牵引电梯皮带悬挂系统的优势

创新与效率

作者：阿尔贝托·曼托瓦尼

介绍

在当今牵引电梯技术领域，追求节能、紧凑和空间优化一直是设计师和制造商面临的持续挑战。在众多最具创新性和前景的解决方案中，皮带悬挂系统脱颖而出，能够使用直径小至 75 毫米的超小型滑轮。本文详细分析了采用该技术的优势，将其与传统系统进行了比较，并评估了其在节能、降低成本、维护和空间管理方面的实际影响。

小直径滑轮的重要性

首先，无齿轮减速机的尺寸受扭矩的影响很大。扭矩是确定无齿轮减速机尺寸的主要参数。扭矩越大，无齿轮减速机体积越大，重量也越重。 

其中 D 和 L 是转子的外径和长度（尺寸的末端），∆·B 是电流和磁通密度，主要取决于所用材料（绕组、磁铁、定子）的等级。    

让我们看看哪些因素决定了电梯的扭矩：

其中（忽略绳索的重量和摩擦力）

因此，力仅取决于安装参数，例如负载（Q）、舱重量（P）、配重（CWT）和绳索。 

扭矩与滑轮直径之间的关系清晰地表明，滑轮尺寸直接影响移动电梯轿厢所需的扭矩。公式“扭矩 = 力 × R滑轮”清楚地表明，较小的滑轮直径如何降低所需的扭矩。因此，皮带悬挂系统能够采用小滑轮（最小至 75 毫米），从而带来显著的设计优势。这可以降低扭矩要求，从而使用更小、更轻、更紧凑的无齿轮电机。 

使用较小滑轮的另一个重要后果是转速（RPM）增加。

一般来说，转速的增加会提高无齿轮传动装置本身的效率，从而降低整体能耗。

提高能源效率

皮带轮的转速显著影响无齿轮电动机的效率。皮带轮直径越小，在给定的车厢速度下，转速越高，从而提高机器的整体效率。让我们来看看原因：

地点：
Eff：电机效率
Pm：电机功率 -> k· 扭矩· RPM
Pjoule：电机焦耳损失
Piron：电机铁损
Pfriction：电机摩擦 

考虑到 RPM 低于 800 RPM 时 Piron 和 Pfriction 与 Pjoule 相比非常低，我们可以忽略这些术语：

考虑到两个不同的电机具有不同的标称扭矩（因此尺寸也不同）但相同的电流密度和磁通密度（相同的技术和相同的材料利用），焦耳损失直接取决于铜的体积。

如果我们比较两台相同的电梯，唯一的区别是牵引滑轮直径，我们可以写出扭矩和 RPM 之间的关系：

因此：

由于低扭矩无齿轮箱的铜量较小，因此根据上述公式计算出的效率会更高。以下是典型的效率曲线：

下面是两个真实案例，其中同一部电梯由两个具有不同直径牵引滑轮的无齿轮电动机驱动：传统绳索为 320 毫米，皮带为 100 毫米。

从上表可以推导出几个方面： 

1. 皮带传动无齿轮电机的扭矩较低，而且，与带有 320 毫米皮带轮的电机相比，这种无齿轮电机的重量实际上几乎只有后者的一半。
2. 皮带传动无齿轮电机的效率明显高于320毫米皮带轮无齿轮电机。
3. 两台无齿轮电机的功率完全相同，表明扭矩（而不是功率）才是识别电动机的最重要参数。

减轻重量，降低成本

使用较小直径的带轮可显著降低扭矩，从而可以使用更轻、更经济的牵引机。上述实例说明了如何使用较小的带轮来降低所需扭矩，从而大幅降低无齿轮曳引机的重量和成本。

具体应用优势

在无机房和改造安装中，由于结构限制更为严格，皮带技术能够带来显著优势。减小机械尺寸并优化净空高度，可实现更大的设计灵活性，方便集成到现有建筑中，而无需进行昂贵的结构改造。

对乘坐舒适度的影响

皮带传动系统显著降低噪音和振动，提升乘客舒适度。这一点在住宅楼宇、酒店和医院尤为重要，因为静音是衡量电梯乘坐质量的关键因素。

现代化的灵活性

皮带系统最显著的优势之一是其卓越的摩擦系数——比传统钢丝绳高出两到三倍。这一特性从根本上改变了牵引力的计算公式，并开辟了新的设计可能性。

传统钢丝绳通常需要150°至180°之间的缠绕角才能达到足够的牵引力。而皮带优异的摩擦系数可显著降低缠绕角（某些配置下可低至90°）。该解决方案能够创建高度灵活的现代化改造方案，以应对各种不同的情况。

结语

皮带悬挂系统的引入代表了电梯行业的一项重大创新，不仅能够确保节能降耗，还能提升乘客舒适度。采用极小滑轮的能力构成了其独特的竞争优势，为满足当前和未来所有市场需求的创新解决方案铺平了道路。

关于蒙塔纳里集团

Montanari 集团专业生产起重系统齿轮箱、无齿轮箱、安全装置及配件。其英国分销合作伙伴是 Atwell International Ltd.，该公司提供全面的技术支持、Montanari 产品系列以及电梯安装和现代化改造的售后服务。