電梯限速器常見問題及校驗(yàn)技術(shù)創(chuàng)新

譚凱，徐義

（湖北特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，武漢430000）

1 引言

電梯在出現(xiàn)斷繩、超速等問題后，電梯安全鉗和限速器可以為電梯轎廂提供有效的安全防護(hù)，因此，電梯安全鉗和限速器是電梯驗(yàn)收、定檢階段必須要檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目[員]。通常情況下，安全鉗與限速器都是聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，出現(xiàn)問題的原因是多方面的。為了避免電梯安全裝置的安全隱患問題，探究電梯限速器的常見問題以及相關(guān)校驗(yàn)技術(shù)尤為重要。

2 常見限速器-安全鉗問題

2.1 限速器失效

出現(xiàn)電梯限速器失效的原因是多方面的。限速器的張緊輪的鋼絲繩長(zhǎng)度過長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)拖地、打滑的問題；在進(jìn)行限速器超速工作設(shè)置中，設(shè)定值高于整定設(shè)計(jì)值，當(dāng)電梯在進(jìn)行超速運(yùn)行過程中，限速器的作用難以發(fā)揮；一些老舊電梯長(zhǎng)期使用后，缺少有效的維護(hù)和保養(yǎng)，容易造成限速器彈簧不起作用，這就給限速器的速度變化起到了影響，在磨損的輪槽中，出現(xiàn)鋼絲繩打滑的現(xiàn)象。同時(shí)，維護(hù)不當(dāng)?shù)南匏倨餮b置容易生銹，這也導(dǎo)致電梯的電氣觸電或者機(jī)械動(dòng)作不能正常運(yùn)行，同時(shí)也會(huì)增加甩塊的阻力，造成限速器失效[圓]。此外，還有一些人為原因造成限速器不起作用，如限速器的誤裝。

2.2 鋼絲繩提拉力不足

當(dāng)限速器的鋼絲繩伸長(zhǎng)情況下，容易造成張緊裝置觸地，導(dǎo)致鋼絲繩出現(xiàn)張力不足打滑的問題。日常在進(jìn)行維護(hù)和校驗(yàn)的過程中，一定要確認(rèn)電氣開關(guān)是否能夠在有效運(yùn)行行程內(nèi)保持張緊重塊離地距離。此外，電梯限速器的輪制動(dòng)部件都屬于磨損部件，一旦不及時(shí)進(jìn)行日常維護(hù)，也會(huì)造成鋼絲繩提拉力不足的問題。

2.3 限速器動(dòng)作速度無法滿足要求

由于限速器的彈簧長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行反復(fù)伸縮，導(dǎo)致動(dòng)作速度發(fā)生變化。同時(shí)，電氣安全裝置出現(xiàn)動(dòng)作間隙設(shè)置不合理的問題，也是導(dǎo)致限速器不能在機(jī)械部位之間正常動(dòng)作。此外，大量的雜物和油污也會(huì)給轉(zhuǎn)動(dòng)部件帶來較大的阻力，導(dǎo)致離心甩動(dòng)部分動(dòng)作不準(zhǔn)確或者不靈活，不能滿足要求。

2.4 限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)后導(dǎo)軌損壞

當(dāng)限速器或者安全鉗動(dòng)作時(shí)超過范圍，就會(huì)使得安全鉗對(duì)導(dǎo)軌摩擦過大，造成導(dǎo)軌變形。同時(shí)，安全鉗的部件中出現(xiàn)過多的油污和雜物，也會(huì)造成導(dǎo)軌受損，不能使得楔塊在拉臂松開后自動(dòng)復(fù)位。此外，其聯(lián)動(dòng)故障原因可能是部件設(shè)計(jì)制造質(zhì)量問題、限速器安全鉗安裝調(diào)試匹配性不好、使用過程中未正常保養(yǎng)導(dǎo)致裝置部件因磨損、銹蝕、疲勞等情況引起動(dòng)作速度參數(shù)改變或功能減弱。因此，對(duì)檢測(cè)這一聯(lián)動(dòng)安全系統(tǒng)的功能是否正常顯得尤為重要。

3 電梯限速器校驗(yàn)儀的技術(shù)創(chuàng)新

為了避免上述校驗(yàn)過程中的問題，需要對(duì)電梯限速器的校驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新。目前，電梯限速器校驗(yàn)儀在電梯的檢驗(yàn)檢測(cè)中被廣泛使用，該速度傳感器組件是通過將殼體設(shè)置為多個(gè)連接段，且在橫向上可調(diào)節(jié)，以使得殼體在橫向上的長(zhǎng)度可伸縮，殼體轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于底板上，使傳感器頭可置于不同的位置，以方便現(xiàn)場(chǎng)的電梯限速器校驗(yàn)并提高工作效率。

3.1 技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)創(chuàng)新涉及一種新型的速度傳感器，是電梯限速器速度校驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。

3.2 技術(shù)背景

電梯限速器能夠反映電梯轎廂或?qū)χ氐膶?shí)際運(yùn)行速度，當(dāng)電梯的運(yùn)行速度達(dá)到或超過設(shè)定的極限值（一般為電梯額定速度的115%）時(shí)，限速器停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并借助繩輪中的摩擦力（或夾繩機(jī)構(gòu)）提拉起安裝在轎廂梁上的連桿機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)提拉起安全鉗楔塊，使安裝在轎廂底的安全鉗強(qiáng)行夾持住電梯導(dǎo)軌，使轎廂強(qiáng)行制停在導(dǎo)軌上，同時(shí)，限速器和安全鉗通過機(jī)械動(dòng)作發(fā)生信號(hào)，切斷電梯控制電路，使電梯失電制動(dòng)[3]。由此可見，電梯限速器安全鉗聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)是在電梯因故障超速行駛時(shí)保障乘客人身安全的關(guān)鍵安全裝置。然而在實(shí)際檢驗(yàn)過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生安全鉗和限速器試驗(yàn)均合格，但限速器和安全鉗的聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)卻失效的現(xiàn)象，這使得電梯日常運(yùn)作存在很大的安全隱患。

3.3 具體技術(shù)內(nèi)容

3.3.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

根據(jù)電梯限速器安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)時(shí)限速器鋼絲繩的結(jié)構(gòu)，對(duì)鋼絲繩的提拉力進(jìn)行分析，結(jié)合靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的理論，來確定限速器的最大提拉力的范圍，為拉壓力傳感器的最大測(cè)力范圍和參數(shù)來提供依據(jù)。

3.3.2 技術(shù)分析

技術(shù)分析從以下幾方面進(jìn)行：

員）放大電路。本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的差分放大器，能夠放大微弱的電信號(hào)，同時(shí)根據(jù)安全繩產(chǎn)生的提拉力范圍，來選擇適合的放大芯片，產(chǎn)生的信號(hào)可以反映在線性放大區(qū)域。

圓）源低通濾波電路。選用高精度有源低通濾波器，抑制無用頻率信號(hào)，防止電磁干擾的影響，在具體設(shè)計(jì)中，采用先進(jìn)的Multisim 8 仿真軟件和歸一化方法結(jié)合設(shè)計(jì)出有源低通濾波器的電路，根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)際需要，選擇合適的電阻、電容和集成運(yùn)算放大器。

猿）高速采樣和AD 轉(zhuǎn)換電路。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，采用高速FET 輸入儀器運(yùn)算放大器和四輸入高速16 位AD 轉(zhuǎn)換器作為高速輸入通道，保證在過程中采集到足夠的樣本數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)計(jì)需要，選擇高精度合適的AD 轉(zhuǎn)換芯片。

源）CPU 的選型和設(shè)計(jì)。實(shí)時(shí)運(yùn)算處理量，要求有一個(gè)高速、高容量的中央處理器在系統(tǒng)主控CPU 運(yùn)行的同時(shí)，獨(dú)立地進(jìn)行動(dòng)態(tài)小波分析計(jì)算，并適時(shí)地與主控CPU 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。因此，在此項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目中，采用40MHz 時(shí)鐘頻率微處理器作為主控CPU，采用144kb 內(nèi)存高速微處理器作為運(yùn)算CPU，雙CPU 結(jié)構(gòu)并行工作以保證測(cè)量數(shù)據(jù)處理的高速實(shí)時(shí)性。

緣）軟件控制設(shè)計(jì)。軟件控制設(shè)計(jì)采用系統(tǒng)集成化設(shè)計(jì)，采用Labview 進(jìn)行整體控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)測(cè)試需要，控制測(cè)試系統(tǒng)在限速器繩提拉力達(dá)到35N 時(shí)，即開始記錄測(cè)試數(shù)據(jù)。運(yùn)用Labview，根據(jù)自己的需要靈活地進(jìn)行各個(gè)功能模塊的組合，將所有的儀器控制信息均集中在軟件模塊中，可以采用多種方式顯示采集的數(shù)據(jù)、分析的結(jié)果和控制過程，可實(shí)時(shí)、直接地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，也可通過計(jì)算機(jī)總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的圖形用戶界面（GUI），用計(jì)算機(jī)直接讀數(shù)。根據(jù)工程的實(shí)際需要，使用人員可以通過軟件編程或采用現(xiàn)有分析軟件，實(shí)時(shí)、直接地對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理。

4 技術(shù)實(shí)施情況總結(jié)

收集拉壓力傳感器在不同安裝位置的測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定最佳安裝位置范圍。收集拉壓力傳感器在不同安裝力道下的測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定最佳安裝力道。在安裝的時(shí)候，用固定扭力值設(shè)定的扭力扳手固定拉壓力傳感器，確保所有的安裝都在同一力道下，減少誤差。拉壓力傳感器數(shù)據(jù)傳遞過程中，電磁干擾對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響的消除。為消除電磁干擾的影響，在拉壓力傳感器和數(shù)據(jù)接收器之間的連接線，采用高可靠的電磁屏蔽線，可較好地去除電磁干擾的影響。