曳引驅(qū)動(dòng)電梯下行制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)限速器動(dòng)作的原因分析

王麗丹

摘要：曳引驅(qū)動(dòng)電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)的125%額定載荷下行制動(dòng)試驗(yàn)是一項(xiàng)非常重要的檢驗(yàn)項(xiàng)目，主要目的是為了驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)主機(jī)制動(dòng)器的性能和受力構(gòu)件的承載能力。在試驗(yàn)過(guò)程中，偶爾發(fā)現(xiàn)限速器、安全鉗動(dòng)作的現(xiàn)象，本文分析了發(fā)生這種現(xiàn)象的原因。

關(guān)鍵詞：曳引驅(qū)動(dòng)電梯;下行制動(dòng)試驗(yàn);異?，F(xiàn)象

國(guó)家質(zhì)檢總局發(fā)布的TSG T7001–2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》（含第二號(hào)修改單）中規(guī)定，新安裝電梯和在用電梯每5年均需進(jìn)行125%額定載荷下行制動(dòng)試驗(yàn)，主要目的是為了驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)主機(jī)制動(dòng)器的性能和受力構(gòu)件的承載能力。我們?cè)谠囼?yàn)過(guò)程中，偶爾發(fā)現(xiàn)電梯限速器、安全鉗動(dòng)作的情況，下面以其中一臺(tái)電梯為例，對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

試驗(yàn)時(shí)的現(xiàn)象

安裝于2014年5月的一臺(tái)有機(jī)房曳引驅(qū)動(dòng)乘客電梯，額定起重量為1000kg，額定速度為2m/s，采用無(wú)齒輪曳引驅(qū)動(dòng)主機(jī)。在電梯定期檢驗(yàn)時(shí)需進(jìn)行125%額定載荷下行制動(dòng)試驗(yàn)，采用的檢驗(yàn)方法按照TSG T7001–2009中“8.13 制動(dòng)試驗(yàn)”的要求進(jìn)行：

轎廂裝載1250kg砝碼，以正常運(yùn)行速度下行至電梯行程中下部時(shí)，切斷驅(qū)動(dòng)主機(jī)電源。

觀察到的現(xiàn)象：在斷電瞬間，曳引輪迅速停止，鋼絲繩在曳引輪槽中發(fā)生較大竄動(dòng)，曳引機(jī)震動(dòng)明顯，限速器、安全鉗動(dòng)作，轎廂停止。

現(xiàn)象分析

為了排除限速器的原因，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)限速器的動(dòng)作速度進(jìn)行了校驗(yàn)，校驗(yàn)結(jié)果為：最大下行電氣的動(dòng)作速度為2.32m/s;機(jī)械動(dòng)作速度為2.38m/s?？梢源_認(rèn)限速器的動(dòng)作速度符合GB 7588–2003的要求，只不過(guò)是接近下限值。

限速器作為超速監(jiān)測(cè)的安全部件，其發(fā)生動(dòng)作的前提條件是超過(guò)了限速器的動(dòng)作速度整定值，即轎廂確實(shí)發(fā)生了超速。

在以往其他檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的制動(dòng)試驗(yàn)中，也曾發(fā)現(xiàn)限速器安全鉗動(dòng)作的現(xiàn)象，所不同的是曳引輪在轎廂停止前一直在旋轉(zhuǎn)，后經(jīng)查驗(yàn)，基本都是兩種情況：

制動(dòng)器制動(dòng)力矩不足;

對(duì)重塊缺失，平衡系數(shù)小于0.4。

那么該臺(tái)發(fā)生超速的原因是否因?yàn)橹苿?dòng)力不足引起的呢？通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察到的現(xiàn)象，曳引輪在斷電時(shí)迅速停止，轎廂的加速下行是在鋼絲繩在輪槽中的滑移過(guò)程時(shí)產(chǎn)生，所于應(yīng)該不是制動(dòng)力矩不足的原因。

通過(guò)查驗(yàn)維保單位的自檢報(bào)告，電梯的平衡系數(shù)為0.42，符合要求。

有關(guān)制動(dòng)減速度的要求

為了繼續(xù)查找原因，首先查閱了《電梯試驗(yàn)方法》（GB/T 10059–2009），相關(guān)的條款如下 ：

4.1.11.1轎廂載有125%額定載重量并以額定速度向下運(yùn)行時(shí)，操作制動(dòng)器制動(dòng)，測(cè)量轎廂的制動(dòng)減速度。

《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB 7588–2003）中的相關(guān)條款為：

12.4.2.1當(dāng)轎廂載有125%額定載荷并以額定速度向下運(yùn)行時(shí)，操作制動(dòng)器應(yīng)能使曳引機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

在上述情況下，轎廂的減速度不應(yīng)超過(guò)安全鉗動(dòng)作或轎廂撞擊緩沖器所產(chǎn)生的減速度。

從上述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中可以看出，采用的檢驗(yàn)方法是沒(méi)有問(wèn)題的。同時(shí)我們也注意到，在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)轎廂的減速度均提出了要求，并且要求減速度有一個(gè)上限值。GB 7588–2003中，9.8.4、10.4.1.2.1和10.4.3.3分別對(duì)安全鉗動(dòng)作和轎廂撞擊緩沖器所產(chǎn)生的減速度做了規(guī)定，均要求平均減速度不應(yīng)大于1gn。

原因分析

如圖1所示，當(dāng)進(jìn)行下行制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，曳引輪在制動(dòng)器的作用下，將減速停止。

在此期間，由于曳引輪槽對(duì)鋼絲繩的阻力作用，使整個(gè)懸掛系統(tǒng)的運(yùn)行速度發(fā)生改變。因?yàn)殇摻z繩并不可能發(fā)生松弛，因此轎廂和對(duì)重兩側(cè)的速度和減速度對(duì)大小都是一樣的，只不過(guò)是大小相反?，F(xiàn)在假設(shè)在制停期間的平均減速度為a，在轎廂側(cè)的鋼絲繩張力為：

對(duì)重側(cè)鋼絲繩張力為：

對(duì)重所能產(chǎn)生的最大減速度為g，其減速度全部由本身重力產(chǎn)生。轎廂所能產(chǎn)生的最大減速度與鋼絲繩的張力有關(guān)，即由鋼絲繩能提供的最大張力決定?，F(xiàn)在考慮一種特殊情況，即當(dāng)制動(dòng)器減速度a=g時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況：

首先根據(jù)上面計(jì)算T2的公式，可以得到：

當(dāng)制動(dòng)器的減速度大于等于g時(shí)，曳引輪的減速要比對(duì)重快，即對(duì)重要繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，而曳引輪卻來(lái)不及纏繞鋼絲繩，使鋼絲繩松弛，對(duì)重側(cè)的鋼絲繩張力將等于0。上面分析的是理想狀況，并未考慮鋼絲繩的重量和導(dǎo)軌的摩擦等因素，所以T2并不會(huì)為0，實(shí)際為非常小的一個(gè)數(shù)值，在轎廂側(cè)鋼絲繩張力的作用下，根據(jù)歐拉公式，此時(shí)早已符合發(fā)生滑動(dòng)的條件，因此對(duì)重側(cè)的鋼絲繩并不會(huì)松弛。

由于曳引輪迅速停止，但是對(duì)重因?yàn)橘|(zhì)量較大，將繼續(xù)做上拋運(yùn)動(dòng)，造成T2減小，致使鋼絲繩在曳引輪內(nèi)滑移，同時(shí)T1也相應(yīng)減少。在理想狀況下，這個(gè)過(guò)程也可以理解為對(duì)重的瞬間脫節(jié)，當(dāng)：

轎廂將會(huì)加速下降：

總結(jié)

通過(guò)上面的分析可以看出，如果制動(dòng)器的減速度過(guò)大，特別是當(dāng)制動(dòng)器的制動(dòng)減速度大于重力加速度g時(shí)，并且電梯的曳引能力偏小、平衡系數(shù)偏小（曳引條件不利），將會(huì)引起鋼絲繩在曳引輪輪槽內(nèi)發(fā)生較大的竄動(dòng)，同時(shí)導(dǎo)致轎廂側(cè)鋼絲繩的張力降低，轎廂在短時(shí)間內(nèi)有加速下行的可能。

針對(duì)本臺(tái)電梯的異?，F(xiàn)象，采用如下方法進(jìn)行了調(diào)整：

優(yōu)化制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)的曳引條件，調(diào)大平衡系數(shù);

調(diào)小制動(dòng)器制動(dòng)力矩，使之不再發(fā)生鋼絲繩竄動(dòng)。

通過(guò)以上兩種方法，限速器動(dòng)作的現(xiàn)象得以消除，并且使轎廂平穩(wěn)可靠制停。

參考文獻(xiàn)

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