• 沒有找到結果。

產生和傳遞動力,使電梯上落。組成:電動機、鋼纜、纜輪、導向輪、反繩輪。

電動機(曳引與油壓昇降機原理及現代昇降機驅動技術) 一、

(一)、 曳引昇降機

普通昇降機即傳統曳引式昇降機,利用曳引電動機組帶動鋼纜,使昇降機上下及 令平衡錘作反方向移動。電動機組與其他控制組件,一般裝在一個獨立的機房。

由於電動機組在上方時施力最直接,效率高,因此普遍昇降機均把機房設在頂部。

無機房昇降機屬新式的曳引式昇降機,把機房內的機器縮小,搬到機槽頂部,以 省去機房空間,其餘和普通昇降機無異,現時用於中低層運輸。曳引昇降機機器 主要分成兩款,有齒輪曳引機、無齒輪曳引機。

1. 有齒輪曳引機

組成:電動機、聯軸器、蝸桿、減速箱、曳引輪、制動器、飛輪、機座,如圖 3-45 所示。

圖 3-45 有齒輪曳引機 資料來源:電梯資料網,(2010)

有齒輪曳引機為最常見及原始的昇降機曳引機。電動機(摩打)透過聯軸器連接蝸桿,

進入減速箱(牙箱)後,蝸桿的螺旋紋帶動齒輪(牙),齒輪連接曳引輪(纜轆)帶動鋼 纜,如圖 3-46 所示。透過快速轉動的電動機配合減速箱,可為昇降機提供強大動 力。

圖 3-46 昇降機曳引機 資料來源:電梯資料網,(2010)

制動器利用彈簧夾緊制動輪,防止昇降機移動;在單速、雙速機亦用以平層時剎 停昇降機。當昇降機需要上落,電磁鐵會將制動器推開。現時法例要求每個制動 器都有兩個制動裝置(迫力皮),而它們也需各有感應器,當任何一個制動裝置有問 題時,可使昇降機停止運作,確保昇降機不會不受控制地上落。在單速、雙速機 會裝上飛輪,使速度轉變時更平順。優點:造價較低,維修簡單,負載能力較高。

第三章 昇降機設備功能及組構

缺點:較佔用空間、需定時為減速箱換油及檢查漏油情況、齒輪有損蝕會造成剎 車時上下搖動。

2. 無齒輪曳引機

組成:電動機、曳引輪、制動器、機座,如圖 3-47 所示。

圖 3-47 無齒輪曳引機 資料來源:電梯資料網,(2010)

因機械科技日益進步,無齒輪曳引機的發明改變了昇降機市場。由於電動機、曳 引輪及制動輪同為一體,故省卻了不少零件,操作更順暢,而且不同設計的無齒 輪曳引機更可用於高速機、無機房等較特殊機種。優點:節省空間,穩定耐用,

不同大小能配合大部份場合需要。缺點:造價較高、負載能力有限。

3. 油壓昇降機

電動機透過油作為介質,推動機廂上升,而機廂下降時則採用機廂本身的重量把 油泵回。油壓昇降機機房在下較佳,但設在其它地方影響亦不大。由於速度慢、

運輸距離短,漸漸被無機房昇降機所取代。組成:電動機、油泵、控制閥組、管 道和油壓臂,如圖 3-48 所示。電動機透過油泵,將油由油缸,經過管道輸送至昇 降機道內的油壓臂,使昇降機上升;昇降機透過其機廂重量使自身下降,並將油 輸回油缸。控制閥組由不同功用的控制閥所組成,控制油的輸送方向、流量等。

優點:機房位置有彈性、載重量高。缺點:非常耗電、速度緩慢、表現較不穩定。

圖 3-48 油壓昇降機 資料來源:電梯資料網,(2010)

在無機房昇降機出現前,所有昇降機均需要設立機房以容納機器,一般曳引昇降 機會設在昇降機道上方,如圖 3-49 所示。油壓昇降機就沒有此限制,機房位置甚 有彈性。由於油是經油管傳送,故此機房可離電梯較遠,亦不再局限於頂層,如 圖 3-50 所示。而且構造簡單,價格便宜。

圖 3-49 機 房 圖 3-50 天 橋 昇 降 機 資料來源:電梯資料網,(2010)

第三章 昇降機設備功能及組構

此技術容許製造出載重能力極高的機種,只要增加油壓臂數目及容積,就能增加 載重。本港有油壓昇降機可同時載 600 人。可是受技術限制,缺點也不少,運行 速度緩慢,速度不會快於 1m/s,運行高度亦不可超過 20m。由於速度緩慢,部份 油壓昇降機會張貼告示,請乘客耐心等候。昇降機閒置一段時間後,油缸內的油 溫會變冷,昇降機會略為下沉;再次起動時溫度會上升,亦影響行機的質素(例如 平層不準確)。而電能轉換動能效率低,十分耗電及發出高熱,很多油壓昇降機機 房需設置空調系統以冷卻環境,以免過熱而壞機。

4. 結構

油壓傳動系統取代了曳引昇降機的曳引系統,其它結構與曳引昇降機無異,如圖 3-51 所示。在機房內,電動機連接油泵,而油缸、油泵、控制閥、油壓臂,利用 管道相連,組成油壓傳動系統,如圖 2.43 所示。

圖 3-51 油壓昇降機結構及各控制閥 資料來源:電梯資料網,(2010)

5. 油缸、電動機、油泵

油缸盛載運行所需的油。油泵就如曳引昇降機的曳引輪,同是利用電動機作為動 力來源,把油輸送至油壓臂。一般來說,油泵和電動機運行噪音十分大。巧妙地,

解決方法就是將油泵、電動機利用懸吊方式,浸沒在油缸的油內,利用油來隔音。

6. 控制閥

控制閥控制油的流量、方向、壓力,對昇降機的運行(起動、全速、平層、靜止)、

安全、緊急操作有直接關係,是油壓傳動不可或缺的部份。它們的開關由電磁所

控制,從控制櫃接收訊號以決定其開關情況。

7. 管道

連接傳統系統所有設備,可採用鋼管或柔性軟管。其安全系數(即最高負重而不致 損毀)最少為 8 倍額定負載,而管道接駁位置的安全系數也需 5 倍。

8. 油壓臂

油壓臂包括主體及柱塞(活動部份),由油缸泵來的油,令柱塞上升,從而使昇降機 上升,反之亦然。主體及柱塞一般使用厚壁鋼管製造,承受機身重量。而柱塞表 面平滑,以在伸縮時配合主體開口的止油裝置,防止油溢出。

(二)、 運作 1. 上行

早期的油壓昇降機或會如交流雙速機一樣,電動機設有兩個速度。起動時,當電 動機全速運作並開啟「主開關閥」,油便會被泵至油壓臂。平層時,以慢速運行,

直至到達時關閉「主開關閥」,電動機停止。現時的電動機運作時只會保持一個速 度,而控制上升速度就交由「旁路節流閥」負責。剛起動時,「主開關閥」開啟,

「旁路節流閥」開至最大,油泵泵出的油,多數經「旁路節流閥」返回油缸,只 有少量泵至油壓臂。然後,「旁路節流閥」漸漸關閉,使泵到油壓臂的油量增至最 多,昇降機全速上升。減速時,「旁路節流閥」再次慢慢開啟,使昇降機漸漸減速 平層,最後關閉「主開關閥」、電動機停止。

2. 下行

下行就相對簡單,電動機無需開動,只靠昇降機的重量把油壓臂內的油,壓回油 缸。起動時,「下行方向閥」和「主開關閥」漸漸打開至最大,昇降機的重量使其 加速,並全速下降。減速則慢慢關閉「下行方向閥」,平層後「主開關閥」關閉,

昇降機靜止。

3. 緊急情況

若昇降機因故障,需盤動昇降機返回最接近層站,通常都會按下「手動下降閥」,

使油慢慢流回油缸。但如出現安全鉗作用、或超越了最低層(俗稱打下樁),就需搖

第三章 昇降機設備功能及組構

動「手動上升泵」的手柄,但因十分耗力及需時,通常盡量都不使用。

4. 安全保護

因為油壓昇降機利用油作為傳動介質,若油管壓力過大,或任何原因引致該些油 大量洩漏,就有機會發生昇降機不受控制下墮的情況。故此,相應的安全閥門應 用在油壓昇降機上。「壓力釋放閥」防止在泵油時,因油管阻塞或昇降機被阻礙,

而無法移動昇降機,致油管壓力過大爆裂。若壓力被測得超過正常運作標準,即 達到「額定負載壓力 x140%」,「壓力釋放閥」自動打開,讓油返回油箱。「管道破 裂安全閥」緊靠油壓臂,並直接焊接,正常運行應該長期開啟。當昇降機下降速 度超過「額定速度+0.3」米/秒,不論是否因管道破裂,都要立即關閉以制停昇降 機。若有多於一枝油壓臂,每枝油壓臂都需獨立裝設,並且能同時運作。「單向限 流閥」則是「管道破裂安全閥」前身,安裝方法相同,而下行的油流量,使昇降 機不會超越前述速度。「安全鉗」需裝在有鋼纜帶動的油壓昇降機,因鋼纜有機會 斷裂,運作原理與曳引昇降機的安全鉗一模一樣。直頂式就無需裝設,因上述安 全閥已能代替。

5. 現時情況

隨著無機房昇降機興起、表現又比油壓機好,將會漸漸被取代。客用昇降機現時 已甚少安裝;大型的油壓昇降機(如貨運、車輛昇降機)及輪椅昇降機則仍有安裝。

(三)、 現代昇降機驅動技術

百多年前的昇降機,驅動方式多樣化,包括柴油、蒸氣機水力或人力等。現代的 昇降機已全數使用電力驅動,如表 3-1 所示。除了無機房之外,全部也需要機房。

曳引昇降機通常在機道的上方設置,利用曳引電動機,連接平衡錘裝置(鉈)和機廂。

受成本影響,甚少設在其它位置機房。至於油壓昇降機的機房就多在最低層。在 不同年代所安裝的昇降機,會用上不同技術以控制其速度,如圖 3-52 所示。

圖 3-52 昇降機驅動技術年代 資料來源:電梯資料網,(2010)

表 3-1 昇降機各類型狀態

類 型 省 電 程 度 維 修 舒 適

交流直接驅動(AC DOL) 好 一般 差

直流(DC) 差 複雜 較佳

調壓調頻(VVVF) 佳 簡單 佳

無機房(Machine-Room-Less) 佳 麻煩 佳

油壓(Hydraulic) 極差 簡單 一般

資料來源:電梯資料網,(2010)

導向系統 貳、

限制機廂和平衡錘在特定範圍穩定地移動。組成:導靴、導軌、導軌架。

機廂 參、

機廂用以承載乘客或貨物上落。組成:機廂框架、機廂、秤重裝置。

門系統 肆、

分隔層站、機廂、機道,防止意外發生組成:內門板、外門板、門導軌、地砵、門 鎖、內外門連動裝置、開門機(內門)、保險刀、光學感應、自動關門裝置(外門)。