自動跟隨式電梯導軌垂直度檢測方法研究

摘要：電梯因長時間使用，由于共振等原因導軌容易造成移位，影響電梯的運行舒適感;結合相關現存專利的優缺點，根據國家標準GB/T10060-2011要求，通過理論分析和結合使用環境，設計一種自動跟隨式電梯導軌垂直度檢測儀，檢測電梯導軌垂直度，提高電梯的使用舒適感和避免安全事故。

關鍵詞：電梯;舒適感;導軌;跟隨式;垂直度

0.引言

隨著我國城市化快速推進，近十幾年電梯得到迅猛發展，電梯已然實現快速、安全和智能等特點。電梯廣泛使用和長時間運行，根據電梯特有結構，使用過程中導軌需要永久保持垂直狀態;但經歷長時間洗禮，固定導軌的圈梁、磚墻和支架變得不牢靠，導致側工作面和頂工作面發生偏移并加劇電梯的振動，電梯承運質量差，更有甚者電梯導軌脫落，導致特種設備安全事故發生，因此電梯導軌垂直度檢測變為重要。

1.電梯導軌失效形式分析

電梯導軌的安裝方式主要包括：（1）導軌安裝在磚墻之上，該安裝方式在使用年限較長時，導軌支架鉗在墻上膨脹螺栓易脫落;（2）導軌安裝與圈梁之上，電梯長時間運行，導軌在固定頻率下振動，螺栓容易松動，導致導軌垂直度不在規定范圍之內，影響電梯運行質量;（3）導軌通過導軌支架固定在圈梁上，長時間運行也會導致電梯運行質量較差。

導軌因使用年限過長，引起螺栓或者支架松動，在前期電梯因為導軌輕微移位，電梯運行質量差，但是等到情況繼續發展，會出現導軌歪扭變形、脫落導軌變形導致電梯無法運行，甚至出現支架脫落導致電梯事故發生。

2.導軌垂直度檢測裝置設計

通過研究分析電梯導軌垂直度檢測裝置的相關專利，現存電梯導軌垂直度檢測裝置基本框架如圖1所示，電梯導軌垂直檢測裝置設計一種支架，檢測裝置安裝于支架上，利用驅動裝置驅動手動或者自動驅動支架在導軌上運行，把采集下來的數據發送到PC端運算，利用儲存器儲存并顯示測試結果。

根據GB/T10060-2011《電梯安裝驗收規范》要求，安裝安全鉗的導軌工作面相對安裝基準線每5m長度內的偏差均不應大于0.6mm，工作面接頭處不應有連續縫隙，局部縫隙不應大于0.5mm，臺階不應大于0.05mm，導軌位置保持精度要求高，對導軌垂直度檢測提出較高要求。對現存的電梯導軌垂直度檢測裝置綜合分析和實際考量，電梯運行期間構造通用性和特殊性，根據電梯實際特性和使用便捷性、可操作性和檢測效率，對電梯導軌垂直度檢測裝置提出設計理念：電梯在檢修狀態下運行，電梯運行速度較慢（不會超過0.6m/s），跟隨式電梯導軌垂直度檢測裝置直接安裝于轎頂上，通過檢驗人員簡單安裝后，可以實現檢測導軌垂直度的檢測，同時兼顧兩列導軌頂面的偏差檢測。

跟隨式電梯導軌垂直度檢測儀原理設計如圖2中所示，以導軌的頂面為例，導軌垂直度為非垂直狀態下，導軌的偏差等于導軌上任意兩點之間最大偏差值，等同于以A1點為基準點，測量其它位置Bn與基準點A1的偏差值Ln，取上下極限偏差值的絕對值即可以得到導軌位置的偏差。設計一種隨行裝置，已知A1和B1垂直距離固定LA1B1（如圖2所示），可得B1與A1之間的偏差位置L1值：

當B1與A2相重合時，B1為B2的相對基準點，同理可得B2的垂直度相對基準點A2偏離，偏離A2角度α2，計算LA2A3：

且A2與B1在同一個位置，可得B2相對于A1的位置偏離L2：

由于基準點A1到B1之間之間距離較小，假設導軌在基準點A1到B1之間L1內為線性偏差，可在A1與B1之間任何位置m的偏差。A1相對A1的偏差為0，B1相對于A1的偏差為L1，可得：;;（式中：相對于A1的偏差、—表示在A1和B1之間任意位置相對于A1的偏差;相對于B1的偏差L1）。同理可以計算得到導軌任何位置上與基準點的偏差。

式中：INT（n）—表示對距離A1和Bn距離的LA1Bn與LA1B1取整。—表示對距離A1和Bn距離的LA1Bn與LA1B1取余。—表示在A1和B1之間（A1和Bn距離的LA1Bn與LA1B1取余）位置偏差距離。

跟隨式電梯導軌垂直度檢測儀原理設計需要測量導軌垂直度，采用激光測距儀測量軌位置。激光測距儀安裝于轎頂，與支架分開，單獨安裝通過通信線把電梯位置發送到運算模塊上。

3.跟隨式電梯導軌垂直度檢測儀的實現方法

根據電梯導軌垂直度檢測裝置檢測電梯導軌垂直度的特性，跟隨式電梯導軌垂直度檢測裝置基本框架與圖1基本一致，包括：支架、驅動裝置、檢測裝置、運算、儲存、輸出。由于電梯本身可自行而上或者自下而上的運行，可借助電梯本身的運動，把電梯導軌垂直度儀快速、便捷安裝于電梯轎頂，跟隨著電梯運行而運行，能夠滿足全導軌檢測;同時利用電梯自身固有屬性，可免去其中的動力元件，減少電梯導軌自身因為裝配或者運動帶來的間接誤差，提高了檢測精度。5G手機廣泛使用，在設備上不設置傳統的人機交互界面，采用藍牙技術，使用APP，跟隨式電梯導軌垂直度裝置上只設置通信串口，采集來的數據通過藍牙發送到手機，通過手機上的專有APP程序，利用大數據系統，把采集來的數據保存到手機或者云端。跟隨式電梯導軌垂直度檢測儀突出特性：跟隨式、檢測原理、大數據計算和儲存。

4.結束語

本文根據電梯長時間使用，導軌容易造成錯位，通過總結電梯導軌安裝與失效形式，確認自動跟隨式電梯導軌垂直度檢測方法研究。結合相關現存專利的優缺點，根據國家標準GB/T10060-2011要求，理論分析自動跟隨式電梯導軌垂直度檢測儀的設原理，設計滿足一種自動跟隨式電梯導軌垂直度檢測儀，為今后的導軌垂直度檢測提供一種可靠方案。

參考文獻：

[1]《電梯制造與安裝安全規范》（GB/T 7588-2003）

[2]《電梯安裝驗收規范》（GB/T 10060-2011）

[3]李醒飛.電梯導軌幾何誤差測試系統[J];中國機械工程.2005（04）71-74

[4]林建新.自動跟隨式電梯導軌垂直度檢測儀及其檢測方法[P]：中國，2019106878366.2019.10.25

作者簡介：林建新（1988—），男，福建連城人，學歷：碩士研究生，工程師，研究方向：流體傳動與控制。