曳引式電梯導軌安裝精度與平層準確度檢驗方法研究

任偉彬,劉福建,李 陽,杜 彬

(1.菏澤市產品檢驗檢測研究院,山東 菏澤 274000; 2.菏澤市市場監管監測中心,山東 菏澤 274000;3.菏澤市特種設備協會,山東 菏澤 274000)

0 引言

電梯種類越來越多,其中曳引式電梯工作能力強,安全性能高,可有效提高整部電梯的運行效能,得到了廣泛的應用[1]。但曳引式電梯的對重裝置及轎廂對應位置的導軌安裝與檢測維護難度較大,電梯投入使用一段時間后,終端無法實時、快速、精準地檢測并感知電梯導軌是否發生傾斜、變形、斷裂等故障,致終端對電梯的監測僅停留在表面,無法保證乘梯人員的安全,故對電梯軌道安裝精度、平層精確度進行有效的在線監測成為需要解決的重要技術問題[2]。早期對曳引式電梯導軌的檢驗大多由人工完成,耗時耗力,還會在一定程度上降低檢驗結果的精度。為提高電梯運行的可靠性及安全性,提出了多種可用于曳引式電梯的導軌安裝精度與平層準確度檢測方法。但現有方法均無法發揮預期效果[3],以某曳引式電梯為例,根據電梯安全運行需求,設計了一種針對導軌安裝精度與平層準確度的全新檢驗方法,為電梯導軌的高質量安裝與安全穩定運行提供一種可靠的技術手段。

1 曳引式電梯導軌安裝精度檢測現場的布置

為實現對電梯導軌安裝精度的檢測,應做好檢測現場的布置。選擇激光準直測量法作為主要檢測方法,根據檢測需求,選擇探測標靶、激光準直儀器等作為導軌安裝精度檢測的主要設備[4]。檢測過程中,將激光準直儀器固定在曳引式電梯導軌的頂部(曳引式電梯導軌工作面頂部),確保儀器發射的激光光束與被測曳引式電梯導軌作業面處于一種相對平行的狀態,令儀器發射的激光光束與滑板光電探測標靶的靶心對準固定[5]。如圖1所示。

圖1 曳引式電梯導軌安裝精度檢測現場布置的示意圖Fig.1 Layout of installation accuracy test site of traction elevator guide rail

檢測過程中,滑動滑板,使其沿著曳引式電梯導軌工作面進行反復、上下運動,標靶將主動識別并檢測到靶心位置的變化,將光信號轉化為電信號,按照上述方式完成曳引式電梯導軌安裝精度檢測現場的布置[6]。

2 電梯導軌安裝直線度誤差計算

為掌握曳引式電梯導軌的安裝偏差,提升安裝精度,采集裝置反饋的光電信號,引進最小二乘法進行曳引式電梯導軌頂面直線的擬合,通過此方式計算電梯導軌安裝直線度[7]。

曳引式電梯導軌頂面直線的擬合方程表達式如下:

y=a0+a1x

(1)

(2)

(3)

式中,N表示國際數據測量標準,xi表示由動力牽引電機獲得的第i組電梯移動距離數據,yi表示電渦流第i組位移數據。在上述內容基礎上求測點與直線的近似距離,將其作為平行于y軸的工作面,將最遠點距離基準點的縱坐標最大值表示為xmax,最小值表示為xmin,按照下述公式計算電梯導軌安裝直線度誤差[9]:

Y=xmax+|xmin|

(4)

式中,Y表示電梯導軌安裝直線度誤差。按照上述方式完成曳引式電梯導軌安裝精度的檢驗。

3 基于間接測量法的電梯平層準確度檢驗

完成曳引式電梯導軌安裝精度檢驗后,對電梯平層準確度進行檢驗[10]。

曳引式電梯在運轉過程中,當其抵達平層(平面)時,電感器發送定位信號,使其進入平層狀態,驅動電梯停止,此時其將沿傾斜的導軌運行,并相對于運載裝置呈現對應的斜向上或斜向下運動,即曳引式電梯在進行一種傾斜的升降運動,既作橫向移動,又作縱向移動。要保證曳引式電梯的安全性,就必須保證電梯平層的準確度。

曳引式電梯平層準確度的檢測方法有兩種,即直接檢測技術與間接檢測技術。由于直接測定方法難度較大,不易操作,故采用間接測定方法。

根據曳引式電梯的實際運行狀態,選擇電梯空載與電梯額定載重兩種情況對其開展檢驗。當曳引式電梯的標稱速率為1 m/s以內時,電梯運載設備(車廂)從底部到頂部運轉并逐層停靠,電梯在每個樓層停留時測定車廂踏板與樓層門踏板的豎直高度。當電梯的額定轉速大于1.00 m/s時,分別從下層站臺上行與反向測定2個地坎的中點位差。使用深度尺或直尺,在中心點進行測量,確保數據符合標準后導出數據即可。

實踐中,檢測兩扇門中間點的橫向位置時,由于操作不便,可采用兩扇門側面的橫向位置之差來代替或測定斜行電梯的軌道傾斜角度,利用傾斜角度與高程之差進行電梯平層準確度推算。按照上述方式完成基于間接測量法的電梯平層準確度檢驗。

4 實例應用

為實現對該方法檢驗效果的分析,以某建筑內曳引式電梯為例,使用該方法對電梯導軌安裝精度與平層準確度進行檢驗,對其應用效果進行測試。為確保實驗結果的真實性與可靠性,對研究對象技術參數進行描述,相關內容如表1所示。

表1 曳引式電梯技術參數

掌握曳引式電梯的基本情況后,使用此設計方法進行電梯導軌安裝的精度檢測,根據曳引式電梯的運行方式進行現場布置,根據檢測獲取的相關數據計算導軌安裝誤差。在0 s、0.5 s、1 s、1.5 s、2.0 s、2.5 s、3.0 s、3.5 s、4.0 s共9個時間節點進行導軌偏差的人工測量,并在對應的時間節點使用導軌偏差計算,將人工測量結果作為標準值,對比該方法計算結果與人工測量結果,將其作為對比實驗的最終結果。如表2所示。

表2 曳引式電梯導軌運行中的誤差

從表2可以看出,此方法計算結果與人工測量結果之間的差值在±0.01 mm范圍內,說明此檢驗方法精度較高。在此基礎上進行曳引式電梯導軌角度的人工測量檢驗,將4個指標作為檢驗曳引式電梯平層準確度的關鍵指標,統計實驗結果如圖2所示。

圖2 曳引式電梯導軌角度的人工測量與檢驗結果Fig.2 Manual measurement and inspection results of guide rail angle of traction elevator

從圖2可以看出,本方法計算結果與人工測量結果之間的差值極小,說明該方法可實現對曳引式電梯導軌安裝精度與平層準確度的檢驗,檢驗結果與人工測量結果幾乎一致,實際應用效果良好,可有效提高檢驗結果的精度及可靠度,為曳引式電梯的安全穩定運行提供指導與技術支持。

5 結束語

電梯的安裝精度是保障其運行的基本前提,而導軌安裝精度與平層準確度是衡量電梯質量的重要指標。為保障曳引式電梯的穩定運行,對導軌安裝精度檢測進行現場布置,計算電梯導軌安裝直線度誤差。基于間接測量法進行電梯平層準確度檢驗,設計了一種針對導軌安裝精度與平層準確度的全新檢驗方法。以某建筑內曳引式電梯作為檢驗對象,設計實驗,按照標準完成結果統計,證明此設計方法可提高電梯導軌與平層檢驗結果的可靠性。未來可根據曳引式電梯的實際運行需求,加強此方法的推廣使用。