОВЫ ТЯГОВОГО РАСЧЕТА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЛИФТА.....................172
7.1.	Расчет массы подвижных частей лифта.............................173
7.2.	Расчет сопротивления движению башмаков кабины по направляющим...174
7.3.	Расчет нагрузки штока гидроцилиндра и необходимой мощности
гидропривода.........................................................177
7.4.	Определение параметров гидроцилиндра............................179
7.5.	Определение параметров силового оборудования....................186
7.6.	Расчет смещения штока при изменении давления и температуры рабочей
жидкости.............................................................189
7.7.	Расчет теплового баланса........................................190
8.	КАБИНЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЛИФТОВ......................................192
8.1.	Назначение, общие положения и основные требования...............192
8.2.	Конструкция кабины..............................................195
8.3	Устройства контроля загрузки кабины..............................199
8.4.	Каркас кабины лифта.............................................202
8.5.	Прочностной расчет каркаса кабины...............................208
8.5.1 Расчет каркаса кабины лифта с гидроцилиндром прямого действия.212
8.5.2 Расчет каркаса кабины лифта с канатным мультипликатором.......216
9.	ДВЕРИ КАБИНЫ И ШАХТЫ..............................................220
9.1.	Назначение, классификация и конструкция дверей кабины и шахты...220
9.2.	Конструкция и работа механизма привода автоматических дверей....223
9.3.	Кинематика и расчет механизма привода автоматических раздвижных
дверей...............................................................234
10.	НАПРАВЛЯЮЩИЕ.....................................................242
10.1.	Конструкция и установка направляющих в шахте...................242
10.2.	Расчет направляющих............................................249
10.2.1.	Предварительные условия и допущения, принятые при расчете направ-
ляющих	251
10.2.2.	Методика расчета направляющих на прочность и жесткость в рабочем и
345
аварийном режиме торможения средствами безопасности..........253
11.	ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА....................................  260
11.1	Механические защитные устройства........................261
11.1.1 Ловители...........................................  261
11.1.2. Ограничители скорости...............................280
11.1.3 Упоры и буферы.....................................  287
11.2.	Гидравлические устройства предотвращения падения кабины....292
11.2.3 Гидромеханическое устройство стопорения поршня.......295
11.3.	Устройства защиты от медленного спуска кабины..............297
11	. 3.1. Применение ловителей для предотвращения медленного спуска
кабины..........................................................298
11	.3.2 Стопорные устройства защиты от медленного спуска кабины.299
11.4.	Аварийные устройства эвакуации пассажиров из кабины....300
11.4.1 Ручной насос.........................................300
11.4.2 Клапан ручного действия для спуска кабины............300
12.	ЭЛЕКТРОАППАРАТУРА........................................303
12.1	Электрическая цепь пуска..............................  303
12.2	. Электрическая цепь управления.........................305
12.2.1 Цепь управления с выравниванием при закрытых дверях во время спус-
ка и с автовыравниванием при открытых дверях.................307
12.2.2 Схема управления с выравниванием при закрытых дверях при подъеме и
при спуске и механические устройства против медленного спуска каби-
ны...........................................................313
13.	ШАХТЫ И МАШИННЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ...............................320
13.1	Шахты.................................................  321
13.1.1 Собственно шахта лифта...............................323
13.1.2 Приямок..............................................328
13.1.3. Верхняя часть шахты.................................332
13.2	. Машинные помещения....................................333
ЛИТЕРАТУРА...................................................336
ПРИЛОЖЕНИЕ...................................................338
346
Учебное пособие
Архангельский Г.Г., Бабичев С.Д, Ваксман М.А.,
Котельников В.С.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ЛИФТЫ
под редакцией Г.Г. Архангельского
Компьютерный набор и верстка Д.А. Матвеев
Лицензия ЛР№ 0716188 от 01.04.98. Сдано в набор 17.06.2001.
Подписано к печати 15.02.2002. Формат 70x100/16. Бумага офс. № 1. Гарнитура Таймс.
Печать офсетная. Усл. 22 п. л. Заказ № 5771. Тираж 4000 экз.
Издательство Ассоциации строительных вузов (АСВ)
127337, Москва, Ярославское шоссе, 26
тел., факс 183-57-42
e-mail: iasv@norma.ru
Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленных диапозитивов
в ППП «Типография «Наука» 121099, Москва, Шубинский пер., 6
ДЛЯ ЗАМЕТОК