电梯制动性能无载荷检测技术的探讨

电梯制动性能无载荷检测技术的探讨

范建航

广东省特种设备检测研究院清远检测院 邮编：511500

摘要：2020年4月10日国市监特设【2020】56号“市场监管总局关于进一步做好改进电梯维护保养模式和调整电梯检验检测方法试点工作的意见”中的《电梯检测规则（试行）》要求：乘客电梯应每5年进行一次制动试验。《电梯检测规则（试行）》注A-15提出“经电梯型式试验机构确认，认为按照电梯整机制造单位制定的试验方法进行试验，能够判定是否达到本条所述要求时，可以采用该方法进行制动试验。”由于制动试验需要125%的额定载荷进行试验，试验过程中花费大量的人力物力，为使用单位和维保单位所诟病。因此，125%制动试验以及125%制动试验的替代方法开始吸引大家的关注。

关键词：电梯制动；无载荷；检测技术；

引言

随着城市化进程的不断推进，电梯已成为人们生产生活过程中不可或缺的交通工具，作为一类机电类特种设备，电梯安全性能得到越来越多的关注。目前在用垂直电梯基本都为曳引驱动电梯，曳引机是电梯运行的重要动力部件和安全部件，电梯运行时通过曳引电动机带动曳引轮为电梯上行和下行提供驱动力，而当电梯正常达到指定层站或遇到电梯上行超速功能被触发、安全开关意外动作等特殊情况需要紧急制停时，则需利用制动器进行曳引轮减速直至电梯完全停止。作为曳引机的重要组成部分，制动器使用频率最高，可视为电梯的“刹车系统”，制动器不及时动作或提供的制动力矩不足时将使电梯带病运行，极易导致轿厢失速，甚至冲顶或墩底，造成人员剪切、挤压、坠落、撞击等事故，严重威胁乘客生命财产安全。因此，制动性能一直都是电梯检验检测过程中重点关注的指标。

1常用检验方法分析

在电梯制动距离测量仪器没有出现之前，检验人员最常用的是在电梯运行时，在钢丝绳上做一标记，在标记的同时，立刻拉电，等电梯停止运转后，再测量钢丝绳从标记到最终停止的距离，即算作电梯的制动距离。目前最常见的电梯制动距离测量仪器的原理就是基于常见测量方法改进的，用一滚轮或者距离测量仪器与钢丝绳紧密接触，当电梯制停时，测量出钢丝绳从开始停止到最终停止移动的距离即为电梯的制动距离。上述方法在检验时，由于钢丝绳会滑离，但是轿厢却没有移动，因此常常会有测量误差，在一些不利情况下检验人员会出现误判现象。

2电梯125%载荷试验带来的问题和风险预防

目前最常见的检验手段是在轿厢承载125%额定载荷时直接进行电梯下行制动试验，但试验中存在一定的风险，尤其是在旧电梯上，可能会导致电梯悬挂系统的不可逆损坏，如：曳引绳脱离导向轮或反绳轮绳槽，甚至拉断，绳头组合的松动或损坏，轿厢龙门架严重变形，制动器故障等，导致轿厢在125%载荷时打滑、蹲底，限速器安全装置动作，导轨弯曲变形，导靴与导轨分离，可能还有其他不易发现的隐患，如控制系统和变频器在后续使用中出现故障。但这同时也证明了125%载荷试验的有效性和必要性。经过对载荷试验伤害的风险等级评估，可以通过下面的一些行动来预防这些风险。（1）每次载荷试验前，应首先对使用资料进行审查，尤其是故障统计、故障分析、急修清单等，了解近几年的设备本体情况、使用环境情况，尤其是近5年来的电梯巡查情况、维保情况，重点关注是否进行过零部件的更换、是否进行过重大修理或者改造活动、是否发生过电梯安全事故。（2）设备技术档案资料审查完后，再开始检验工作。进入机房后，应先以预设定的检修速度进行慢车试验，然后以电梯额定速度进行试验。整机试验应在所有单项试验无问题后进行。（3）在检查过程中，建议将性能试验与使用环境都检查完后，尤其是对电梯平衡系数进行复测，再进行制动试验。

3无载荷检测原理

目前在用垂直电梯基本都为曳引驱动电梯。电梯运行时通过电动机带动曳引轮旋转，依靠曳引轮周向轮槽与钢丝绳组间摩擦力（曳引力）带动钢丝绳移动，使电梯轿厢和对重相反方向运行。电梯到达指定层站或紧急制停时控制系统控制制动器动作，通过制动闸瓦与制动轮摩擦实现曳引轮减速，进而使轿厢制停。电梯制动过程中由于曳引轮两侧质量差将对制动轮轴心产生偏载力矩，运动部件由于具有转动惯量也会产生惯性力矩，惯性力矩既包括曳引轮、制动轮等旋转部件的惯性力矩，也包括轿厢、对重、轿厢中载荷、钢丝绳、补偿绳（链）直线运动部件的惯性力矩。令偏载力矩正方向为轿厢减速运动方向，即制动时制动力矩的反方向，忽略导轨摩擦力对系统影响并假设制动过程为匀减速过程，根据力矩平衡关系，制动过程中制动闸瓦产生的制动力矩为偏载力矩与惯性力矩的和，可得轿厢在不同位置、不同运行方向、不同装载质量下制动过程动力学模型。

4基于电梯平衡系数的检测方法

利用电梯空载时向对重方向的偏载，能够实现对任意平衡系数电梯的检测，使用电梯空载稳速下行时的输出电流关联平衡系数，利用电梯的这两个高特征参数，将电流通过转矩与电梯载荷相关联，给出及准确的检测电流数值，从而精确检测制动力是否标准要求。该方法的实施主要包括：首先通过查验监检验收报告查到电梯的平衡系数；接着通过直接测量获取电梯空载下行稳速时的驱动主机输出电流，并通过公式折算出驱动主机检测的输入转矩。最后，在制动力检测时，令电梯处于空载状态且制动器处于闭合状态，利用电梯控制系统使用电梯驱动主机向对重方向输出检测转矩；施加检测转矩后，判断驱动主机是否转动，如果转动，则说明制动力不足，不满足要求。该方法检测时间短，不影响电梯的正常使用，可以设置合理的周期自动检测，如果监测合格，该电梯的制动力完全能够保障电梯的安全可靠运行。但该检测方法折算的转矩可能较大，对摩擦式制动器可能造成磨损。

5检测装置

（1）装置固定。将测量装置的支架通过夹块夹持与轿厢缓冲器上，观察缓冲器和支架之间的间隙，通过螺栓和螺纹孔的配合调整测量装置的位置。（2）调水平。一边调节脚螺母，一边观察水平仪，为了较为精准地调节制动距离测量装置的水平，三个脚螺母必须配合调整。（3）测电流。将钳形测电流装置与控制盒连接，钳口夹住极限开关电源线，测量线路有无电流。（4）测量。接通移动电源，在移动显示终端发出测量指令，当钳形测电流装置测出极限开关电源线无电流时，激光测距仪开始测量轿厢的制动距离，移动显示终端通过激光测距仪传输的无线信号显示数值，然后将数值与厂家给出的数值进行分析比较，得出轿厢制动距离是否满足要求的结论。

结束语

通过分析目前对电梯制动性能无载荷检测技术的分析比较，目前，通过空载试验有效评价电梯有载下行制动性能的方法和测试设备很少。另外，现有的检测技术只提供了检测结果，未提供整个制动过程分析，明确导致制动性能下降的具体因素，例如控制系统响应时间、制动器动作响应时间等更详细的内容，以便能够根据这些数据，为电梯制动性能的调整提出方案和整改方向。在提高现场检验的准确度、便捷度的同时，还提升了检验的服务质量、服务水平。

参考文献

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