《电梯结构原理及安装维修》第二章 第四节 电梯的开关门系统

一、概述

电梯开关门系统的机械部份由轿门、层门和开关门机构组成，它是电梯设备的重要安全设施之一。轿门、层门和开关门机构是乘用人员乘用电梯时首先接触的部件，其外观和开关门效果的好坏会给乘员留下深深的印记。因此，相关各方都非常重视门动系统的制造、安装、维修保养质量与管理工作。但电梯轿门、层门和其开关门系统一直是造成乘用人员人身伤害事故的处位，尽管所发生的人身伤害事故，大多与乘用人员乘用电梯时的安全知识不足和管理人员管理不当有关。因此提高开关门系统的安装维修保养与管理质量仍是一个长期的任务。由于轿门和层门的开关频率高，客观环境因素影响大，经常不能按规定要求将门关闭好，造成电梯不能正常运行的情况比较多，所以电梯轿门和层门有鬼门关之说。近几年来，随着人们对电梯轿门、层门和开关门系统的重视，随着交流电机VVVF 和永磁同步电机VVVF拖动、无连杆同步带传动的开关门系统相继研发成功，开关门系统的运行可靠性和安全性已大大提高，故障率也大大降低。以下对电梯的轿门、层门和开关门机构予以简要介绍。

二、轿门、层门及开关门机构

1、轿门

轿门是轿厢门的简称。是为了确保安全，在轿厢靠近层门的侧面，设供司机、乘用人员和货物进出轿厢的门。轿门由踏板、上坎、门刀、挂门滚轮组和门扇等机件构成。按开关门方式分有手动开关门和自动开关门两种。按开门方向分有左开门、右开门和中开门（俗称中分门）三种。为避免关门过程中撞击乘用人员或货物，在轿门背面装设有三种不同结构型式的防撞装置。

（1）安全触板防撞装置

安全触板防撞装置是一种机械式安全防护装置。该装置装设在轿门外侧（背面、下同），中分开门和旁开门都可以装设这种装置。为防止该安全触板碰挂伤乘员，其碰撞面加工成园弧状。当轿门完全开启时安全触板与轿门扇端面对齐，但在关门过程中安全触板开始向关门方向伸出一定距离（大约35 mm左右），当乘员碰压到伸出的安全触板时，其传动机构使装设在轿门扇背面下方的行程开关动作，电梯停止关门并立即开门。按相关标准规定，安全触板的撞击力应不大于5N。

（2）光电防撞装置

光电防撞装置是一种非接触式防撞装置，中分开门和旁开门都可以装设这种装置。由于现在的电梯很少采用，故不再赘述。

（3）红外线光幕防撞装置

红外线光幕防撞装置也是一种非接触式防撞装置，中分开门和旁开门都可以装设这种装置。该装置与光电防撞装置工作原理相似，但红外线光幕防撞装置的光源发射端发射的光束多，有24、36、48束…等多种，当其中一束光束被人或物遮档时，对应光源接收端的光电三极管因失去光束照射而截止…，电梯停止关门并立即开门。

2、层门

在电梯停靠层站，面对轿门的井道壁上设置供司机、乘用人员和货物进出轿厢的门称为层门，层门也称厅门。层门由踏板、左右立柱、上坎、挂门滚轮组和门扇等机件构成。在正常运行状态下，自动开关式层门与轿门的开和关通过装设在轿门上的门刀和装设在层门上的门锁实现同步开关。由于层门面对空旷的候梯厅和广大乘用人员，为了防止拉圾和杂物坠入井道造成人身伤害或设备损坏事故，一般层门均采用封闭式，而且层门关闭后，门扇与门扇之间、门扇与门框之间、门扇与踏板之间的间隙均应符合相关标准和规范的规定。

层门是电梯设备的重要安全设施之一，也是容易发生安全事故的处位。电梯相关专业技术标准和规范对层门的安装、管理都有严格的规定。电梯安装、维保、管理人员都应按相关标准和规范的质量和管理要求把工作做好。

 3、开关门机构

电梯轿门和层门的开启和关闭，有手动开关门和自动开关门两种不同的开关方法和结构形式。以下分别作简要介绍。

（1）手动开关门机构

在20世纪50年代中期至80年代中期生产的全继电器控制电梯中，为减少由于继电器控制电路引发的电梯故障，曾采用手动开、关门机构用于载货电梯和少量的乘客电梯，直至20世纪80年中后期才停止生产。手动开、关门机构主要由拉杆装置和门锁装置构成，简称拉杆门锁装置，由于手动开关门机构很少采用，这里不做详述。

（2）自动开关门机构

电梯的自动开、关门机构由机、电两部分构成。机械部分由开关门传动机构、轿门和门刀、层门和门锁构成。电气部分由开关门电动机及其拖动、控制电路构成。由于电梯轿、厅门的开关频繁，工作环境受外界影响大，如果电气控制装置的元器件质量差，机械传动机构的维保又不及时，故障率必然比较高。近年来随着VVVF拖动及微机控制技术在电梯开关门系统中的成功应用，电梯开关门系统的故障率已明显降低、电梯运行效果也明显提高。

1）直流电动机拖动、拔杆或连杆传动的电梯开关机构

20世纪80年代末，设计生产的直流电动机拖动、拔杆或连杆传动的电梯中分式开关门机构的结构示意图如图2-16所示。该开关门系统均利用直流电动机良好的调速性能和换向简便等优点，通过皮带轮减速和拔杆或连杆传动实现自动开关门。由于这种开关门系统的电气控制部分在那个年代全是有触点控制的，以及机械机构复杂，造成开关门系统的故障率高。

2）交流感应电动机VVVF 拖动微机控制、同步带传动的电梯开关门机构

交流感应电动机VVVF 拖动微机控制，同步带传动的电梯开关门机构是进入21世纪后设计生产的新一代电梯开关门机构。这种新一代开关门机构的结构示意图如图2-17所示。这种新一代电梯开关门机构的机械部分采用同步带传动取代皮带轮和连杆传动机构，简化了减速和传动系统的结构环节，不但减轻了重量也提高了运行可靠性。该开关门机构的电气控制部分采用VVVF拖动和微机控制技术，使电梯开关门系统的故障率大大降低。

3）永磁同步电动机VVVF 拖动微机控制、同步带传动的电梯开关门机构

采用永磁同步电动机作为门电动机具有在低频、低压、低速情况下输出足够大的转矩，开关门系统的中间环节更少、结构更简单、重量更轻，运行更平稳、可靠性更高，安装调试维修更方便。近年来国内已有部份电梯制造厂家批量生产这种电梯开关门系统。

三、门锁装置

自动开关门机构的自动门锁装置是为自动开关门机构设计制造的，因此又称自动门锁。由于它只装在自动开关门电梯的层门上又称层门锁或厅门锁，又由于它有一个形似钩子的锁钩又有钩子锁之称。自动门锁装于层门扇背面的左或右上角，是确保层门不被厅外人员开启的安全装置。层门关妥后，门锁电路接通电梯方能起动运行。只有当电梯进入开锁区（层门踏板水平面±200mm左右），并平层停靠时才能通过装在轿门上的门刀将层门同步开启。在紧急情况下或维保人员需要进入井道或上轿顶维保电梯时，才能由经过培训的专业人员借助特制机械钥匙从层门外打开层门。

自动门锁装置是一种机电结合装置。其机械构件应确保将层门锁紧，锁紧构件的啮合深度应不小7mm。其电气构件的电器开关应是安全触点式的，应确保门关妥后电联锁电路可靠接通。如果某电梯的层门是滑动层门，其门扇是数个间接机构连接（如钢丝绳、皮带或链条）组成，而且门锁只锁紧其中一扇门，用这扇单一锁紧的门去防止其它门扇打开，而且这些门扇均末装设手柄或金属钩装置时，末被直接锁紧的其它门扇的闭合位置也应装设一个电气安全触点开关去证实其闭合状态。这个无门锁门扇上的装置被称为副门锁开关，当门扇传动机构出现故障造成门关不到位时，副门锁开关不闭合，电梯也不能起动运行。

四、紧急开锁装置和层门自闭装置

1、紧急开锁装置

紧急开锁装置是一种在层门关闭的情况下，由于特殊需要，如救援轿厢内的被困人员，电梯维修人员需要进入井道底坑或上轿顶进行维保工作、检查排除故障等特殊需求而设置的一种在层门外就能将层门锁打开的装置。这种打开层门锁的装置是由装在层门上部的三角孔开锁装置及与之配套使用的三角钥匙构成。三角孔开锁装置的安装位置与电梯的开门方式、即自动门锁的安装位置有关。

 采用三角钥匙打开层门后面临的是深度不等的电梯井道，存在着相当大的危险性。因此，层门三角钥匙的持有人，应该是电梯使用单位的电梯管理者。该电梯管理者应经当地技监部门认可的有资质单位培训、考核合格，取得上岗证后方能管理、使用三角钥匙。三角钥匙上应带有使用安全注意事项。实践证明，层门三角钥匙由专人负责保管并掌握正确的使用方法，了解和掌握必要的安全使用知识，对于防止因操作不当而坠入井道事故的发生是十分必要的。尽管相关标准和规范对于层门三角钥匙的管理和使用有严格的规定，但因层门三角钥匙管理使用不当造成坠入井道的人身伤害事故仍时有发生。

2、层门自闭装置

电梯在正常状态下，由装设在轿门上的门刀驱动层门实现轿门与层门同步开关。若在层门末关妥并锁紧的情况下，由于某种原因造成轿厢离开电梯的层门开锁区时，如果层门不能迅速自动关闭，就有可能造成电梯乘用人员误走入井道而发生人身坠落事故。为了防止此类事故的发生，要求轿厢离开层门开锁区时有一套使层门迅速自动关闭的装置，这种自动关闭层门的装置 称为层门自闭装置。该装置按结构型式分有压簧式、拉簧式、重锤式三种，其中重锤式使用最多。