CN105253738A - 一种电梯超载保护装置的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电梯超载保护装置的检测方法，该方法包括：确定电梯轿厢均布超载载荷时相对于电梯处于空载状态时其轿底与下横梁之间的距离的超载距离变化量；在电梯处于所述空载状态下向触发超载保护动作的方向调整超载保护装置的超载信号采集器；根据所述超载保护装置是否在所述超载信号采集器调整了所述超载距离变化量时发起超载保护动作，确定所述超载保护装置是否满足功能要求。采用本发明，不需要搬运相应超载载荷的重量量具，大大降低人力、物力、财力成本，在得到准确的检测结果的同时，操作便捷、效率高、成本低。

Description

一种电梯超载保护装置的检测方法

技术领域

本发明涉及电梯超载保护装置的检测领域，具体而言，涉及一种电梯超载保护装置的检测方法。

背景技术

电梯超载保护装置是防止电梯超载运行的重要安全部件。其工作原理是：当轿厢内的载荷超过超载载荷时，超载保护装置动作，防止电梯正常启动及再平层，轿厢内有音响或发光信号提示，动力驱动的自动门完全打开，手动门保持在未锁状态，从而防止电梯超载运行，避免事故发生。因此，超载保护装置的检测是一个关系到电梯上乘客与货物安全的重要检验项目。国家质检总局颁布的《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》规定：对于新安装及定期检验的电梯都应进行加载试验，验证超载保护装置的功能。

现行超载保护装置的检测采用加载试验的方法，具体如下：按照电梯的额定载重量计算出超载载荷，再往轿厢内均匀放置砝码直至达到该载荷。超载保护装置如果在达到该载荷时动作，表示其符合标准要求；如果提前动作，则表示超载动作值调整过小，将导致电梯过早提示超载，降低了使用效率，影响用户使用；如果达到该载荷后仍不动作，则表示超载动作值调整过大(含超载保护装置损坏)，将会导致电梯超载运行，形成严重的安全隐患。

在实际操作中，由于砝码的租借与运输费用较高，往轿厢内加载砝码都是人工搬运，劳动强度大，检验耗时长，使得几乎没有单位会在定期检验时对超载保护装置进行加载试验，导致了超载保护装置失效后不能及时被发现和处理，影响了电梯正常的运行及安全性。因此，亟待研制一种简单高效的检测方法，以代替加载试验来检测超载保护装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电梯超载保护装置的检测方法，无需加载至超载载荷及繁杂的操作，能够在保证检测结果准确性的同时，以简单便捷的操作进行高效率的检测。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：

本发明实施例提供一种电梯超载保护装置的检测方法，包括：

确定电梯轿厢均布超载载荷时相对于电梯处于空载状态时其轿底与下横梁之间的距离的超载距离变化量；

在电梯处于所述空载状态下向触发超载保护动作的方向调整超载保护装置的超载信号采集器；

根据所述超载保护装置是否在所述超载信号采集器调整了所述超载距离变化量时发起超载保护动作，确定所述超载保护装置是否满足功能要求。

可选地，在本实施例的一种实现方式中，所述确定电梯轿厢均布超载载荷时相对于电梯处于空载状态时其轿底与下横梁之间的距离的超载距离变化量，包括：通过在轿厢进行小于所述超载载荷的加载测试确定所述超载距离变化量。其中，“小于所述超载载荷的加载测试”包括在轿厢内加载远小于超载载荷的载荷，例如，50公斤、100公斤等。本领域技术人员可以根据需要加载所需的载荷。

可选地，在本实施例的另一种实现方式中，所述通过在轿厢进行小于所述超载载荷的加载测试确定所述超载距离变化量，包括：采用不同的加载方式在轿厢加载小于所述超载载荷的载荷，并测量在各加载方式下轿底与下横梁之间的距离值；根据所测得的距离值、在电梯处于所述空载状态时轿底与下横梁之间的距离值以及所述超载距离变化量与这些距离值之间的关系确定所述超载距离变化量。其中，可以采用可伸缩式的光栅测距传感器或千分表测量在各加载方式下轿底与下横梁之间的距离值，也可以采用其它类似的测量工具进行检测。

进一步可选地，所述采用不同的加载方式在轿厢加载小于所述超载载荷的载荷，包括：采用第一布置方式在轿厢加载预设数量和预设总重量的重量量具，所述第一布置方式为：将所述重量量具均匀布置在轿厢的中线位置；采用第二布置方式在轿厢加载所述预设数量和预设总重量的重量量具，所述第二布置方式为：将所述重量量具等量均匀地布置在轿厢两侧的边缘处。其中，“重量量具”是指用于进行重量传递的量具，其具体可以是自定义的具有特定形状和重量的载荷块，例如，形状像钢板、与轿厢接触面成狭长型的载荷块。

所述超载距离变化量与这些距离值之间的关系满足：Z＝|[(Y2-Y3)×5/8+(Y3-Y1)]×X/M|。其中，Z表示所述超载距离变化量，Y1表示在电梯处于所述空载状态时轿底与下横梁之间的距离，Y2表示在所述第一布置方式时轿底与下横梁之间的距离，Y3表示在所述第二布置方式时轿底与下横梁之间的距离，X表示电梯的超载载荷，M表示所述预设总重量。

可选地，在本实施例的再一种实现方式中，所述通过在轿厢进行小于所述超载载荷的加载测试确定所述超载距离变化量，包括：采用第三布置方式在轿厢加载预设数量和预设总重量的重量量具，并测量此时轿底与下横梁之间的距离值，其中，所述第三布置方式为：以遍布轿厢的方式均匀布置所述重量量具；根据所测得的距离值、在电梯处于所述空载状态时轿底与下横梁之间的距离值以及所述超载距离变化量与这些距离值之间的关系确定所述超载距离变化量。

进一步可选地，所述超载距离变化量与这些距离值之间的关系满足：Z＝|(Y7-Y1)×X/M|。其中，Z表示所述超载距离变化量，Y1表示在电梯处于所述空载状态时轿底与下横梁之间的距离，Y7表示在所述第三布置方式时轿底与下横梁之间的距离，X表示电梯的超载载荷，M表示所述预设总重量。

可选地，在本实施例的其它实现方式中，根据所述超载保护装置是否在所述超载信号采集器调整了所述超载距离变化量时发起超载保护动作，确定所述超载保护装置的是否满足功能要求，包括：记下触发超载保护动作时所述超载信号采集器的调整量；根据该调整量和所述超载距离变化量的大小关系确定所述超载保护装置的是否满足功能要求；其中，如果该调整量等于所述超载距离变化量，则确定所述超载保护装置满足功能要求，如果该调整量小于所述超载距离变化量，则确定所述超载保护装置的超载载荷调整过小，不满足功能要求，如果该调整量大于所述超载距离变化量，则确定所述超载保护装置的超载载荷调整过大，不满足功能要求，如果在所述超载信号采集器调整到极限位置时仍未触发超载保护动作，则确定所述超载保护装置损坏，不满足功能要求。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

无需像现有技术那样加载相应超载载荷的砝码即可有效、准确地检测电梯超载保护装置是否满足功能要求，操作便捷，大大降低人力、物力、财力成本，大幅提高检测效率，保障电梯的安全运行。

附图说明

图1是轿底安装的超载信号采集器的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种电梯超载保护装置的检测方法的流程示意图；

图3是根据本发明实施例的一种电梯超载保护装置的检测方法的流程示意图；

图4A是根据本发明实施例的一种重量量具布置方式的示意图；

图4B是根据本发明实施例的另一种重量量具布置方式的示意图；

图5是根据本发明实施例的一种电梯超载保护装置的检测方法的流程示意图；

图6是根据本发明实施例的一种电梯超载保护装置的检测方法的流程示意图；

图7是根据本发明实施例的一种电梯轿厢及轿厢架的模型示意图；

图8是根据本发明实施例的一种在轿厢加载重量量具的示意图；

图9是根据本发明实施例的一种表示载荷与距离变化量之间的关系的图表。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

电梯的超载信号采集器按超载信号采集位置主要分为两类：一类安装在轿厢底部、检测轿底与轿厢架下横梁之间的距离变化量；另一类安装在机房或井道的顶部，检测绳头组受力大小或弹簧受力变形量。另外还有少量电梯是安装在轿厢顶部。

在轿底安装的减震垫有两种，一种是线性减震垫，其变形量与所受压力成正比，主要是弹簧；另一种是非线性减震垫，其变形量与所受压力不成正比，主要是橡胶。

本发明针对超载信号采集器安装在轿底且安装线性减震垫的情况，提出了电梯超载保护装置的检测方法。为了便于理解，下面参照图1对该类超载信号采集器的原理进行简单说明。

如图1所示，上横梁2、立柱5、下横梁8等通过螺栓刚性联接组成轿厢架，悬挂于曳引钢丝绳1下方；轿顶3、轿壁4、轿底6等通过螺栓刚性联接组成轿厢；轿厢与轿厢架之间安装减震垫7；磁钢9安装在轿底6中心位置；支架10安装在下横梁8上；霍尔接近开关11安装在支架10上并位于磁钢9正下方，霍尔接近开关11与磁钢9之间的距离可调。

轿厢内加载载荷后，轿底6受压下凹，减震垫7被压缩，磁钢9与霍尔接近开关11的距离减小。当达到一定重量时即可触发霍尔接近开关11动作。

在调试超载功能时，往空轿厢内均匀放置该电梯对应的超载载荷M(对于确定一台电梯，M为常数，根据电梯的额定载荷确定，单位为kg)，相对于空载时霍尔接近开关11与磁钢9之间的超载距离变化量(即在电梯超载时二者之间的距离相对于空载时的变化量)为Z。平稳后调整霍尔接近开关11与磁钢9的距离，使霍尔接近开关11正好动作，称为超载动作的临界点(以下简称动作临界点)，在该位置将霍尔接近开关11固定。在以后的电梯的使用过程中，轿厢内的载荷如果达到超载载荷M，则霍尔接近开关11动作，进而触发超载保护装置动作。

其中，超载信号采集器(包括磁钢9和霍尔接近开关11)通常也称作“超载信号采集装置”，其是超载保护装置的一部分。即，超载保护装置除了具有超载信号采集器的信号采集功能之外，还具有其它功能，例如，在超载信号采集器的触发下以声、光的形式执行诸如超载提醒等。

本领域技术人员应当理解，图1所示的结构仅为举例，并不对本发明各实施例所适用的场景构成限制。例如，超载信号采集器除了是图1所示的结构之外，还可以是光电开关等装置，这均可以采用本发明所提供的检测方法。

【实施例1】

图2是根据本发明实施例的一种电梯超载保护装置的检测方法的流程示意图，参照图2，所述方法包括：

20：确定电梯轿厢均布超载载荷时相对于电梯处于空载状态时其轿底与下横梁之间的距离的超载距离变化量。

在本发明中，考虑到实际测量中的测量位置，“轿底与下横梁之间的距离”包括“轿底中心与下横梁之间的距离”，也包括与“轿底中心与下横梁之间的距离”的等效值。因为在实际测量中，为了便于测量，可能所测量的位置并不恰好位于轿底中心(例如，测量位置尽量靠近超载信号检测装置)，此时的测量值可以看作轿底与下横梁之间的距离。

可选地，在本实施例的一种实现方式中，处理20可以通过在轿厢进行小于所述超载载荷的加载测试来实现。对此的示例性说明请参见下文实施例2和实施例3。

22：在电梯处于空载状态下向触发超载保护动作的方向调整超载保护装置的超载信号采集器。

可选地，在本实施例的一种实现方式中，如前所述，超载信号采集器包括霍尔接近开关和磁钢。此时，“向触发超载保护动作的方向”是指以触发超载保护装置进行超载保护动作为目的调整霍尔接近开关与磁钢之间的距离，例如，以缩小霍尔接近开关和磁钢之间的距离的方式调整超载信号采集器。当然，超载信号采集器还可以是光电开关等，本发明对此不做具体限制。

24：根据超载保护装置是否在超载信号采集器调整了超载距离变化量时发起超载保护动作，确定超载保护装置是否满足功能要求。

可选地，在本实施例的一种实现方式中，处理24具体可包括：记下触发超载保护动作时超载信号采集器的调整量；根据该调整量和超载距离变化量的大小关系确定超载保护装置是否满足功能要求。

其中，如果在超载信号采集器调整到极限位置时仍未触发超载保护动作，则确定超载保护装置损坏。如果触发超载保护动作时的调整量等于超载距离变化量，则确定超载保护装置满足功能要求。如果触发超载保护动作时的调整量小于超载距离变化量，则超载载荷调整过小，轿厢内载荷未达到超载载荷时已经触发超载保护动作，超载保护装置不满足功能要求；如果触发超载保护动作时的调整量大于超载距离变化量，则超载载荷调整过大，超载保护装置同样不满足功能要求。

采用本实施例提供的检测方法，通过确定超载距离变化量并根据超载保护装置是否在超载信号采集器调整了超载距离变化量时发起超载保护动作来确定超载保护装置是否满足功能要求，无需像现有技术那样加载满足超载载荷的砝码即可得到有效、精确的检测结果。此外，采用本实施例提供的方法，操作便捷，能在降低劳动成本和检测成本的同时大幅提高检测效率，保障电梯的安全运行。

【实施例2】

图3是根据本发明实施例的一种电梯超载保护装置的检测方法的流程示意图，参照图3，所述方法包括：

30：采用不同的加载方式在轿厢加载小于超载载荷的载荷，并测量在各加载方式下轿底与下横梁之间的距离值。

32：计算确定超载距离变化量。具体而言，根据处理30中测得的距离值、在电梯处于空载状态时轿底与下横梁之间的距离值以及超载距离变化量与这些距离值之间的关系确定超载距离变化量。

可选地，在本实施例的一种实现方式中，可以采用可伸缩式的光栅测距传感器或千分尺测量在各加载方式下轿底与下横梁之间的距离值，以及在电梯处于空载状态时轿底与下横梁之间的距离值。例如，在轿底中心与下横梁之间安装可伸缩式的光栅测距传感器，使得弹性测头抵靠在轿底中心处，并在各布置方式下，记录光栅-数显表的读数。

在本实施例中，超载距离变化量与上述距离值之间的关系随着加载方式的不同而不同。下文会对这种关系进行举例并对所举例的关系的确定方法进行说明。本领域技术人员基于与所举示例相同或类似的思路可以拓展更多的示例和具体关系，这同样落在本发明的保护范围内。

34：在电梯处于空载状态下向触发超载保护动作的方向调整超载保护装置的超载信号采集器。具体说明请参见处理22。

36：根据超载保护装置是否在超载信号采集器调整了超载距离变化量时发起超载保护动作，确定超载保护装置是否满足功能要求。具体说明请参见处理24。

采用本实施例提供的方法，能快速准确地确定超载距离变化量，提高检测效率。

可选地，在本实施例的一种实现方式中，处理30具体通过以下方式实现：采用第一布置方式在轿厢加载预设数量和预设总重量(设为M)的重量量具，所述第一布置方式为：将重量量具均匀布置(例如，由内向外布置)在轿厢的中线位置，如图4A所示(省略了轿厢的轿顶和轿壁)；采用第二布置方式在轿厢加载所述预设数量和预设总重量的重量量具，所述第二布置方式为：将重量量具等量均匀地布置(例如，由内向外布置)在轿底两侧的边缘处，如图4B所示(省略了轿厢的轿顶和轿壁)。

需要说明的是，在本发明的其它实施例中，重量量具可以是砝码，也可以由其它重量量具代替，甚至，厂商或用户可以根据需要自定义量具。例如，重量量具可以是形状和重量较小的载荷块(例如，一个1公斤的正方体)，或者形状如钢板、与轿厢接触面呈狭长型的载荷块。总而言之，重量量具可以以满足下文中提及的轿厢模型中的加载方式为准。

在上述两种布置方式下分别测得轿底与下横梁之间的距离值，此时，超载距离变化量与这些距离值之间的关系满足：

Z＝|[(Y2-Y3)×5/8+(Y3-Y1)]×X/M|。

其中，Z表示超载距离变化量，Y1表示在电梯处于空载状态时轿底与下横梁之间的距离，Y2表示在第一布置方式时轿底与下横梁之间的距离，Y3表示在第二布置方式时轿底与下横梁之间的距离，X表示电梯的超载载荷(单位为kg)，M表示预设总重量(即，采用第一/第二布置方式加载的载荷，单位为kg)。

上述关系是申请人基于材料力学对轿厢所受载荷进行分析得到的，据申请人了解，目前业界不存在基于材料力学对轿厢所受载荷进行分析的思想和方法，这种应用于电梯领域的分析思维以及该公式的应用，对于简化电梯超载保护装置的检测方法具有十分重要的意义。关于该关系的详细说明请参照下文对于公式9的说明。

【实施例3】

图5是根据本发明实施例的一种电梯超载保护装置的检测方法的流程示意图，参照图5，所述方法包括：

50：采用第三布置方式在轿厢加载预设数量和预设总重量(设为M)的重量量具，并测量此时轿底与下横梁之间的距离值。其中，第三布置方式为：以遍布轿厢的方式均匀布置所述重量量具，例如，如图8所示为一种示意图。

可选地，在本实施例的一种实现方式中，可以采用可伸缩式的光栅测距传感器或千分尺或其它测量工具测量轿底与下横梁之间的距离值。

在本发明的各种实施例中，重量量具可以是砝码，也可以是厂商或用户自定义的重量量具。

52：计算确定超载距离变化量。具体而言，根据处理50中测得的距离值、在电梯处于空载状态时轿底与下横梁之间的距离值以及超载距离变化量与这些距离值之间的关系确定超载距离变化量。

在本实施例中，超载距离变化量与这些距离值之间的关系满足：

Z＝|(Y7-Y1)×X/M|。

其中，Z表示超载距离变化量，Y1表示在电梯处于空载状态时轿底与下横梁之间的距离，Y7表示在第三布置方式时轿底与下横梁之间的距离，X表示电梯的超载载荷，M表示预设总重量(即，采用第三布置方式加载的载荷，单位为kg)。

上述关系是申请人基于材料力学对轿厢所受载荷进行分析得到的，据申请人了解，目前业界不存在基于材料力学对轿厢所受载荷进行分析的思想和方法，这种应用于电梯领域的分析思维以及该关系的应用，对于简化电梯超载保护装置的检测方法具有十分重要的意义。关于该关系的详细说明请参照下文对于公式3的说明。

54：在电梯处于空载状态下向触发超载保护动作的方向调整超载保护装置的超载信号采集器。具体说明请参见处理22。

56：根据超载保护装置是否在超载信号采集器调整了超载距离变化量时发起超载保护动作，确定超载保护装置是否满足功能要求。具体说明请参见处理24。

采用本发明实施例提供的方法，通过遍布轿厢均匀布置小于超载载荷的载荷即可确定超载距离变化量，简单便捷，提高检测效率。

【实施例4】

图6是根据本发明实施例的一种电梯超载保护装置的检测方法的流程示意图，参照图6，所述方法包括：

61：测量电梯空载时的Y4。具体而言，在轿底中心与下横梁之间安装可伸缩式的光栅测距传感器，使得弹性测头抵靠在轿底中心处，记录此时的光栅-数显表的读数值Y4。Y4表示电梯空载时弹性测头的被压缩距离量。

在本实施例中，采用光栅测距传感器能够达到精度高、安装方便快捷等优点。当然，这仅是一种示例性的测距方式，本领域技术人员可以根据需要采用现有的其它测距方式，本实施例对此不做具体限制。

62：测量第一布置方式下的Y5。具体而言，将总重量为50kg的重量量具均布在轿厢中间(中线)处进行加载(如图4A所示)，记录此时的光栅-数显表的读数值Y5。Y5表示第一布置方式下弹性测头的被压缩距离量。

可选地，在本实施例中，50kg的重量量具仅为举例，本领域技术人员可以根据需要灵活的选取重量量具的数量、总重量等。虽然本发明对此不做过多限制，但本领域技术人员应当理解，所选取的重量量具在加载后所导致的轿底与下横梁之间的距离变化应当容易被测量，例如，如果重量量具总重较小的话，可能无法准确测量距离变化。

63：测量第二布置方式下的Y6。具体而言，将总重量为50kg的重量量具平均分成两组，均布在轿厢两侧的边缘处进行加载(如图4B所示)，记录此时的光栅-数显表的读数值Y6。Y6表示第二布置方式下弹性测头的被压缩距离量。

64：计算Z值。具体而言，根据已知的电梯的超载载荷X，基于前述步骤记录的数值，根据材料力学对电梯轿厢所受载荷进行分析，即可算出在电梯超载时轿底中心与下横梁之间的距离相对于空载时的缩短量Z＝|[(Y5-Y6)×5/8+(Y6-Y4)]×X/50|。

根据以上对于Y1～Y6的定义可知，被压缩距离量(Y4～Y6)和轿底与下横梁之间的距离(Y1～Y3)之间存在如下关系：Y5-Y6＝Y3-Y2；Y6-Y4＝Y1-Y3。因此，Z＝|[(Y5-Y6)×5/8+(Y6-Y4)]×X/50|＝|[(Y3-Y2)×5/8+(Y1-Y3)]×X/50|。这种等式表示的是两种等同的计算Z值的方式。

65：调整超载信号采集器。具体而言，将超载信号采集器向触发超载保护装置动作的方向移动，设移动距离为T，查看移动过程中超载保护装置的动作情况。

66：判断超载保护装置是否满足功能要求。

具体而言，当T＜Z时，超载保护装置动作，表明超载载荷调整过小，轿厢内载荷未达到超载载荷时超载保护装置已经动作，超载保护装置不满足功能要求。当T＝Z时，超载保护装置动作，表明超载保护装置满足功能要求。当T＞Z时，超载保护装置还未动作，表明超载载荷调整过大,不满足功能要求；如果超载信号触发装置移动到其动作的极限位置超载保护装置还未动作，表明超载保护装置损坏，不满足功能要求。

在处理67之后，可以根据判断结果调整超载保护装置。例如，如果超载保护装置损坏，则由电梯维保单位修复、调整超载保护装置；如果超载载荷调整过大或者过小，则移动超载信号触发装置到超载保护装置恰好动作的位置，然后在该位置向反方向(与触发超载保护装置动作的移动方向相反)将超载信号采集器移动Z的距离并固定。此时如果向空轿厢内均匀加载超载载荷，超载保护装置应动作。

采用本实施例提供的方法，无需像现有技术那样加载满足超载载荷的重量量具即可有效、准确地检测电梯超载保护装置是否满足功能要求，操作便捷，能够降低劳动成本和检测成本，大幅提高检测效率，保障电梯的安全运行。

【关于本发明中的公式】

(公式的提出)

参照图1，当轿厢内均匀加载小载荷M时，霍尔接近开关11与磁钢9之间的距离变化量为Y。如果存在一种函数关系可以以M、Y推算当轿厢均匀加载超载载荷X时的霍尔接近开关11与磁钢9的距离变化量Z，那么可以在轿厢空载时将霍尔接近开关11向磁钢9方向移动距离Z，查看霍尔接近开关是否处于动作临界点。如果处于动作临界点，则认为超载保护装置功能有效；否则，则应上调霍尔接近开关11找到动作临界点，再在该处向下调整霍尔接近开关11距离Z并固定，这时，如果向轿内均匀加载超载载荷X，超载保护装置应动作。如果使用这种方法检测或调整超载保护装置，则无需向轿厢加载超载载荷X。

假设Y与M存在一定的函数关系，记为：

Y＝f(M)……………………(1)

(M与Y成正比)

依据电梯设计图纸对额定载荷为1000kg的电梯轿厢及轿厢架建立数学模型如图7举例所示。其中轿厢内尺寸为常见的1.6m×1.5m，轿厢及轿厢架等结构件采用Q235材料制作，多个减震垫分布于轿底与轿厢架之间的左右两侧，主要参数见表1。

部件	密度(g/㎝3)	泊松比	弹性模量
				结构件	7.85	0.3	2e11
减震垫	0.95	0.42	2.78e6

表1模型的材料参数

接下来，通过有限元的方法分析公式1中Y与M之间的函数关系。利用有限元软件workbench对模型进行分析，共设置515420个节点，309232个单元，以上横梁为支撑，在轿厢加载试验块模拟现场加载重量量具的情况。如图8所示(隐去轿顶与轿壁)，通过模型中试验块的重量来改变载荷M，并记录轿底中心与下横梁之间的距离变化量Y。M与Y的关系如图9所示。

从图9可以看出，在轿厢内均匀加载的条件下，轿厢内载荷M与距离变化量Y基本成线性关系。且当M＝X时，Y＝Z。则存在关系式：

Y＝ZM/X(X≠0)…………….(2)

当载荷M及对应的距离变化量Z已知的情况下，超载距离变化量(即超载载荷时轿底中心与下横梁之间的距离相对于空载时的距离变化量)Z则可表示为

Z＝YX/M(M≠0)…………….(3)

以上计算要求轿厢及轿厢架在超载条件下只发生弹性变形，在去掉载荷后变形恢复到空载水平。以表1的模型材料参数进行有限元分析，当电梯超载时各结构件中最大应力为112MPa，远低于Q235的屈服应力235MPa，所以轿厢及轿厢架在该条件下只发生了弹性变形。

为了便于携带和检测，载荷M不宜过大，一般取50kg左右。如果现场可以达到如模型中轿内载荷M的均匀分布，例如采用50块每块重量为1kg的试验块在轿内均布，并使用仪器检测距离变化量Y，则可以通过公式3计算得到Z。向磁钢方向移动霍尔接近开关Z的距离，根据电梯是否发出超载保护动作就可以检测超载功能的有效性。将该方法称为轿厢均布小载荷的超载保护装置检测法。

上述方法可行，但实际操作中试验块过小、数量太多等会使检测工作趋于繁琐。因此，进一步提出如下一种间接方式检测距离变化量Y代替均匀加载的检测方式。

将Y分解成加载后减震垫变形量及轿底变形量之和，分别进行讨论。设前者为Ya，后者为Yb，即：

Y＝Ya+Yb…………….(4)

(Ya的检测方法)

轿底的减震垫处的空间狭小，检测距离变化的仪器安装困难，因此不便在该位置测量Ya。如图8模型中的线L1、L2所示，在轿厢左右两侧紧贴轿厢壁，从内至外各均匀加载25kg载荷，通过有限元分析可知，这种加载方式与轿厢均匀加载50kg载荷，减震垫的压缩量是相同的，而且压缩量Ya与所加载荷成线性关系。以上左右两侧加载的模型相比于空载时，轿底中心位置下降量为0.1447mm，减震垫的压缩量为0.1438mm(上述值通过有限元软件分析得到)，前者相比于后者的误差为0.6％，表明在该加载条件下，以检测轿底中心位置距离变化量来代替减震垫的压缩量Ya误差非常小，对检测精度产生的影响在允许范围(通常认为偏差在5％是允许范围)之内。

设空载时轿底中心与下横梁的距离为Y1，以上述方式加载后该距离为Y3，则：

Ya＝Y1-Y3…………….(5)

将(4)、(5)式代入(3)式得

Z＝(Y1-Y3+Yb)X/M…………….(6)

(Yb的检测方法)

在载荷均布的条件下，Y、Ya均为线性变化，则Yb也为线性变化。将轿厢视作安装在减震垫上的简支梁，轿厢的宽度即为简支梁的跨度，对于中心点的挠度，在轿厢内均匀加载载荷等同于在简支梁上均布载荷，在轿厢中线位置从内至外线性施加载荷(如图4中线L3所示)等同于在简支梁的中心位置集中加载。通过材料力学的相关公式可得到，在不考虑减震垫变形的条件下，在简支梁上均布线性载荷q时，中间位置的挠度W₁为：

$W_1=\frac{5}{384}\frac{{\mathrm{ql}}^4}{EI}$

其中E为弹性模量，I为截面惯矩，l为简支梁跨度。

在简支梁中线位置加载载荷P时，中间位置的挠度W₂为：

$W_2=\frac{1}{48}\frac{{\mathrm{Pl}}^3}{EI}$

在同一模型中，当ql＝P，即均布载荷等于集中载荷时，存在 $\frac{W_1}{W_2}=\frac{5}{8}.$ 在轿厢中间位置从内至外线性加载载荷量为M时，在轿底中间位置与下横梁的距离为Y2，考虑此时减震垫变形后可得：

$\frac{Yb}{Y1-Y2-Ya}=\frac{5}{8}\mathrm{...}\left(7\right)$

整理得：

$Yb=\frac{5}{8}(Y3-Y2)\mathrm{...}\left(8\right)$

将8式代入(6)可得

$Z=\[Y1-Y3+\frac{5}{8}(Y3-Y2)\]X/M\mathrm{...}\left(9\right)$

上式中M、X为已知量，Y1、Y2、Y3为可测量。因此，根据公式9即可计算出超载距离变化量Z。

下面针对公式3进行公式验证，具体而言，将公式3的计算值Z与实际检测数据进行对比验证。

(公式3的现场验证)

现场对轿厢均布小载荷的超载保护装置检测法进行验证，试验方法为：制作50个试验块，每块重量为1kg；在电梯空载时将千分表固定在下横梁上，表头紧贴轿底中心位置，读取数据Y8(单位为mm)；将50块试验块均布在轿厢内，读取数据为Y9(单位为mm)，则该载荷下轿底中心与下横梁之间的距离变化量(即Y7-Y1)为Y9-Y8。根据公式3计算Z值，即Z＝YX/M＝(Y7-Y1)X/M＝(Y9-Y8)X/M。清空轿厢，然后均布相应超载载荷X，读取数据Y10(单位为mm)，则现场轿厢均布相应超载载荷时轿底中心与下横梁的距离变化量Y'＝Y10-Y8，并将Y'作为计算相对误差的真值。公式3的计算值Z与真值Y'之间的相对误差计算方法为：

$\frac{\left|Z-Y^{\′}\right|}{Y^{\′}}\×100\%$

表2公式3计算值与现场检测数据对比

从表2中可以看出，公式3计算值Z与现场加载检测值Y'的相对误差较小，相符度较高。

下面针对公式9进行公式验证，具体而言，将公式9的计算值Z与模型中超载的分析结果及实际检测数据进行对比验证。

(公式9的模型验证)

表3为根据公式9计算得到的Z值与模型分析数据的对比。根据电梯图纸建立三种常见额定载荷的轿厢模型。通过不同的轿厢尺寸、结构件刚度及减震垫刚度等，验证公式9的正确性及通用性。

对比数据从模型中取值，取值结果如表3。其中Y1、Y2、Y3、Z(单位均为mm)的定义如前文，加载的载荷M＝50kg，Yx(单位为mm)指各轿厢均布相应超载载荷X时轿底中心与下横梁的距离，Y'(Y'＝|Yx-Y1|，单位为mm)为电梯超载时轿底中心与下横梁之间的距离减小量，以Y'作为计算相对误差的真值，计算值Z与真值Y'之间的相对误差的计算方法为： $\frac{\left|Z-Y^{\′}\right|}{Y^{\′}}\×100\%$

表3公式9计算值与模型分析数据对比

从表3中可以看出，公式9的计算值Z值与模型分析值Y'的相对误差较小，相符度较高，可以用Z表示实际的超载距离变化量。

(公式9的现场验证)

如前文所述，被压缩距离量(Y4～Y6)和轿底与下横梁之间的距离(Y1～Y3)之间存在如下关系：Y5-Y6＝Y3-Y2；Y6-Y4＝Y1-Y3。因此，Z＝|[(Y5-Y6)×5/8+(Y6-Y4)]×X/50|＝|[(Y3-Y2)×5/8+(Y1-Y3)]×X/50|。这种等式表示的是两种等同的计算Z值的方式。在现场验证阶段，我们测量的是被压缩距离量Y4～Y6。

表4为现场加载试验的检测数据与计算值的对比。试验方法为：在空载时将千分表固定在下横梁上，表头紧贴轿底的中心位置，读取数据Y4(单位为mm)；将载荷M分成不同长度的试验块若干，组合使用以满足不同轿厢深度的要求，如图8中L1、L2所示位置，紧贴轿厢左右两侧的轿壁从里至外加载各加载M/2的载荷，读取数据Y6(单位为mm)；再将载荷M在轿厢中间位置从里至外加载，如图8中L3所示，读取数据Y5(单位为mm)，根据公式9计算得出计算值，取绝对值。

清空轿厢，然后均布相应超载载荷X，读取数据Yx(单位为mm)。|Yx-Y4|就是电梯超载后轿底中心与下横梁的距离变化量Y'(单位为mm)，将Y'作为计算相对误差的真值，计算值Z与真值Y'之间的误差的计算方法同上。

表4公式9计算值及现场检测数据对比

由于现场因素的影响，表3中的相对误差大于表2中的相对误差，但均在5％以内，满足对超载保护装置安全性能的检测要求。

综合表2、表3、表4中数据可以看出，以公式3或者公式9的计算值作为判断超载保护装置是否有效的依据，准确均度较高，这两种检测方法可行。

以上对本发明中所应用的确定Z的方法及该方法的可行性进行了描述。本领域技术人员应当理解，在现场验证过程中所采用的一些方法(例如，测距方法等)同样可以应用于本发明各种实施例中。

本领域技术人员应当理解，在本发明各种实施例中，在布置重量量具时不限于本说明书所举例的布置方式，因为基于本发明所提供的确定公式9、公式3的思路和方法，本领域技术人员可以想到在其它布置方式下如何确定用于计算Z的公式，并采用与本发明所提供的方法相同或等同的方法检测电梯超载保护装置。而这些确定用于计算Z的公式的方法、检测电梯超载保护装置方法等均可以作为本发明的具体实施例，即，均落在本发明的保护范围内。

本领域技术人员还应当理解，在本发明各种实施例中，为了提高检测的准确性，例如，为了提高Z值的准确性，可以多次重复布置重量量具并多次读数，然后基于多次读数和现有算法计算得到具有较高准确度的Z值。因此，本发明不限制在轿厢加载载荷的次数，也不限制读数的次数。

换言之，就实施例2而言，虽然其中举例采用了第一布置方式和第二布置方式各一次，但在其它实施例中不限于第一布置方式和第二布置方式，也不限于一次。

以上所描述的仅为本发明的优选实施例，仅用于举例说明，不能以此来限定本发明的保护范围，因此，根据本发明说明书和权利要求书的教导，在脱离本发明的实质的情况下可进行各种修改和变更，对上述实施例所作的各种等同变化，仍落入本发明权利要求所涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种电梯超载保护装置的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

确定电梯轿厢均布超载载荷时相对于电梯处于空载状态时其轿底与下横梁之间的距离的超载距离变化量；

在电梯处于所述空载状态下向触发超载保护动作的方向调整超载保护装置的超载信号采集器；

根据所述超载保护装置是否在所述超载信号采集器调整了所述超载距离变化量时发起超载保护动作，确定所述超载保护装置是否满足功能要求。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定电梯轿厢均布超载载荷时相对于电梯处于空载状态时其轿底与下横梁之间的距离的超载距离变化量，包括：

通过在轿厢进行小于所述超载载荷的加载测试确定所述超载距离变化量。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过在轿厢进行小于所述超载载荷的加载测试确定所述超载距离变化量，包括：

采用不同的加载方式在轿厢加载小于所述超载载荷的载荷，并测量在各加载方式下轿底与下横梁之间的距离值；

根据所测得的距离值、在电梯处于所述空载状态时轿底与下横梁之间的距离值以及所述超载距离变化量与这些距离值之间的关系确定所述超载距离变化量。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述测量在各加载方式下轿底与下横梁之间的距离值，包括：

采用可伸缩式的光栅测距传感器或千分表测量在各加载方式下轿底与下横梁之间的距离值。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用不同的加载方式在轿厢加载小于所述超载载荷的载荷，包括：

采用第一布置方式在轿厢加载预设数量和预设总重量的重量量具，所述第一布置方式为：将所述重量量具均匀布置在轿厢的中线位置；

采用第二布置方式在轿厢加载所述预设数量和预设总重量的重量量具，所述第二布置方式为：将所述重量量具等量均匀地布置在轿厢两侧的边缘处。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述超载距离变化量与这些距离值之间的关系满足：

Z＝|[(Y2-Y3)×5/8+(Y3-Y1)]×X/M|，

其中，Z表示所述超载距离变化量，Y1表示在电梯处于所述空载状态时轿底与下横梁之间的距离，Y2表示在所述第一布置方式时轿底与下横梁之间的距离，Y3表示在所述第二布置方式时轿底与下横梁之间的距离，X表示电梯的超载载荷，M表示所述预设总重量。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过在轿厢进行小于所述超载载荷的加载测试确定所述超载距离变化量，包括：

采用第三布置方式在轿厢加载预设数量和预设总重量的重量量具，并测量此时轿底与下横梁之间的距离值，其中，所述第三布置方式为：以遍布轿厢的方式均匀布置所述重量量具；

根据所测得的距离值、在电梯处于所述空载状态时轿底与下横梁之间的距离值以及所述超载距离变化量与这些距离值之间的关系确定所述超载距离变化量。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述超载距离变化量与这些距离值之间的关系满足：

Z＝|(Y7-Y1)×X/M|，

其中，Z表示所述超载距离变化量，Y1表示在电梯处于所述空载状态时轿底与下横梁之间的距离，Y7表示在所述第三布置方式时轿底与下横梁之间的距离，X表示电梯的超载载荷，M表示所述预设总重量。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述超载保护装置是否在所述超载信号采集器调整了所述超载距离变化量时发起超载保护动作，确定所述超载保护装置的是否满足功能要求，包括：

记下触发超载保护动作时所述超载信号采集器的调整量；

根据该调整量和所述超载距离变化量的大小关系确定所述超载保护装置的是否满足功能要求；

其中，如果该调整量等于所述超载距离变化量，则确定所述超载保护装置满足功能要求，

如果该调整量小于所述超载距离变化量，则确定所述超载保护装置的超载载荷调整过小，不满足功能要求，

如果该调整量大于所述超载距离变化量，则确定所述超载保护装置的超载载荷调整过大，不满足功能要求，

如果在所述超载信号采集器调整到极限位置时仍未触发超载保护动作，则确定所述超载保护装置损坏，不满足功能要求。