摘 要：介绍了液压电梯的工作原理和结构特点、驱动特点以及节能的发展方向，以及相关标准和检规对液压系统安全防护的特殊要求。
关键词：液压传动；容积调速；节流调速；电气防沉降系统；安全防护
中图分类号：TU229文献标识码：A1 液压电梯发展历程及特点
1.1 液压电梯简介
液压电梯的发展可以追溯到19世纪60年代。1845年，威廉·汤姆逊制造了世界上第一台水力液压电梯。后来伴随着电气技术的发展，电动机驱动的强制和曳引电梯应运而生，使得液压电梯的发展趋于沉寂。二战后，液压技术的发展使得液压电梯的突飞猛进，尤其在欧美等发达国家使用比较普遍，液压电梯生产安装量居首位。
现代液压电梯发展迅速，在市场上成熟并得到应用的电梯液压技术有以下形式：电磁开关集成流量控制阀控制系统，电液比例集成流量阀控制系统，VVVVF变频变压控制系统。阀控和液压技术欧洲领先，在变频变压方面日本领先，近年来欧洲变频电梯也取得了快速发展。
目前国内液压电梯基本采用欧洲几家专业液压电梯制造厂的液压系统、意大利GMV（捷安）、瑞士BERINGER（贝林格）、BUCHER（布赫）、德国LESTRITZ（力杰仕）。
1.2 液压电梯结构及工作原理
液压电梯主要有内啮合齿轮泵，异步电动机，变频器，储压器，油箱，轿厢位置，倒拉缸，滑轮组，支承导轨，回流液，分配阀，压力传感器，和轿厢这些主要部件组成。
工作原理：轿厢处于最高停止位置，能量以势能的形式储备在电梯轿厢上，电梯处于最低停止位置，轿厢的势能被转换为储压器压力。
1.3 液压电梯的优缺点
优点：
1.3.1 安装方便——机房在井道底部附近，少了曳引机、控制柜、对重的吊装和安装。
1.3.2 维修费用少——采用油作为介质，各部分自行润滑，减少磨损。
1.3.3 应急操作方便——在停电和其他异常情况下，使用紧急操作下降阀和手动泵。
1.3.4 提高建筑物有效利用空间——多数无平衡重，井道截面积较小。
1.3.5 改善建筑物受力状况——大多数对建筑结构不施加垂直压力，主要的垂直载荷通过油缸作用在建筑物地基上，对井道承重强度要去降低。
1.3.6 结构紧凑——在主参数相同情况下，比曳引电梯体积重量小。
1.3.7 机房位置灵活——泵站与油缸管路连接。
1.3.8 适用于大载重——对于多层大载重货梯，液压电梯具有明显优越性，成本低。
1.3.9 适用于危险场合——直顶液压电梯无钢丝绳滑轮和安全钳，不会产生火花，可用于易爆危险场合。
缺点：
提升高度小——由于输入功率控制及结构条件限制，一般速度在1.0m/s以下，提升高度在40m以内。
输入功率大——如无平衡重系统，液压电梯电机功率为曳引电梯功率的2.5-3倍，配电容量相应增大，虽然电机只在上行工作，但能量消耗至少为同等曳引电梯的2倍左右。
温度及载荷的变化对起制动有影响，动态速度随环境变化，增加控制难度。
由于油温变化和泄露等因素，轿厢较长时间停站会产生下沉，因此需要采取措施防止轿厢沉降。
1.4 液压电梯的发展方向和面临挑战
驱动功率大和能量消耗大是液压电梯最显著的缺点，在全社会日益关注节能降耗的今天，节能技术的研究和推广成为液压电梯主要的发展方向。例如：
1.4.1 变频调速液压电梯。采用变频调速技术的液压容积调速系统，极大地促进了的液压电梯节能技术进步。
1.4.2 带机械配重的液压电梯。
1.4.3 带蓄能器的液压电梯。
在中国，电梯市场起步比较晚，液压电梯数量占电梯总量的比例不超过1%。一方面，国内中高层建筑蓬勃发展，曳引式电梯是电梯市场的主力军。另一方面，由于液压电梯市场份额过小，国内电梯企业对液压电梯开发资金和人才的投入不足，液压系统部分一直采用国外进口产品，很大程度上影响了液压电梯的竟争力。
更为重要的是，无机房曳引式电梯出现，使得传统液压电梯在机房灵活布置上的优势荡然无存。目前，无机房电梯还不可能完全取代液压电梯，除了机房灵活布置外的一些固有优势，尤其在大载重量、安全性、价格等方面，相对曳引式电梯和无机房电梯而言，液压电梯还具备一些优势。
2 液压电梯的特点
2.1液压传动的特点
液压电梯主要依靠液压传动，液压传动是利用密封工作容积内液体的压力能来完成由原动机向工作机构进行能量或动力的传递或转换，工作介质是液压油，一般有密度、可压缩性、粘度等参数来描述。
粘度分为动力粘度，运动粘度和相对粘度，单位为Pas(帕秒)或Ns/m^2(牛 秒/米^2)或恩氏粘度E来表示。相对粘度与运动粘度的换算：ν=（7.31E-6.31/E）╳ 10^-6 (m^2/s)
温度对粘度影响很大，当油液温度上升时，粘度显著下降。通常在温度高，使用频繁的时使用粘度高的液压油；运动速度高，采用粘度低的液压油；系统压力高的宜采用粘度高的液压油，这是重要的粘温特性。
2.2 液压电梯的驱动调速特点
液压电梯的速度控制实际上是液压系统的流量控制。液压系统得流量控制理论上有两种基本方式，容积调速控制和节流调速控制。
容积调速利用变量泵对进入液压缸的流量进行控制，从而达到对电梯运行速度进行无级调速的系统。容积调速具有功率损耗小，效率高，系统发热少等优点，也存在早期调速精度低，系统响应慢，调速系统相对复杂的缺点。
节流调速是利用节流的方法来调节主油路和旁油路两条并联油路的相对液阻，把节流阀串联在液压泵与执行元件之间，此时必须在液压泵与节流阀之间并联一溢流阀。调节节流阀，可使进入液压缸的流量改变，由于定量泵供油，多余的油液必须从溢流阀溢出。这样，节流阀才能达到调节液压缸速度的目的。节流调速是液压电梯中广泛应用、技术最成熟的流量控制系统。
3 液压系统安全防护的特殊要求
3.1 满载压力
液压电梯的满载压力是指当载有额定载重量的轿厢停靠在最高层站位置时，施加到直接与液压顶升机构连接的管路上的静压力。
3.2 液压缸抗拉强度和稳定性要求
（1）缸筒和柱塞的安全系数设计应满足下列要求：在由2.3倍满载压力所产生的力的作用下，或在悬挂机构断裂工况产生的力作用下，应保证安全系数在材料屈服强度为Rp0.2时的安全系数不低于1.7；（2）液压缸在拉伸载荷作用下的设计应该满足：在由1.4倍满载压力所产生的力的作用下，应该保证对于材料屈服强度Rp0.2的安全系数不小于2。
3.3液压油过热保护
（1）液压电梯应具有温度检测装置。（2）在符合以下条件时，该装置应该停止驱动主机的运行并保持其停止状态。（3）液压电梯应该在充分冷却后才能自动恢复上行运行。
3.4 液压系统滤油器
油箱与液压泵之间的回路中以及截止阀与下行方向阀之间的回路上应安装滤油器或类似装置。
3.5 电气防沉降系统
由于液压系统可能存在的泄漏，造成液压缸柱塞的下降，使静止状态的轿厢离开平层位置，引起液压电梯故障甚至产生危险状态，因此，液压电梯应该设置防止轿厢沉降的措施，限制轿厢从平层位置沉降的深度。防沉降措施作用范围是层站以下0.12m到开锁区下限（层站以下0.2m或0.35m）。常用防沉降措施有棘爪装置和电气防沉降系统。
结束语
液压电梯有着鲜明的优势和劣势，如果国内厂家能够实现科技和工业突破，开发出自主产权的液压系统，实现节能技术的突破，那么我们相信液压电梯在中国还是大有用武之地的。
参考文献
[1]液压电梯[S].JG 5071-1996.
[2]《电梯制造与安装安全规范》，GB 7588-2003[S].
[3]《液压电梯制造与安装安全规范》[S].GB 21240-2007.
[4]液压电梯型式试验细则，TSG T7006-05.
[5]电梯液压泵站型式试验细则，TSG T7022-05.
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