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升降機技術資料

升降機的基本構造

更新日期:2017年2月17日

嗚謝各網友提供資料

 

升降機的不同部份

升降機可以三種不同部份來劃分:

兩大技術部份:機械、電氣。

四大安裝部份機房井道、層站機箱

八大工作系統曳引系統導向系統機箱門系統平衡系統

       驅動控制系統操作控制系統安全保護系統

視乎機種,部份升降機未必擁有以上某些項目,以普遍曳引升降機作參考

 

八大工作系統所包括的部件

- 曳引系統

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

- 導向系統

限制機廂和對重在特定範圍穩定地移動。
組成:
導靴導軌、導軌架

- 機箱

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

分隔層站、機箱、井道,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)

- 平衡系統

對重平衡機廂重量及負載,減低電動機負荷
組成:
對重補償纜/鏈

- 驅動控制系統

提供電力予電動機,驅動升降機及控制其速度
組成:供電系統、
驅動箱電動機

- 操作控制系統

提供升降機電氣方面所需功能,如接收訊號、控制、與其他升降機溝通等
組成:
控制櫃選層器、位置傳感器人手控制箱

- 安全保護系統

針對不同安全風險而設,保證升降機安全使用,防止任何傷亡或嚴重事故
速度距離限制:
限速器安全鉗緩衝器鋼纜制動器安全限位感應器
其他安全線路:緊急停掣秤重裝置、電動機過荷保護、相序保護、斷纜掣、救生窗掣
安全相關部件:警鐘、對講機、安全碰邊等

 

普通升降機結構圖

升降機結構圖
(附英文及行內述語列印版)

以下就以四大安裝部份,來看看整個升降機所包括的部份:

請按圖中文字,以檢視相關部件的詳情

 

緊急停掣

升降機不同部份均設緊急停掣(或稱停機掣、紅掣),形式為按下停機,拉出放行,以保障維修人員安全。

設有緊急停掣部份:機房轉動部件附近、機箱頂部及底部、機槽底及最底層井道入口。

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升降機機房

機房為升降機的控制及動力系統的所在之處,升降機系統在此,接上由大廈所提供的三相交流電。

近年,無機房升降機漸趨普遍,但基於技術限制,有機房升降機仍然主導市場。

1. 控制櫃

控制櫃內裝有控制版,有如升降機的大腦,控制升降機運行速度及方向、接收樓層、機內按鈕訊號、開關門等等,並配合同組升降機(如有)作群組控制。

舊式控制櫃上一般會裝設多個繼電器(一般稱為索掣/拍仔)控制升降機的運作,現時多由集成電路控制。

在無機房電梯,控制板分別設於最頂層門外及井道頂層,頂層門外的一部份較小型,放置較常調校零件及人手操作上落按鈕,而井道頂層的一塊較大型,用作放置較大的零件及供電之用,所佔空間因而縮小。

部份較大型的升降機系統會另外設置控制系統作群組控制。

舊式控制櫃
新式控制櫃

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2. 限速器

限速器為升降機的安全裝置,顧名思義,防止升降機超速運行而引起意外,此裝置多裝在機房,但有部份會裝在井底,保險纜連接限速器,並在井的另一端扣好,由升降機箱帶動運作。

限速器都用離心力來運作,機箱帶動保險纜令限速器轉動,當轉動器件超過所設定速度時,轉動器會被鎖上,限速器的安全掣亦會按下使機器停止動能。保險纜停止而升降機仍在移動時,便會帶動安全鉗令升降機停下。若井底下方仍有其他空間(如走廊、商場入口、房間),對重亦要裝上限速器。

早期的限速器會控制安全鉗直接把機箱剎停,乘客就會因此困升降機,較為不便,新一代的安全鉗,可在超速時把訊號傳到控制板令升降機減速,若及時減速限速器會被釋放,若未有減速,就會透過裝在機箱的安全鉗剎停升降機。

沒有鋼纜的油壓升降機不需裝設限速器。

雙向限速器
設於槽底的限速器

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3. 樓層選擇器(選層器)、位置傳感器

早期的繼電器升降機利用樓層選擇器,透過專用的"鋼片"連接機箱,在機房做出一個運行模型,模型中的構件與機箱同步行走,從而得悉升降機的位置及控制平層。因該模型一般會以一定比例(約1:60)制造,故平層精準度容易有偏差。

早期的選層器
選層器所用的鋼片

後期的繼電器升降機,所配備的選層器較細小,並且以層站數目為單位,由井道上每層的感應器傳送信號,令選層器逐格上落。因其並非以距離作單位,故有機會出現"走亂樓層"情況,亦即系統得悉的樓層與實際不同,只要將升降機上落全程就可解決。

選層器中間部份會隨升降機位置走動

較新的升降機不設選層器,並利用位置傳感器平層鐵片底層/頂層撞掣以得悉位置。

位置傳感器:即時監察升降機速度和行走距離,計算加減速時間,並在接近樓層時交予鐵片作平層。
平層鐵片:安裝於井道內每一層,於接近樓層時由裝在機箱的感應器接收以提供精準平層。
底層/頂層撞掣:讓升降機重置後(維修/停電),走到底層/頂層以確認位置。

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4. 蓄電池

電力中斷時,提供緊急照明予機箱及機房(方便拯救被困人士)、警鐘、對講機。

升降機所用的電池款式

部份新升降機甚至會裝上大容量電池,使升降機能在停電時駛至最近層站開門。

不斷電(UPS)緊急電源裝置

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5. 對講機

法例要求所有新升降機需設有對講機,讓被困升降機內人士、機房維修人員、大廈管理處(若沒有,則設在主層站外)互相通訊。

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6. 機房門

供維修人員出入機房之用,機房門外需附有警告字句,禁止擅自進入。現有條例規定,機房門須向房外開啟,門鎖需設計成對外鎖上,內進需用鎖匙,但外出無需鎖匙。

機房門口的警告字句
一設於地底的機房

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7. 電動機

驅動升降機運行,請參閱曳引與油壓升降機原理現代升降機驅動技術分頁。

舊式電動機體積比較大

現時法例已規管電動機裝上保護罩。

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9. 纜輪、導向輪

由於電動機的曳引輪直徑不長,透過靠近電動機的纜輪可讓鋼纜在機箱以上,和對重以上,都能垂直。

導向輪能遷就不同的牽引比、機房位置等因素而額外加設,以保持鋼纜垂直和在指定位置行走。

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10. 盤機設備

包括制動器釋放夾、盤機輪。當升降機在非停站位置困人,且不能用電力移動升降機時,維修人員可透過此裝置,把機箱手動移到層站放人,需由一名維修員盤機、另一位維修員配合制動器釋放夾使用。

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11. 滅火器

升降機乃重型機械,維修時難免涉及燒焊等容易著火的工程。由於電器房不能裝自動灑水器,一般會設置減火筒或滅火沙,也有部份裝上FM200滅火系統(例如部份地底升降機房),以保障機房內外人員的安全。

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12. 鋼纜制動器

若升降機有安全故障發生、升降機移動會釀成事故(如停電、制動器失效、制櫃失靈、升降機內門意外打開)時固定鋼纜,避免機箱移動造成意外。

作用時,油壓唧會啟動鋼纜制動器,若因而造成乘客被困而且無法電動釋放,維修人員就需遵從機房指引以人手釋放,升降機方可移動。

此項裝置現時屬附加,惟政府正考慮立例為所有升降機裝上。

鋼纜制動器
作用時的閃燈提示

制動和釋放過程

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13. 機房通風

由於機器運作會發出熱力,機房需有其獨立的通風系統,亦有指引建議機房不應超過攝氏40度。油壓升降機更大多設有空調。

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14. 吊勾/工字鐵

機房頂每部升降機設備上方必需設有吊勾或工字鐵,並需有清晰指示"安全負重S.W.L."(Safe Weight Load),以供吊起摩打等設備。

常見的吊勾和工字鐵

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升降機井道

井道是供升降機箱運行的地方,除維修外,必需對外隔絕以免危險。

1. 升降機外門

防止人跌入升降機井道,供人進入停站的升降機。

外門設有自動關閉裝置(如彈簧或鐵塊),而且設有機械鎖以保持機門緊閉。外門並附有聯鎖電路,若外門因任何原因(升降機在平層範圍除外)意外開啟,升降機便會即時停下。

請參閱升降機的機門分頁。

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2. 安全限位感應器(過籠掣)

升降機箱必須與井頂及井底保持距離,以免撞上。過籠掣負責感應升降機有否超出運行區,若超出運行區,便會以急停方法停止升降機,部份機種需要維修人員重置,或透過遠端控制來恢復運作。較高速升降機設有多重過籠掣,以供不同速度下制動。

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3. 井底緩衝器

當升降機機箱因種種原因不能停止時,而撞向井底時,井底緩衝器為最後一防線,加長撞擊時間,減低作用力,使機箱及乘客傷害減少。若井底下方仍有其他空間(如走廊、商場入口、房間),對重亦要裝上井底緩衝器以免撞穿井底。

低速升降機的井底緩衝可以是一條/數條大彈簧,高速升降機則是油壓柱。

升降機撞上緩衝器屬嚴重故障,因此升降機會停止運作。

一些高速升降機會特別加強井底緩衝器,例如額外裝上一次性的緩衝器。

油壓式緩衝器
彈簧式緩衝器

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4. 導軌(線條)

裝設在升降機的運行範圍,就如火車的路軌,配合導靴引導升降機在適當地方穩定運行。

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5. 對重

抵消「機箱重量+50%的額定載重量」,減少能源需要及對驅動系統的損耗,油壓升降機不適用。

在一些預計長期低/高用量的升降機,對重重量或會調整至「機箱重量+40%或60%的額定載重量」

無機房升降機的對重

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6. 井底爬梯、井底門

供維修員出入升降機井底之用,井底爬梯連接最底層站升降機門,維修員需爬梯進入,梯側需另設停機掣讓維修人員按下。

井底門則不用爬梯,比較安全及方便,因此法例建議採用。

井底門和機房門一樣,門外需附有警告字句,禁止擅自進入。

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7. 鋼纜

連接升降機機箱、驅動系統及對重,油壓升降機也許沒有鋼纜。

鋼纜由數以百條鋼絲繩組成,以提供柔軟、耐用及堅韌。

升降機鋼纜的安全系數最少為10,代表所用鋼纜,需能承受最少10倍滿載的負荷。

鋼纜不能只有一條,即至少要裝上兩條。

部份升降機有其獨特的鋼纜,例如鍊型鋼纜,扁型鋼纜。

鋼纜結構
鋼纜量度方法

鋼纜固定方法

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8. 隨行電纜(花線)

提供機箱內所需的電力,控制機箱上各部件的運作,一般會由機箱懸吊到設在井道中央的接線箱,然後接到機房。

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9. 補償纜/鏈

規定秒速超過2.5米的升降機裝上。

在長程升降機中,機箱在高層或低層站時,因鋼纜本身有重量,對重和機箱所拉出的鋼纜長度極為懸殊令驅動機的負荷上升。

補償纜可補償這種情況,原理是把補償纜一端裝在機箱底下,而另一端則裝在井道或對重下,補償兩邊行機鋼纜的重量差距。

補償纜可加強高速升降機機箱的穩定性。

其中一款補償纜

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10. 樓層按鈕

供人在樓層召喚升降機之用,一般分為輕觸式、微動式和機械式三種。

輕觸式:透過人體電流、雜波信號等方法感應,用者按下時,按鈕並不會動,最耐用

機械式:最便宜及常用的按鈕,用者按下時接通電路,耐用性一般

微動式:又稱為薄膜式,實際原理與機械式相同,但電路器件較薄,靈敏度高,可是較不耐用

請參閱升降機的按鈕演變分頁

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11. 樓層顯示屏

顯示升降機當時所在位置,非必須裝設。

請參閱升降機的顯示屏分頁。

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12. 井道救生門

在升降機不停站的位置裝設,方便意外救援,任何救生門或層站之間距離不得超越11米(約三層)。

救生門形式可以是一道完整升降機門,或一個小門。門鎖和機房門一樣,需對外上鎖,對內自由開啟。

小門,足夠一個人進出
完整升降機門,機外沒有按鈕

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13. 井道照明燈

井道頭尾半米及每隔最多7米需裝上照明燈,供維修人員使用。

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14. 井道通風

井道需有通風窗口,提供新鮮空氣予機箱內乘客。

升降機運行時的活塞效應能有效帶動通風。

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升降機機箱

機箱用作接載乘客或貨物。

1. 機箱框架

升降機機箱一般由工字鐵焊成,較大型的工字鐵先焊成一個框架,橫向放入機箱,用以支撐整個機箱,並連接鋼纜或滑輪,然後在框架底部焊上多條工字鐵,並以橫陣加固,便成為地台,最後把機箱四面用鐵板或玻璃包起,並預留開門位置,便能成型為一個機箱。當然,還要作外觀上的裝修。

裝上工字鐵、鐵板的數目和型式,按升降機用途而定,載貨升降機一般會把地台加固,避免重量過度集中,壓爛地台。

製造及安裝一個新的升降機機箱,佔整部升降機價錢一半,因此,部分更換升降機工程會保留舊機箱,並於翻新後供新機使用。

機箱大小和載客量有一定關係,若機箱較大,升降機的載客能力必須較高。

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2. 導靴(雞蘇)/飛機轆

多隻連接機箱的導靴包圍住導軌,固定及平衡機箱的,限制著機箱的運行範圍,可分為導靴及飛機轆兩種

導靴:用鐵片圍繞著導軌,鐵片和導軌間裝有供摩擦用的物質(如塑膠),需定時更換,為減低摩擦力,導軌上裝有潤滑油箱,在行駛時塗上潤滑油,用在較慢的升降機及載貨升降機。

飛機轆:正式名稱為「滾輪導靴」,用多個滾輪夾著導軌三面,不用加潤滑油,多用在較快的升降機,成本較高,部件亦較多,但可提供較穩定舒適的運行環境。

導靴,其上方油箱供接觸面潤滑之用
滾輪導靴

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3. 升降機內門系統

屏閉機箱,使機箱內的人不能和機外接觸產生意外。

內門上設有閘鎖以確保不能隨意打開,若強行被打開,升降機便會停下。

在自動門升降機上,內門裝上了電動機,以門臂帶動機門開關;以及連接外門的門刀,連接外門一併移動,並附防夾裝置(如安全碰邊),避免自動關門時夾人。

請參閱升降機的機門分頁。

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4. 護腳板

防止升降機未停定而開門時,腳部意外夾進外門與機箱底空隙,甚或停層不準時,有機會由層站意外進入機底而跌入機槽。

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5. 機箱救生門

此門設計只可由機箱頂打開而不能由機內打開。

遇上故障時,救援人員可打開此門,把乘客帶離機箱,並從井道其它出口離開。

兩部相鄰的升降機可裝在機箱側,遇上故障時透過另一未故障升降機機箱救援。

當機頂救生門開啟後,升降機的警鐘會一直響起。

升降機頂設有救生門

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6. 機箱滑輪

為配合不同曳引比,部份升降機機箱頂/底部可能會裝上滑輪供鋼纜走動。

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7. 機箱內按鈕

除了必須安裝的開門及警鐘按鈕之外,機箱按需要而裝上樓層按鈕供乘客選擇所往樓層(升降機智能分配系統除外),按鈕構造和井道上的樓層按鈕一樣,部份會設有維修掣、手動控制等按鈕(可能會鎖上)。

請參閱升降機的按鈕演變分頁

打開了的操控面板

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8. 機箱顯示屏

顯示升降機的位置,部份可顯示其它資訊。

請參閱升降機的顯示屏分頁。

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9. 超載感應

避免升降機載上過多乘客,感應裝置多裝在機箱框架,感應機箱內的重量。

亦有些裝在機房、機箱頂等位置,裝在機箱樓板下的款式較能直接感應到載客情況,較為準確。

機箱內超載燈號

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10. 安全鉗

超速時由限速器所控制以剎停升降機。橫跨地裝在框架橫樑。

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11. 機頂控制箱

不同控制箱可控制機箱內不同微細事項,如調較燈光、機門速度等,及供維修人員在機頂以檢修模式控制升降機運行。

機頂控制部件

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12. 機箱照明

除正常的照明外,需附有緊急照明。

部份機箱照明會隨升降機運行變化,常見於觀光升降機,在運行時調暗燈光以供人觀賞夜景。

機箱內照明系統
一款常見緊急照明燈,只在斷電時亮著

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13. 機頂照明

供維修人員於機頂工作時使用。

機頂照明及電源插座

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14. 機箱通風

機箱頂部或底部設有通風口,並設有風扇/空調來調節空氣流通。

只有為數極少的機箱不帶通風設備,只有通風口。

裝在機頂的風扇在機頂逃生門開啟後會自動停止運作。

此機裝有風扇

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15. 機頂護欄

法例規定機頂必需裝設護欄及踢腳板,規格與建築工地護欄相同。

機頂三邊都裝設護欄,防止工人下墜

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