CN108439140A - 一种改进曳引机结构的电梯平衡性实时监测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改进曳引机结构的电梯平衡性实时监测方法和系统，属于电梯检测领域。该装置是将压力传感器安装于承载曳引机重量的槽钢与曳引机基座底部接触处，其受力面均与曳引机基座底部垂直。根据压力传感器测得的压力值公式计算出轿厢重量和对重重量；然后根据电梯平衡系数公式计算出电梯平衡系数。本发明不需要做平衡系数载荷试验，通过监测装置直接得出平衡系数；并可以实时监控电梯的载荷情况，实现超载保护。

Description

一种改进曳引机结构的电梯平衡性实时监测方法和系统

技术领域

本发明属于电梯检测领域，涉及一种改进曳引机结构的电梯平衡性实时监测方法和系统。

背景技术

目前我国的很大一部分电梯的平衡系数值严重偏离检验推荐的区间0.4～0.5。尽管常用的电梯平衡系数检测有“国标方法”、“称重方法”和“快捷方法”等检测方法。

“国标方法”是通过“电流-负荷曲图”确定使电梯上行与下行电流相同的加载重量值来进行检测，虽然检测精度相对较高，但是需要多次加载运行测试；“称重方法”是通过称重电梯空载工况曳引轮两侧的重量参数，直接按电梯平衡系数的定义换算其数值，虽然检测作业时无需加载，但由于受机械摩擦力影响，与“国标方法”有差异，而且检测仪器现场安装不便捷；“快捷方法”是通过对空载功率与速度实时测量，基于运行能量传递理论建立数学模型求解电梯平衡系数，虽然检测精度高，空载运行检测作业便捷，但是测试仪器价格昂贵。

基于现有电梯平衡系数检测方法，都无法满足检测精度高的同时保持电梯正常运行。因此，亟需一种可保证电梯在正常运行工况下，能实时监测电梯平衡状况的装置。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改进曳引机结构的电梯平衡性实时监测方法和系统，解决不需要做平衡系数载荷试验，就可以通过监测系统直接得出平衡系数；并可以实时监控电梯的载荷情况，实现超载保护。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种改进曳引机结构的电梯平衡性实时监测系统，包括曳引机4、压力传感器Ⅰ1、压力传感器Ⅱ2、通信模块、电梯控主控机和显示器；

所述压力传感器Ⅰ、Ⅱ安装于承载曳引机重量的槽钢与曳引机基座底部接触处，其受力面均与曳引机基座底部垂直；所述通信模块与压力传感器Ⅰ、Ⅱ通过数据线连接，将压力传感器Ⅰ、Ⅱ测得的数据传输至电梯主控机；

所述显示器用于显示压力传感器Ⅰ、Ⅱ测得的压力值。

进一步，所述压力传感器Ⅰ、Ⅱ均采用轴承座式压力传感器。

一种改进曳引机结构的电梯平衡性实时监测方法，具体包括以下步骤：

S1：将压力传感器Ⅰ、Ⅱ安装于承载曳引机重量的槽钢与曳引机基座底部接触处，其受力面均与曳引机基座底部垂直，然后将所述的一对压力传感器连接至通信模块上，最后在电梯正常运行工况下，从显示器中读取压力传感器Ⅰ、Ⅱ测得的压力值T1和T2；

S2：根据步骤S1测得的T1和T2，结合如下方程组计算出轿厢重量G2＝F2和对重重量G1＝F1，方程组如下：

其中，β＝arctg(H₁/L₁)+arcsin((R₁-R₂)/(H₁ ²+L₁ ²)^1/2)，为驱动绳轮3圆心与导向滑轮5圆心连线与水平线的夹角，此夹角取锐角；H为驱动绳轮3圆心到压力传感器下表面的竖直距离，H1和L1分别为驱动绳轮3圆心到导向滑轮5圆心的竖直和水平距离，L1为驱动绳轮3圆心到压力传感器Ⅰ或Ⅱ测力点的水平距离，R1为驱动绳轮3的半径，R2为导向滑轮5的半径；

S3：根据电梯平衡系数公式K＝(G₂-G₁)/G，计算出电梯平衡系数K，其中G表示电梯额定载重。

本发明的有益效果在于：本发明已考虑电梯对重重量、轿厢重量、曳引钢丝绳重量、补偿绳(链)重量、随行电缆重量等因素对电梯曳引机曳引绳两侧不平衡程度的影响。因此，可实时监测电梯在不同高度的平衡系数，给调整补偿绳(链)重量提供依据，达到完全补偿而实现电梯平衡系数不随轿厢高度变化。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明所述系统立体示意图；

图2为本发明所述曳引机传感器设置示意图；

图3为本发明所述曳引机受力分析示意图；

图4为本发明所述装置连接示意图；

附图中各标记为：1-压力传感器Ⅰ，2-压力传感器Ⅱ，3-驱动绳轮，4-曳引机，5-导向滑轮。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1、2、4所示，一种改进曳引机结构的电梯平衡性实时监测系统，包括曳引机4、压力传感器Ⅰ1、压力传感器Ⅱ2、通信模块、电梯主控机和显示器；压力传感器Ⅰ、Ⅱ安装于承载曳引机重量的槽钢与曳引机基座底部接触处，其受力面均与曳引机基座底部垂直；所述通信模块与压力传感器Ⅰ、Ⅱ连接，将压力传感器Ⅰ、Ⅱ测得的数据传输至电梯主控机；显示器用于显示压力传感器Ⅰ、Ⅱ测得的压力值。压力传感器Ⅰ、Ⅱ均采用轴承座式压力传感器。

该系统根据以下步骤完成电梯平衡性实时监测，具体步骤包括：

S1：将压力传感器Ⅰ、Ⅱ安装于承载曳引机重量的槽钢与曳引机基座底部接触处，其受力面均与曳引机基座底部垂直，然后将所述的一对压力传感器连接至通信模块上，最后在电梯正常运行工况下，从显示器中读取压力传感器Ⅰ、Ⅱ测得的压力值T1和T2；

S2：如图3所示，根据步骤S1测得的T1和T2，结合如下方程组计算出轿厢重量G2＝F2和对重重量G1＝F1，方程组如下：

将上述方程组化简可得：

其中，β＝arctg(H₁/L₁)+arcsin((R₁-R₂)/(H₁ ²+L₁ ²)^1/2)，为驱动绳轮3圆心与导向滑轮5圆心连线与水平线的夹角，此夹角取锐角；H为驱动绳轮3圆心到压力传感器下表面的竖直距离，H1和L1分别为驱动绳轮3圆心到导向滑轮5圆心的竖直和水平距离，L1为驱动绳轮3圆心到压力传感器Ⅰ或Ⅱ测力点的水平距离，R1为驱动绳轮3的半径，R2为导向滑轮5的半径；

S3：根据电梯平衡系数公式K＝(G₂-G₁)/G，计算出电梯平衡系数K，其中G表示电梯额定载重。

实施例：

步骤1：参数设置：

常量(结构测量)：R1＝0.2m，R2＝0.16m，L＝0.5m，L1＝1.5m，H＝0.4m，H1＝0.8m；

变量：对重重量G1＝2000kg，轿厢重量G2＝1500kg，额定载重(给定)G＝1000kg，负荷(加载)Q＝0～1000kg；

步骤2：参数计算

1)通过已知的G1、G2和Q计算T1和T2；

β＝arctg(H1/L1)+arcsin((R1-R2)/(H12+L12)1/2)＝0.5135；

T1＝F2/2-F2*R1/L+F1*R1/L+F1*sinβ/2+H*F1*cosβ/L；

T2＝F2/2+F2*R1/L-F1*R1/L+F1*sinβ/2-H*F1*cosβ/L；

表1

2)通过支座的压力传感器测的T1和T2计算F1和F2，从而得到G1、G2和Q；

T1+T2＝F2+F1*sinβ

T1-T2＝2*F1*R1/L+2*H*F1*cosβ/L-2*F2*R1/L

根据本发明所述电梯平衡性实时监测方法，模拟电梯运行工况下，轿厢重量因外界条件影响发生重量变化时实时监测获得的平衡系数值，具体参数如表2所示：

表2

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1.一种改进曳引机结构的电梯平衡性实时监测系统，其特征在于，该系统包括曳引机(4)、压力传感器Ⅰ(1)、压力传感器Ⅱ(2)、通信模块、电梯控主控机和显示器；

所述压力传感器Ⅰ、Ⅱ安装于承载曳引机重量的槽钢与曳引机基座底部接触处，其受力面均与曳引机基座底部垂直；所述通信模块与压力传感器Ⅰ、Ⅱ连接，将压力传感器Ⅰ、Ⅱ测得的数据传输至电梯主控机；

所述显示器用于显示压力传感器Ⅰ、Ⅱ测得的压力值。

2.根据权利要求1所述的一种改进曳引机结构的电梯平衡性实时监测系统，其特征在于，所述压力传感器Ⅰ、Ⅱ均采用轴承座式压力传感器。

3.一种改进曳引机结构的电梯平衡性实时监测方法，其特征在于，该方法具体步骤包括以下步骤：

S1：将压力传感器Ⅰ、Ⅱ安装于承载曳引机重量的槽钢与曳引机基座底部接触处，其受力面均与曳引机基座底部垂直，然后将所述的一对压力传感器连接至通信模块上，最后在电梯正常运行工况下，从显示器中读取压力传感器Ⅰ、Ⅱ测得的压力值T1和T2；

S2：根据步骤S1测得的T1和T2，结合如下方程组计算出轿厢重量G2＝F2和对重重量G1＝F1，方程组如下：

其中，β＝arctg(H₁/L₁)+arcsin((R₁-R₂)/(H₁ ²+L₁ ²)^1/2)，为驱动绳轮(3)圆心与导向滑轮(5)圆心连线与水平线的夹角，此夹角取锐角；H为驱动绳轮(3)圆心到压力传感器下表面的竖直距离，H1和L1分别为驱动绳轮(3)圆心到导向滑轮(5)圆心的竖直和水平距离，L1为驱动绳轮(3)圆心到压力传感器Ⅰ或Ⅱ测力点的水平距离，R1为驱动绳轮(3)的半径，R2为导向滑轮(5)的半径；

S3：根据电梯平衡系数公式K＝(G₂-G₁)/G，计算出电梯平衡系数K，其中G表示电梯额定载重。