电梯结构原理与安全保护装置（三）--导向系统
导向系统功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只沿着各自的导轨作升降运动，使两者在运行中平稳，不会偏摆，如图2—52所示。
图2—52 电梯总体的导向系统和重量平衡系统
1—曳引机；2—承重梁；3—导向轮；4—曳引绳；5—轿厢导靴；6—开门机；7—轿厢；8—对重导靴；9—对重装置；10—防护栏；11—对重导轨；12—缓冲器；13—限速器张紧装置；14—限位开关；15—轿厢导轨；16—补偿链；17—安全钳嘴；18—曳引绳；19—限速器；20—控制柜；21—极限开关
有了导向系统，轿厢只能沿着左右两侧的竖直方向的导轨上下运行。
对重只能沿着位于对重两侧的竖直方向的导轨上下运行。所以电梯的导向系统，包括轿厢的导向和对重的导向两部分。
不论是轿厢导向和对重导向均由导轨、导靴和导架组成，如图2—53、2—54所示。
图2—53 轿厢导向系统(立面图)
1—导轨；2—导靴；3—曳引绳；4—轿厢；5—导轨架；6—安全钳
图2—54 对重导向系统(立面图)
1—导轨；2—对重；3—曳引绳；4—导靴
导向系统是使轿厢和对重顺利地沿着各自的导轨平稳地上下运动，轿厢和对重是通过曳引钢丝绳分别挂在曳引机的两侧，两边就形成平衡体，起到相对重量平衡作用。
另外，连接轿厢和对重的曳引钢丝绳，如楼层高，钢丝绳长，自身的重量增多，通过连接在轿厢底和对重的补偿链(见图2—52中的补偿链)起着两边重量平衡的补偿作用。这样，导向系统配合了重量平衡系统，从而保证了电梯曳引传动的正常，运行的平衡可靠。
综上所述，导向系统的主体构件是导轨和导靴；重量平衡系统的主体构件是对重和补偿链(绳)。
一、导轨
1．导轨的种类和规格
(1)导轨的横截面(断面)形状
一般钢导轨，常采用机械加工方式或冷轧加工方式制作。常见的导轨横截面形状如图2—55所示。
图2—55 导轨及其横截面形状
电梯中大量使用的“T”形导轨如图2—55(a)所示，但对于货梯对重导轨和速度为1m／s以下的客梯对重导轨，一般多采用“L”型(图2—55(b))导轨(规格为L75×75×8～10)。
如图2—55(c)(d)(e)所示，常用于速度低于0．63m／s的电梯，导轨表面一般不作机械加工。
图2—55(f)(g)所示为一次冷轧成型的导轨。
(2)T型导轨的规格
T型导轨是电梯常见的专用导轨，具有良好的抗弯性能及良好的可加工性能。
T型导轨的主要规格参数，是底宽b、高度h和工作面厚度k，如图2—56所示。我国原先用b×k作为导轨规格标志，现已推广使用国际标准T型导轨，共有十三个规格，以底面宽及工作面和加工方法：即以“b／加工方法”作为规格标志。
图2—56 T型导轨横截面
2．导轨的安装
(1)导轨的连接
架设在井道空间的导轨是从下而上，由于每根的导轨一般为3～5m，因此必须进行连接安装，连接工艺在安装时，两根导轨的端部要加工成凹凸形的榫头与榫槽楔合定位，底部用连接板将两根固定，如图2—57所示(表示两根导轨端部连接后的正立面图与侧立面图)。
图2—57 导轨的连接
1—上导轨；2—下导轨；3—连接板；4—螺栓孔
(2)导轨的固定
导轨不能直接紧固在井道内壁上，它需要固定在导轨架上，固定方法一般不采用焊接或用螺栓连接，而是用压板固定法，如图2—58所示。
图2—58 压板固定法
1—压板；2—导轨
压板固定法，用导轨压板将导轨压紧在导轨架上，当井道下沉，导轨因热胀冷缩，导轨受到的拉伸力超出压板的压紧力时，导轨就能作相对移动，从而避免了弯曲变形。这种方法被广泛用在导轨的安装上，压板的压紧力可通过螺栓的被拧紧程度来调整，拧紧力的确定与电梯的规格，导轨上、下端的支承形式等有关。
二、导轨架
(一)导轨架的作用及其种类
1．作用
导轨架作为导轨的支承件，被安装在井道壁上。它固定了导轨的空间位置，并承受来自导轨的各种作用力。
2．种类
导轨架有各种形状，常见的有山形导轨架、L形导轨架、框形导轨架等三种。
图2—59 导轨架种类
a．山形导轨架(轿厢导轨架)；b．L形导孰架(对重导孰架)；c．框形导轨架(轿厢、对重导轨共用架)
(1)山形导轨架：如图2—59(a)所示，其撑臂是斜的，倾斜角常为15°或30°，具有较好的刚度。这种导轨架一般为整体式结构，常用作轿厢导轨架。其平面示意图如图2—60所示。
图2—60轿厢导轨架
1—导轨架；2—轿厢T形导轨
(2)L形导轨架：如图2—59(b)所示，这种导轨架结构简单，用于对重的导轨架。其平面图示意如图2—61所示。
图2—61 L形导轨架应用
1—导孰架；2一对重T形导轨
(二)导轨架的固定与安装方法
1．用地脚螺栓
将尾部预先开叉的地脚螺栓固定在井壁中，埋深度不小于120mm，然后将导轨架旋紧固定，如图2—63所示。
(3)框形导轨架：如图2—59(c)和2—62所示。
图2—62 框形导轨架应用
1—导轨架；2—对重T形导轨；3—轿厢T形导轨
图2—63 用地脚螺栓固定
1—导轨架；2—地脚螺栓
2．用膨胀螺栓
以膨胀螺栓代替地脚螺栓，不需预先埋入，只需在现场安装时打孔，放入膨胀套筒螺母，然后拧入螺栓，至螺栓被胀开固死即可，因此具有简单、方便、灵活可靠的特点，是目前常用的一种方法，如图2—64所示。
图2—64 用膨胀螺栓固定
1—导轨架；2—膨胀螺栓
地脚螺栓法和膨胀螺栓法，
一般用于整体式导轨架。为了调整架的高度，允许在撑臂与墙面之间加金属垫板，但当垫板厚度超过10mm时，应与撑臂焊成一
3．预埋钢板弯钩
预先将钢板弯钩按导轨架安装位置埋在井道壁中，在安装时将导轨架焊在上面。为了保证强度，焊缝应是双面的。如图2—65所示。
图2—65 预埋钢板弯钩
1—导轨架；2—钢板弯钩
4．用螺栓穿入紧固
当井道壁的厚度小于100mm时，以上几种方法都不能采用，这时可采用螺栓穿过井道壁，同时要在外部加垫尺寸不小于100×100×10mm(长×宽×厚)的钢板，如图2—66所示。
图2—66 螺栓穿入紧固
1—导轨架；2—螺栓；3—钢板垫
5．预埋导轨架
在土建时，井道壁上预留埋入孔，然后
在安装时将导轨架端部开叉埋入，深度不小于120mm。如图2—67所示。
图2—67 预埋导轨架
1—导轨架：2—井道壁
三、导靴
导靴的凹形槽(靴头)与导轨的凸形工作面配合，使轿厢和对重装置沿着导轨上
下运动，防止轿厢和对重运行过程中偏斜或摆动，如图2—68所示。
图2—68 导靴与导轨配合
1—导靴；2—导轨；3—轿架或对重架；4—导靴凹凸槽；5—导轨凸形工作面
导靴分别装在轿厢和对重装置上。轿厢导靴安装在轿厢上梁和轿厢底部安全钳座(嘴)的下面，共四个，如图2—69所示。对重导靴是安装在对重架的上部和底部，一组共四个，如图2—70所示。实际上导靴是在水平方向固定轿厢与对重的位置。
图2—69 装在轿厢上的导靴
1—轿厢；2—导靴；3—轿厢上梁；4—安全钳座(嘴)
图2—70 装在对重装置上的导靴
1—对重装置；2—导靴
一个导靴一般可以看成是由带凹形槽的靴头、靴体和靴座组成，如图2—71所示。简单的导靴可以由靴头和靴座构成。靴头可以固死的，也可以流动(滑动)的；靴头可以是凹形槽与导轨配合，也可以用三个滚轮与导轨配合运行。
图2—71 导靴的组成
1—导靴头；2—导靴体；3—导靴座
由于固定式导靴的靴头是固死的，没有调节的机构，导靴与导轨的配合存在一定的间隙，随着运行时间的增长，其间隙会越来越大，这样轿厢在运行中就会产生一定的晃动，甚至会出现冲击，因此固定式导靴只用于额定速度低于0．63m／s的电梯。
1．弹性滑动导靴
弹性滑动导靴由靴座、靴头、靴衬、靴轴、压缩弹簧或橡胶弹簧、调节套或调节螺母组成，如图2—72所示。
图2—72 弹簧式滑动导靴
1—靴头；2—弹簧；3—尼龙靴衬；4—靴座；5—导轨；6—靴轴；7—调节套
弹簧式弹性滑动导靴的导靴头只能在弹簧的压缩方向上作轴向浮动，因此又称单向弹性导靴。
弹簧式滑动导靴与固定式滑动导靴的不同之处就在于靴头是浮动的，在弹簧力的作用下，靴衬的底部始终压贴在导轨端面上，因此能使轿厢保持较稳定的水平装置，同时在运行中具有吸收振动与冲击的作用。
2．滚动导靴
刚性滑动导靴和弹性滑动导靴的靴衬无论是铁的、钢的或尼龙的，在电梯运行过程中，靴衬与导轨之间总有摩擦力存在。这个摩擦力不但增加曳引机的负荷，而且是轿厢运行时引起振动和噪声的原因之一。为了减少导靴与导轨之间的摩擦力，节省能量，提高乘坐舒适感，在运行速度υ＞2．0m／s的高速电梯中，常采用滚轮导靴取代弹性滑动导靴。
滚动导靴由滚轮、弹簧、靴座、摇臂等组成，如图2—73所示。
图2—73 滚动导靴(上为立面图，下为俯视图)
1—滚轮；2—弹簧；3—摇臂；4—靴座
滚动导靴以三个滚轮代替了滑动导靴的三个工作面。三个滚轮在弹簧的作用下，压贴在导轨三个工作面上，电梯运行时，滚轮在导轨面上作滚动。
滚动导靴以滚动降擦代替厂滑动摩擦，大大减少了摩擦损耗，节省了能量；同时还在导轨的三个工作面方向，都实现了弹性支承，从而对Fx及Fy力都具有良好的缓冲作用。并能在三个方向上自动补偿导轨的各种几何形状误差及安装偏差。滚动导轨的这些优点，使它能适应高的运行速度，在高速电梯上得到广泛应用。
滚动导靴的滚轮常用硬质橡胶制成。为了提高与导轨的摩擦力，在轮圈上制出花纹。滚轮对导轨的压力，其意义与滑动导靴相同。初压力的大小通过调节弹簧的被压缩量加以调节。
应当注意的是，滚动导靴，不允许在导轨工作面上加润滑油，否则，会使滚轮打滑，无法工作。滚轮转动应灵活、平稳、可靠。
对于重载高速电梯，为了提高导靴的承载能力，有时也采用六个滚轮的滚动导靴。滚动导靴可以在干燥的不加润滑的导轨上作，因此不存在油污染，减少了火灾的危险。