电梯层门机械强度有限元分析

电梯层门机械强度有限元分析

葛凯  郁卫飞  沈旭宇 张晓林

江苏省特种设备安全监督检验研究院南通分院

江苏省南通市  226000

摘要：随着时代的发展，技术的不断提高，电梯已经走进了人们的工作和生活中，它已经成为了当代精神文明的象征。电梯门的系统是整个电梯的重要组成部分，许多发生在电梯上的坠梯事件都说明了它对电梯的安全性有很大影响。现代电梯的设计，除了要在构造上达到一定的强度标准，确保使用者的安全性之外，还要在功能上，尽可能地达到最完美的效果。本文论述有关的层门强度指标，并根据笔者多年从事的工作实践，论述检测的方法及应注意的问题，并对检测结果做了简要的介绍。

关键词：电梯；强度有限元；分析改进

作为一种交通工具，它在人类的生活和工作中都是必不可少的。近些年来，由于电梯事故频发，引起了全社会的广泛关注，其运营品质与搭乘安全性备受瞩目，因而对其进行安全性检查已成为一项必要的工作。门系统是电梯的关键部件之一。有数据表明，80%的电梯失效以及70%的电梯安全事故的发生，都是由电梯中的门系统造成的。因而，对其进行适当的检查，可以减少发生的意外几率，保证人们的人身和财产的安全。电梯层门的强度规定是GB7588-20031中新增的一条，它对楼层大门的强度提出了更高的要求，可以有效地避免由于材料的强度不足而造成的楼层大门被挤压或被外力脱落。

一、电梯层门机械强度的标准要求

大量的电梯跌落事故说明，其力学性能直接关系到电梯的整体安全性。作为一种关键构件，它对产品的力学性能有着非常高的标准。《电梯制造与安装安全规范》（GB7588-2003)7.2.3.1中要求：当楼层门处于锁定状态时，各楼层的门之间的锁必须具有足够的力学性能，使其在300 N的静态载荷下，并在5平方米的环形或正方形区域内平均分配，使其永久性的变形不超过1毫米；弹性形变在15毫米以内；实验结果表明，该装置并未破坏其安全性。在此基础上，提出了一种新型的具有良好力学性能的电梯层门，其力学性能达到并超过了国家规定的标准，这样的话，就可以更好的保证电梯的安全性。

二、电梯层门机械强度有限元概述

（一）电梯层门的机械强度有限元的概念

有限元法是用各种手段来研究构件的力学性能，特别是弹性性能。用物理性的方法来研究机器的内在强度，并评价机器的内在结构。该分析方法可作为一种常用的安全评价手段进行评价，从而保证了国内的电梯运行的安全性和稳定性。通过该方式还可以准确地测定出电梯的结构安全及机械强度，并能实现对电梯的检测，而不会造成损伤。

（二）电梯层门的机械强度对我国电梯的重要性

现在电梯的结构，除了机器的强度外，还包括结构的稳定性和安全性，以及电梯的承载能力。一部电梯的结构越好，承载能力越强，能够承载的人也就越多，安全性也就越高。但并不意味着它的力学性能就会变差，它需要适当的开发。只要具备一定的力学性能，就能充分利用。所以，它的力学性能是衡量电梯楼层门质量的主要依据。

（三）电梯层门机械强度有限元存在的问题

在电梯启动的时候，楼层和大门都是用来阻止乘客从非平层进入电梯的，避免掉下来的意外。门的体系通常包括门扇、皮带轮等各部件。其开门在形式上主要包含两个方面，一种是中间开，另一种是侧开。中间开口部分以钢索下滑为主，侧面开口部分则以连接杆为主。为了降低电梯运转时的噪音和门移动时的噪音，通常在门板的后面都会涂抹一种降低噪音的物质，这样才能保证门具有一定的机械强度和弹性。

门头上的皮带轮和门上的滑轨相连，门扇沿着轨道做一次运动，在门体的下方通常安装有滑动器，滑动块插在地槽里只是一个单纯的导向，不会受到外力的影响。在实际的应用中，由于门扇受外力而引起滑动机构的变形，从而对电梯的移动产生了一定的影响，所以在楼层门飞行的情况下，楼层门的强制关闭装置需要对其进行防护，以确保其可以进行适当的关闭。通常情况下，强制关门都是通过弹簧和中间的重量来实现的，当楼层的门偏离了一个平衡的时候，它就会停止对轮子的影响，从而迫使电梯将大门关闭。没有任何外部力量可以打开车门，只有电梯到了某个楼层，门锁才会打开。不然的话，在电梯外面是打不开的，因此，在电梯的费用中，有几种药物是由专门的工作人员来使用的，只有在遇到突发事件的时候，才会使用。

在实际的应用中，因为车门会相互撞击而产生一些损坏，所以，门框与柱子之间，它们的间隙也会越来越大，如果在乘坐电梯的时候，不慎将自己的部分塞进了门缝里面，很可能会对乘员的健康造成伤害。横向推拉门的上、下两层各有一种引导物，在使用的时候很可能会发生一些意外，最坏的可能就是设备锈蚀了。城门在撞击的时候就已经碎裂了，所以这扇电梯并没有起到阻止人坠落的作用。

门锁是电梯里最关键的安全装置，别看它很小，但实际上却是最关键的一环，而且安全性也很高。程门和层门通常使用接触件和挂钩安装在门框上的一种方式。当锁骨相扣时，锁钩上的垫圈就会产生一个连接，在电梯运转的时候，一切费用和楼层的大门都是封闭的，只有用专用的钥匙开关才能打开。电梯必须停在对应的楼层，电梯门才会开启，而在实际的应用中，电梯电路往往会产生一些老化，从而导致安全隐患。在这种情形下，电梯门的关闭，无法通过电力设备进行检验，具有很大的安全风险，所以，在日常维修时，要特别留意电梯门的引导装置能否正确地使用，以降低电梯在使用过程中出现故障的几率。

三、电梯有限元问题存在原因

（一）政府对企业的测算过程检查不明确

由于政府没有对企业进行计量的过程展开详细的检验，所以，在我们国家，对于电梯的测量工作，缺乏了政府的监督，因此，就会引起管理者对电梯的检验程序进行任意的操作，从而使得施工中出现了一些暗箱操作，最终降低了电梯的使用性能。这将导致电梯品牌形象的下滑，从而阻碍了电梯行业的发展，对该行业的经济水平的提升将会产生很大的负面影响。

（二）电梯层门机械强度测算过程的科技不足

目前国内的电梯层门的机器强度测量中，由于利用科学的不充分，导致了在测量的时候，由于机器的应用比较少，所以，在测量的时候，由于设备的科学程度不高，导致了测量的不准确和不稳定，导致了电梯的生产出现了错误，在使用中也有了安全的方面的诸多问题，这样就会减少了对电梯的信任，也不能很好地对电梯的价值进行合理的评价，并且还会导致市场的波动。因此，在电梯层门设计中，存在着一系列的问题。

四、电梯层门机械强度有限元问题的解决对策

（一）政府加强对企业测算过程的检查

国家要强化对企业计量的监督，成立一个专业的机构来监督企业的计量进程，保证电梯楼层的测量的精度和效率，保证国内的测量结果的稳定性，不会有任何的遗漏。只要保障了电梯楼层的质量和安全性，就可以在市面上出售，从而保障人民群众的生命财产。

（二）加强我国的电梯层门科技

要强化国内的电子科学技术，要主动加大对电梯层门的技术的研究，加大投资力度，找到合适的开发队伍，扩大和发展国内的电力科学技术，保证电力科学技术不会被国际上的其它国家甩在后面。只要有了这个品牌，他们就能获得自己的专利和技术，而不用依赖其他国家的产品，也能让电梯的价格，下降一大截。

通过对电梯层门测量技术的改进，来增强测量过程中科学技术的准确性，保证其稳定和安全，从而既能更好地对家电的市场价值进行评价，又不至于引起电梯层门价格上升等不利的原因，从而对其进行更好的评价。

（三）加强我国电梯层门测算管理层内部的党政建设

国家应当建立一个专业的党政建设的有关部门，强化对电梯层门内部管理层的党政相关建设，保证其工作人员廉洁公正、工作热情高和团结合作，提高电能计量程序的准确性，对电梯生产的品质与进度进行培训，增强国内电器在市场上的销量，提高企业的整体经济效益，从而提高国家的经济发展水平。

五、结束语

综上所述，在我国，由于我国的工业水平不断提高，对其安全性的要求也日益提高。电梯门的强度是一项非常关键的性能指标，其强度的检验除了要考虑其自身的力学强度之外，还要考虑到门联锁机构的强度和门的锁定。在检查过程中，必须使用适当的设备，准确地检查电梯楼层的大门的强度。为了更好地满足使用者的要求，确保电梯产品的品质及乘客的人身安全，必须具备相应的测试方法。

参考文献：

［1］GB7588—2017，电梯制造与安装安全规范［S］.