一種便攜式電梯制停距離和速度檢測(cè)儀及應(yīng)用

劉小暢++任昭霖++陳曉強(qiáng)

【摘 要】電梯制動(dòng)器是確保電梯安全的重要部件之一，其性能的好壞直接決定了電梯的乘用安全。電梯檢驗(yàn)人員主要通過(guò)制動(dòng)器本體和制動(dòng)性能來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)，其中制動(dòng)性能就是通過(guò)制停距離來(lái)判定。然而，現(xiàn)有對(duì)制停距離檢測(cè)方法存在諸多不足，誤差較大，人為因素干擾較大，特別是無(wú)機(jī)房電梯無(wú)法檢測(cè)制停距離。本文在分析電梯制動(dòng)器的重要性和電梯標(biāo)準(zhǔn)對(duì)制停距離要求及現(xiàn)有制停試驗(yàn)方法不足的基礎(chǔ)上，提出了一種新型便攜式電梯制停距離檢測(cè)儀，并利用該儀器測(cè)出電梯速度對(duì)應(yīng)的制停距離取值區(qū)間。

【關(guān)鍵詞】便攜式 電梯 制停距離 速度 檢測(cè)儀

近幾年全國(guó)電梯沖頂和蹲底事故頻發(fā)，將特種設(shè)備檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)推到輿論的風(fēng)口浪尖，其中許多電梯沖頂事故和蹲底事故都源于制動(dòng)器性能這個(gè)關(guān)鍵因素。2011年9月某日上午，一女乘客欲乘電梯前往位于大樓32層的公司上班，電梯上行至7樓時(shí)，其速度越來(lái)越快，并最終沖頂，女乘客當(dāng)場(chǎng)倒地不起。事故直接原因是由于制動(dòng)部件和控制系統(tǒng)元器件老化，機(jī)械部件動(dòng)作不靈活和電氣元件接觸不良，制動(dòng)器未能有效抱閘，導(dǎo)致電梯沖頂。2015年7月30日，杭州新華坊18幢，一名24歲女子被電梯夾住，并導(dǎo)致該女子死亡。經(jīng)檢查，涉事電梯制動(dòng)器鐵芯間隙為5毫米，而正常的應(yīng)為0.6毫米，間隙明顯偏大。間隙增大會(huì)導(dǎo)致電梯運(yùn)行中制動(dòng)輪閘瓦磨損，經(jīng)測(cè)量，制動(dòng)器閘瓦厚度為5毫米，只有正常厚度的一半。在制動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行盤車試驗(yàn)，能很輕松地向上盤動(dòng)電梯，這說(shuō)明閘瓦的制動(dòng)幾乎已經(jīng)失效。

1 技術(shù)規(guī)范對(duì)制停距離要求

GB7588-2003《電梯制造與安裝規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)）附錄M規(guī)定，任何情況下，減速度不應(yīng)小于下面數(shù)值：a）對(duì)于正常情況，為0.5m/s2；b）對(duì)于使用了減行程緩沖器的情況，為0.8m/s2。標(biāo)準(zhǔn)第12.4.2.1條規(guī)定：當(dāng)轎廂載有125%額定載荷并以額定速向下運(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)作或轎廂撞擊緩沖囂所產(chǎn)生的減速度（上述所指減速度為不大于1gn），由此電梯制停減速度有一個(gè)0.5m/s2（對(duì)減行程緩沖器為0.8m/s2）至1gn的區(qū)間取值，根據(jù)電梯額定速度，可計(jì)算出理論的制停距離區(qū)間。但是這個(gè)區(qū)間非常大，以額定速度2m/s無(wú)減行程緩沖器為例，計(jì)算出的理論制停距離范圍約在0.2m至4m之間，但是上述1gn減速度是最大減速度，在實(shí)際情況中，其減速度并非能達(dá)到規(guī)定的最大減速度，實(shí)際的制停距離范圍也沒有這么大。

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》（以下簡(jiǎn)稱檢規(guī)）第8.10條上行制動(dòng)試驗(yàn)要求：轎廂空載以正常運(yùn)行速度上行時(shí)，切斷電動(dòng)機(jī)與制動(dòng)器供電，轎廂應(yīng)當(dāng)完全停止，并且無(wú)明顯變形和損壞；第8.11條下行制動(dòng)試驗(yàn)要求：轎廂裝載1.25倍額定載重量，以正常運(yùn)行速度下行至行程下部，切斷電動(dòng)機(jī)與制動(dòng)器供電，曳引機(jī)應(yīng)當(dāng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，轎廂應(yīng)完全停止，并且無(wú)明顯變形和損壞。但“完全停止”沒有可參考的數(shù)值，究竟如何檢查制停情況，以多少的制停距離為合格，在檢規(guī)中沒有明確，這就給日常檢驗(yàn)帶來(lái)了不便。

2 制動(dòng)器性能試驗(yàn)方法

目前，電梯檢驗(yàn)人員做制停試驗(yàn)的方法是：（1）電梯平層停在行程上部（大約l/3處），在曳引輪最高點(diǎn)同水平平齊的曳引鋼絲繩上做一清晰標(biāo)記；（2）轎廂空載（125%額定載重量的載荷），以額定速度向上（向下）直駛至鋼絲繩標(biāo)記點(diǎn)到達(dá)曳引輪最上方的瞬間，一人發(fā)出指令，另一人同時(shí)斷開電梯主電源開關(guān)；（3）以制停后的曳引輪上的最高點(diǎn)為基準(zhǔn)，在鋼絲繩上做一標(biāo)點(diǎn)，作為測(cè)量點(diǎn)，測(cè)量曳引鋼絲繩原標(biāo)記點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)的距離（需考慮鋼絲繩倍率問(wèn)題），此距離即電梯上行（下行）制停距離。這種檢驗(yàn)方法的不足之處在于：（1）需要兩人配合完成，若兩個(gè)人配合不默契，導(dǎo)致測(cè)量的誤差值較大，受心理因素影響較大。（2）一些電梯檢驗(yàn)人員為了簡(jiǎn)便，省略了做標(biāo)記的步驟，采用直接斷開電梯主電源開關(guān)，目測(cè)滑移距離的方法，這種方法誤差更加大。（3）對(duì)于無(wú)機(jī)房電梯，因曳引機(jī)設(shè)置在井道內(nèi)，在做制停試驗(yàn)過(guò)程中，檢驗(yàn)人員根本無(wú)法觀察到電梯鋼絲繩的滑移距離，從而無(wú)法做出正確判斷。（4）由于沒有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)人員全憑經(jīng)驗(yàn)做出的檢驗(yàn)結(jié)論，針對(duì)同一臺(tái)電梯，同樣的制停距離，不同檢驗(yàn)人員可能得出完全不同的檢驗(yàn)結(jié)論。

3 制停距離檢測(cè)儀

針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)制停距離范圍與實(shí)際差別較大、檢規(guī)對(duì)制停效果描述較為籠統(tǒng)和電梯制動(dòng)試驗(yàn)中存在的不足之處，本文提出一種可以簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確測(cè)量電梯制停距離的檢測(cè)儀器，隨著該制動(dòng)距離檢測(cè)儀的研發(fā)并投入使用，可解決現(xiàn)階段電梯檢驗(yàn)人員主要憑主觀判斷而帶來(lái)的檢驗(yàn)結(jié)論不確定性，及早發(fā)現(xiàn)電梯制動(dòng)器或電梯曳引能力的問(wèn)題，并要求維保單位及時(shí)采取有效措施，防范電梯停車溜梯、沖頂、蹲底事故的發(fā)生。特別是對(duì)于無(wú)機(jī)房電梯，因曳引機(jī)設(shè)置在井道內(nèi)，在做制停試驗(yàn)過(guò)程中，檢驗(yàn)人員根本無(wú)法觀察到電梯鋼絲繩的滑移距離，從而無(wú)法做出正確判斷。而本儀器的檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置在鋼絲繩上，采用非接觸方式（見圖1），觸發(fā)裝置位于井道外，完成制停試驗(yàn)后，便可得出檢測(cè)結(jié)果。

本文提出的電梯制停距離檢測(cè)儀，其工作原理如圖2所示。在制停試驗(yàn)過(guò)程中，設(shè)置在電梯主開關(guān)上的感應(yīng)器，在人為操作斷電瞬間捕捉到信號(hào)，并通過(guò)無(wú)線或有線方式觸發(fā)單片機(jī)開始工作，同時(shí)單片機(jī)控制激光測(cè)速測(cè)長(zhǎng)傳感器開始記錄數(shù)據(jù)。擬采用的激光測(cè)速測(cè)長(zhǎng)傳感器，利用鋼絲繩表面凹凸特征，采用激光反射法直接對(duì)鋼絲繩進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，激光測(cè)距測(cè)長(zhǎng)傳感器輸出電壓波形見圖3。檢測(cè)點(diǎn)直接設(shè)置在鋼絲繩上，采用非接觸方式，通過(guò)檢測(cè)鋼絲繩滑移距離，得出電梯轎廂的制停距離（對(duì)于曳引比2：1的，轎廂制停距離為鋼絲繩滑移距離的一半），并根據(jù)測(cè)算到的制停時(shí)間和檢測(cè)到的鋼絲繩的速度和位移數(shù)據(jù)，微分計(jì)算得出制停時(shí)間區(qū)間段的各個(gè)制停減速度。通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)中要求的減速度數(shù)值比較，得出合格與否的判斷，并輸出顯示制停時(shí)間、距離、最大減速度。此款儀器還可以記錄并輸出電梯制停距離、減速度隨時(shí)間變化的曲線圖，并實(shí)時(shí)顯示電梯速度。

4 結(jié)語(yǔ)

本文在分析電梯制動(dòng)器重要性和電梯標(biāo)準(zhǔn)對(duì)制停距離要求及現(xiàn)有制停試驗(yàn)方法不足的基礎(chǔ)上，提出了一種新型便攜式電梯制停距離檢測(cè)儀。建議檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)在電梯年度檢驗(yàn)中記錄電梯的制停距離，通過(guò)對(duì)比各年度制停距離，分析產(chǎn)生偏差的原因及危險(xiǎn)程度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電梯制動(dòng)器或曳引能力問(wèn)題。此款檢測(cè)儀已經(jīng)研制成功，并計(jì)劃針對(duì)某幾種常見額定速度的電梯，檢測(cè)并記錄其制停距離，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，得出幾種額定速度對(duì)應(yīng)實(shí)際的制停距離區(qū)間取值。

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