螺杆电梯如何运作?升降背后的科学原理

螺杆电梯为什么越来越受到别墅家庭的青睐?

不管是新建别墅装修还是老别墅加装电梯,品质螺杆电梯都有明显的家用使用属性优势。它无需深挖底坑,无需机房,无需土建井道,占地面积小但空间利用率高。螺杆电梯由特质的安全螺母始终咬合在螺杆上,电机驱动螺母转动产生动力进行上下。从结构本身形成一种安全可靠的驱动结构。

本文将从其发展历史,工作原理,用于场景,核心优势等方面为读者介绍螺杆电梯。

发展历史

从早期工业设备发展到无障碍通行工具,再成为到“为家而生”的家用别墅楼层通行新工具。

螺杆传动最早出现在工业机械领域,具有强精度、强负载和高稳定性的特征。真正让这一技术走进千家万户的,是来自瑞典的创新力量。自 1967 年起,瑞典在建筑法典中纳入了平等通行权的概念,并于 1975 年正式将无障碍通行规定写入法典。三位瑞典的工程师通过研究发现了螺杆电梯的优势,其中两位工程师创立了瑞特科并开始了螺杆电梯的生产制造,另外的一位则去到了另外一家瑞典电梯生产企业也开始了螺杆电梯的生产及运用。自那以后,螺杆电梯因其特有的优势被大量低楼层公用及商用场所运用,当然早期的螺杆电梯产品并未考虑外观设计等,更多是专注在安全实现上下通行。

螺杆电梯的家用运用与发展离不开瑞典 Lowback 父子。无障碍通行规定写入法律后,螺杆电梯走进私人住宅也开始初见雏形,但当时在家里安装的电梯主要还是将公共场所的螺杆电梯进行小尺寸,不论是行业还是市场都没有家用电梯的概念。Lowback 父子 Tommy 和 John 通过多年的行业积累以及市场对于家庭适用的电梯产品的需求反馈,开始了这个议题的思考。2011 年,父子俩正准备出海航行前听到了苹果创始人乔布斯去世的消息,他们决定在出海航行的过程中仔细聆听乔布斯传这本书。

在航海过程中,乔布斯传的启发和多年行业的积累,父子俩开始在纸上画起了现代家用电梯的雏形。回到瑞典以后便开始了概念设计、研发等相关工作。于 2016 年正式发布了现代家用电梯 AHL 系列。怀揣着对家用电梯行业的热情,Lowback 父子俩创立了 SWIFT 斯伟特,秉持着“为家而生”的理念,打造新一代家用电梯。

工作原理

螺杆电梯是一种结构简洁、运行稳定、安全可靠的电梯类型,在欧洲广泛运用于私人别墅住宅或 6 层以内的低楼层数的公共空间。它通过「驱动电机+皮带+螺杆+螺母」系统实现电梯轿厢的上下运动,无需传统曳引钢丝绳或液压装置,具有特殊的技术优势。迄今已有超 50 年的运用历史。

螺杆电梯主要由螺杆,螺母,驱动单元,导轨系统,自带井道结构,相关安全装置等组成。螺杆为大直径的特种钢,通过特殊拼接固定技术垂直安装在井道机械面侧。电机驱动螺母转动产生动力进行上下。导靴或导轮辅助平台或轿厢在导轨上滑动上下。螺母螺杆电梯在使用过程中需要使用到专业的螺杆润滑油。以 SWIFT 斯伟特举例,其所选用的螺杆润滑油经过了半年的科学测试后从多个测试样本中选择而出。

在安全性方面,螺杆电梯的设计上有其固有特点。它的螺纹结构本身具备机械自锁功能。按照欧盟法规,螺杆电梯需配备制动装置,SWIFT 斯伟特的螺杆电梯使用了双重独立的制动系统,同时配备的安全螺母能启动更多一层的安全保护。同时 SWIFT 斯伟特的平台式螺杆电梯还配备了安全边框等多重安全装置。每台电梯都也配有超速保护装置。按照欧盟法规,家用电梯在遇到停电时需要能够就近平层,通常的电梯厂商会采用 UPS 备用蓄电池技术,当电梯停电时,电梯里的一小块蓄电池开始工作驱动电机将电梯就近平层。但SWIFT斯伟特的研发团队希望将安全更进一步,推出了 EcoDrive 生态驱动,通过家用电池组驱动电梯,让电梯在遇到停电时也能够正常使用,运行速度为 0.3m/s。

应用场景

私宅电梯

别墅家用电梯设计注重美观和功能性,能够无缝融入家庭内部。这些现代电梯具有时尚的设计、可定制的个性化选择和低噪音优势。其紧凑的尺寸可以确保对生活空间的最小干扰,而潜在的房产增值也是一个显著优势。通过增强无障碍性,住宅电梯满足了更广泛的受众需求,特别是有行动不便的人士,并为长期居住提供了未来保障。SWIFT 斯伟特的螺杆电梯自带井道,无需依赖土建井道、机房和底坑,安装位置灵活,针对已入住的别墅加装也有着明显的优势。

低层商业与公共建筑

在欧洲的小型商业场所、零售店、办公室或低层公共建筑中,螺杆电梯也是一种高效的垂直运输解决方案。它们特别适合客流不高的环境,能够满足基本的垂直交通需求,同时因其紧凑设计对现有建筑结构改动较小。

优势

  • 结构自承,无需土建井道:无论是新建还是别墅加装项目,皆可灵活部署,节省建筑成本。
  • 安全可靠,使用放心:咬合自锁结构,无需担心冲顶或下坠风险。以 SWIFT 斯伟特为代表的瑞典螺杆电梯还配备了多种安全装置,保障电梯的使用安全。
  • 占地小,空间利用率高,适配性强:最小仅需 1 平米,可安装于楼梯中间、楼梯旁边、墙角等位置。
  • 低维护成本:结构简单,无需复杂牵引部件,保养周期长,一年仅需 1-2 次维护保养。
  • 外观精致耐看:品质螺杆电梯例如 SWIFT 斯伟特由其总部瑞典团队设计。

维护保养

以 SWIFT 斯伟特所设计和生产的螺杆电梯为例,基于其”为家而生“的理念,在保障品质和使用安全的基础上,尽可能减少对私宅业主生活的打扰,SWIFT 斯伟特的产品每年仅需 1-2 次上门维护保养。

家用电梯领域:为什么螺母螺杆驱动系统相比传统技术更安全?

在家用别墅电梯不断普及的今天,安全性始终是用户最为关心的问题之一。尤其是在私密的住宅环境中,家用电梯不仅承载了日常上下通行功能,更与家人长时间共处,安全隐患不得丝毫妥协。在选购家用电梯时,很多人都会对驱动系统产生疑问:究竟怎样的设计才能兼具安全性、可靠性,以及适应多样化安装环境的灵活性?让我们通过下文一探究竟。

如何理解螺母螺杆驱动系统

螺母螺杆驱动是一种基于“螺旋转动”原理的电梯驱动方式。系统由一根垂直安装的精密特种钢制螺杆和与其紧密配合的驱动螺母组成,电机系统带动螺母旋转,进而带动电梯平台/轿厢沿着螺杆上下平稳移动,同时平台与导轨相互协作,导轨为平台提供运动路径和结构支撑。以 SWIFT 斯伟特为代表的品质螺杆电梯,自带结构井道,环环相扣,形成一个整体结构。整个系统结构紧凑,不依赖钢丝绳或液压油。

为什么这个系统独特?— “零坠落风险”的秘密

与传统曳引式或液压电梯相比,螺母螺杆系统在安全性上的最大优势之一来自它的自锁性和机械咬合传动。“机械自锁”即使在电力中断、电机失效等极端情况下,制动系统、安全螺母等都会发挥作用,保障螺母牢牢”咬住“螺杆,避免发生例如轿厢自由下坠等极端坠梯风险。

它自身结构所形成的无依赖性安全保障也是它所特有的优势之一。曳引电梯通常需要依赖钢丝绳或者钢带与配重系统。长期上下会造成磨损,如果维保不及时,可能出现极端安全风险。而液压系统则存在漏油、回油导致意外下沉的可能性。相比之下螺母螺杆结构中的安全性能是结构本身固有的物理特性。

也因为其结构特有的优势,螺杆电梯在欧洲被大量使用在别墅私宅或低楼层公共空间中。

适用场景广泛:从老别墅改造加装别墅装修

螺母螺杆电梯由于结构紧凑、无需专门机房、井道自成一体,非常适用于以下场景:

  • 入住别墅加装电梯:即便在有限空间中,也可灵活部署,可直接靠墙安装或楼板开孔安装。
  • 新建别墅装修:与室内装潢风格高度兼容,轻松融入开放式楼梯中。无需深挖底坑,仅需5cm底坑,也能很好的适配进原有土建井道中。
  • 叠墅或复式房型:轻质结构,无需对重。相对其它电梯类型,有明显的荷载优势,是叠墅或复式房型电梯的优选类型。

节能环保

以 SWIFT 斯伟特所设计生产的螺杆电梯为例,仅需 220V 单相电,电梯在下行时会将动势能进行回收转换,为电梯提供再生能源,降低用户的能耗费用。

符合欧盟法规的最高安全标准

螺母螺杆电梯广泛运用于欧洲市场,迄今已有超过 50 年的历史。随着其在家用环境的安装的普及,对应的认证及法规要求也孕育而出。欧盟 CE 认证时欧洲市场的一种强制性产品安全认证标准,对于家用电梯产品,专业机构会从多个维度进行严格审查:

  • 包括设计图纸、技术说明、安全功能文件、用户及安装手册的完整性;
  • 开展风险分析与强度计算;
  • 检验电气线路图;核实安全相关部件是否符合认证要求。

此外,还需进行样品测试实梯测试,确保产品在实际使用中的安全性与可靠性。

SWIFT斯伟特的两款产品 SWIFT Pro 及 SWIFT Lite 均获得欧盟 CE 认证,由全球知名的权威认证机构 – DNV 挪威船级社在其总部挪威完成。获得权威机构发布的 CE 认证意味着 SWIFT 斯伟特的产品完全符合欧洲机械设备指令 2006/42/EC 和 EN 81-41 标准的所有要求。

对于 SWIFT 斯伟特来说,安全与品质从来不是选择题。我们不抄近路,不走捷径。在欧洲市场,我们严格遵循 CE 认证标准;在全球市场,包括欧洲、亚洲、大洋洲及中东地区在内的超过 27 个国家,我们始终坚持执行同一套高标准。

想进一步了解螺杆电梯的优势?希望了解您家的别墅是否适合安装电梯?欢迎联系我们,SWIFT 斯伟特的官方联系电话是 400 808 3160 。

如何确定需要的家用电梯尺寸?

确定家用电梯的合适尺寸,需要结合实际空间条件和家庭成员的使用需求。首先,应精确测量预留安装区域的高度、宽度和深度,并明确是否需要容纳轮椅、婴儿车等大件物品。如果家中有轮椅使用者,需要综合考虑轮椅尺寸、开门动线和电梯平台空间。一般来说,成人手动轮椅的座宽约为40-60厘米,长度约为1米;电动轮椅通常更宽,约为60-75厘米,长度同样在1米左右。对于需要轮椅通行的家庭,建议优先选择SWIFT Pro或Lite系列中的L尺寸(平台 1200×1000mm)或XL尺寸(平台 1400×1100mm)。如果使用的是小型轮椅,M尺寸(平台 830×1100mm)也可满足基本通行需求。

可参考SWIFT斯伟特提供的六档标准尺寸方案,安装最小仅需一平米:

  • XL型号:净梯尺寸为1450×1465mm,适合大空间住宅,平台尺寸为1400×1100mm,可承载400kg(约5人)。推荐预留安装空间1495×1510mm,视现场情况略有浮动。
  • L型号:净梯尺寸为1250×1365m,平台尺寸1200×1100mm同样可支持400kg/5人载重,但仅需1295 ×1425mm预留空间,视现场情况略有浮动。
  • 紧凑型M(净梯尺寸 880×1465mm,平台尺寸830×1100mm)和S(净梯尺寸880×1365mm,平台尺寸830×1000mm)平台均适配250kg载重场景,分别对应940×1510mm和940×1410 mm的安装尺寸。
  • 还有两款更小尺寸 XS(净梯尺寸 880×1215mm,平台尺寸830×850mm)和XXS(净梯尺寸 880×965mm,平台尺寸830×600mm),都可载重 250kg,适合空间更加有限的场景安装。

家用螺杆电梯因无对重结构,对土建要求低,因此在安装位置上更具灵活性。SWIFT斯伟特电梯即可靠墙安装,也可在楼梯中间或旁边安装,还可背朝挑空区域进行安装。SWIFT斯伟特家用电梯的安装工程师会根据现场的情况给到不同的安装及固定解决方案。

除了其安装位置灵活以外,SWIFT 斯伟特电梯也无需底坑,可直接安装在水平地面上。也可嵌入50mm浅底坑,顶层高度最低仅需2275mm,无需顶坑。

对于有轮椅使用需求的家庭,开门宽度也是需要重点考虑的因素。开门宽度应符合大于 700mm的通行宽度的前提。同时,也建议预留足够空间,以便轮椅使用者日常操作如转身、扶手辅助等更为顺畅。

SWIFT斯伟特的专业团队会通过图纸适配与现场勘测双重验证电梯尺寸的适配情况,为别墅/复式楼用户提供对应的方案选择。

为了与家居风格协调统一,用户还可根据个人喜好选择电梯颜色。电梯颜色用漆为全球高端涂料品牌挪威佐敦漆。电梯自带井道可选透明玻璃或烤漆钢板材料。电梯平台铺贴了丹麦Ege环保地毯(含再生尼龙材质),既满足个性化审美需求,也契合可持续生活理念。

如果您对电梯尺寸或安装条件还有疑问或希望了解您家的别墅能否安装或加装电梯,欢迎随时联系SWIFT斯伟特的专业团队。服务热线:400-808-3160。