CN110116948A - 一种制动器故障监测装置及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制动器故障监测装置及其监测方法，所述监测装置分别对称安装在所述鼓式制动器的制动臂上部的内侧面上，所述监测装置包括固定座、转动轴、摆杆和滚轮；所述固定座固定在所述制动臂上，所述转动轴安装在所述固定座上，所述转动轴一端连接有旋转电位器，所述转动轴另一端连接摆杆，所述摆杆另一端设有编码器，所述编码器旋转轴安装所述滚轮，所述转动轴上设置复位弹簧，所述复位弹簧将所述滚轮压紧贴合于所述鼓式制动器制动轮的圆周面上；本装置监测制动器提起或释放动作是否到位，监测制动闸皮磨损量并预警，自动测量制停距离，判断制动力是否符合要求；及时发现上述问题并提醒电梯的维护人员及时对电梯进行维护，保证乘梯人员安全。

Description

一种制动器故障监测装置及其监测方法

技术领域

本发明涉及电梯检测技术领域，特别是一种制动器故障监测装置及其监测方法。

技术背景

电梯的抱闸，即制动器是让电梯在停止运行时保持静止状态的重要装置，当电梯轿厢处于静止且电梯电机处于失电状态下防止电梯再移动的机电装置。在得电时抱闸松开，电梯轿厢可以运行，在失电时抱闸抱紧，电梯轿厢维持静止。在实际使用中，制动器可能因为机械故障或其控制电路故障等原因导致制动臂未正确提起(或闭合)，造成安全隐患。另，制动闸皮会随着使用逐渐磨损，从而导致抱闸力矩不够，可能导致电梯溜车冲顶而产生安全事故。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种制动器故障监测装置及其监测方法。

本发明实施例中采用以下方案实现：

一种制动器故障监测装置，用于监测电梯鼓式制动器是否根据指令做出对应动作；所述监测装置分别对称安装在所述鼓式制动器的制动臂上部的内侧面上，所述监测装置包括固定座、转动轴、摆杆和滚轮；所述固定座固定在所述制动臂上，所述转动轴安装在所述固定座上，所述转动轴的一端连接有旋转电位器，所述旋转电位器安装在所述固定座上，所述转动轴的另一端连接所述摆杆，所述摆杆的另一端设置有编码器，所述编码器旋转轴安装所述滚轮，所述转动轴中设置复位弹簧，所述复位弹簧令所述滚轮压紧贴合于所述鼓式制动器的制动轮的圆周面上。

本发明一实施例中，所述旋转电位器和所述编码器均连接综合控制器，所述综合控制器连接电梯的控制系统。

本发明一实施例中，所述转动轴与所述旋转电位器的旋转轴固定连接，所述转动轴的轴线与所述鼓式制动器的制动轮轴线平行。

一种制动器故障的监测方法，通过上述的制动器故障监测装置监测制动器是否做出正确动作、闸皮是否磨损严重，所述方法包括：

按照以下步骤监测：

启动本装置，选择模式；

步骤S21：选择模式一正常运行模式；

步骤S22:将旋转电位器输出电压转换成角θ值，θ为摆杆与固定座的夹角即与基座所在平面的夹角；

步骤S23：当所述综合控制器接收到开闸信号时，记录当前的θ值为开闸角度值θ₂；反之，记录当前的θ的值为合闸角度值θ₁；

步骤S24：当所述综合控制器接收到开闸信号时，若两组制动器故障监测装置均监测到θ₂<θ₁,则可判断制动器的两个制动臂均已打开；若有一组未监测到θ₂<θ₁或两组均未监测到θ₂<θ₁则判断制动器的一个制动臂未打开或两个制动臂均未打开，则制动器可能发生机械故障或控制电路故障，所述综合控制器发出预警信号；

步骤S25：若两个制动臂均已打开，记录开合闸角θ的差值Δθ，即Δθ＝|θ₂-θ₁|，比较两组制动器监测装置的Δθ的差值是否接近于0，若不是则可判断其中一组制动臂未完全打开，可判断制动器故障，所述综合控制器发出预警信号；

反之则进入下一个步骤；

步骤S26：判断Δθ＞Δθ_Z+θ_S是否成立；Δθ_z为闸皮未磨损时θ₂与θ₁的差值，θ_S为产品设计闸皮允许磨损量；若成立则判断闸皮磨损严重，所述综合控制器发出预警信号；若不成立，则闸皮的磨损仍在允许值范围内，进入下一步骤；

步骤S27：所述综合控制器接收到电梯控制系统发来的合闸信号，制动器监测装置上滚轮内置的编码器测量制动器制停距离S，并根据电梯实时载荷情况利用插值法求出对应载荷下的S_Z；

步骤S28：判断S＞K₁*S_z,是否成立，若成立则判断制动器制动力不足，所述综合控制器发出报警信号；判断S＞K₂*S_Z是否成立，若成立则判断制动器制动力严重不足，所述综合控制器发出停梯信号；K₁和K₂是一个无量纲的比例系数，K₂＞K₁≥1；

步骤S31：选择模式二、调试校正模式；

步骤S32：通过载荷试验，建立制停距离S_Z基准表；输入产品允许闸皮磨损量，并换算为θ_S；通过实际动作检测，设定闸皮未磨损时θ₂与θ₁的差值基准值Δθ_z；

本发明一实施例中，所述步骤S27中电梯实时载荷情况可直接利用电梯控制系统中的实时载荷参数，也可通过加装电梯称重装置来获得。

本发明的有益效果：本发明提供一种制动器故障监测装置及其监测方法，监测制动器的提起或释放动作，及动作到位情况，监测制动闸皮磨损量并预警，自动测量制停距离，判断制动力是否符合要求；及时发现上述问题并提醒电梯的维护人员及时对电梯进行维护，避免意外事故的发生,保证乘梯人员的安全。

附图说明

图1是一种制动器故障监测装置安装示意图。

图2是一种制动器故障监测装置安装位置的平面示意图。

图3是一种制动器故障监测装置的局部放大示意图。

图4是一种制动器故障监测装置及其监测方法的流程图。

图5是一种制动器故障监测装置及其监测方法的框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，

请参阅图1至图5，本发明提供一种制动器故障监测装置及其监测方法，

一种制动器故障监测装置用于监测制动器是否根据指令做出对应动作，包括鼓式制动器1，所述监测装置2分别对称安装在所述鼓式制动器的制动臂102上部的内侧面上，所述监测装置2包括固定座201、转动轴204、摆杆202和滚轮203；所述固定座201固定在所述制动臂102上，所述转动轴204安装在所述固定座201上，所述转动轴204的一端连接有旋转电位器，所述旋转电位器安装在所述固定座201上，所述转动轴204的另一端连接所述摆杆202，所述摆杆202的另一端设置有编码器，所述编码器旋转轴安装所述滚轮203；所述转动轴204上设置复位弹簧，所述复位弹簧令所述滚轮203压紧贴合于所述鼓式制动器1的制动轮101的圆周面上；由于制动器合闸，制动器的制动臂向制动轮挤压，由于摆杆的上的滚轮与制动轮相接触，所以摆杆随之发生转动，由于摆杆连接旋转电位器的转轴，则旋转电位器随摆杆转动，通过监测旋转电位器的输出电压变化，则可判断制动臂是否做出正确动作；编码器用于监测制停距离，滚轮转动编码器随之转动；较佳的所述旋转电位器采用高精度旋转电位器，较佳的所述编码器采用高精度微型旋转编码器。

本发明一实施例中，需要说明的是固定座201与制动臂102的固定方式，可在制动臂102制造时预留螺栓孔，固定座201对应设置螺栓连接孔，二者采用螺栓连接；或在固定座下设置磁力贴座，利用磁力座将固定座201固定于制动臂102上。

本发明一实施例中，所述旋转电位器和所述编码器均连接综合控制器，所述综合控制器连接电梯的控制系统。

请继续参见图1至图3，本发明一实施例中，所述转动轴204与所述旋转电位器的旋转轴固定连接，所述转动轴204的轴线与所述鼓式制动器1的制动轮101轴线平行。

一种制动器故障的监测方法，通过上述的制动器故障监测装置监测制动器是否做出正确动作，闸皮是否磨损严重，所述方法包括：

按照以下步骤监测：

启动本装置，选择模式

步骤S21：选择模式一正常运行模式

步骤S22:将旋转电位器输出电压转换成角θ值，θ为摆杆与固定座的夹角即与基座所在平面的夹角；

步骤S23：当所述综合控制器接收到开闸信号时，记录当前的θ值为开闸角度值θ₂；反之，记录当前的θ的值为合闸角度值θ₁；

步骤S24：当所述综合控制器接收到开闸信号时，若两组制动器故障监测装置均监测到θ₂<θ₁,则可判断制动器的两个制动臂均已打开；若有一组未监测到θ₂<θ₁，或两组均未监测到θ₂<θ₁，则判断制动器的一个制动臂未打开或两个制动臂均未打开，则制动器可能发生机械故障或控制电路故障，所述综合控制器发出预警信号；

步骤S25：若两个制动臂均已打开，记录开合闸角θ的差值Δθ，即Δθ＝|θ₂-θ₁|，比较两组制动器监测装置的Δθ的差值是否接近于0，若不是则可判断其中一组制动臂未完全打开，可判断制动器故障，所述综合控制器发出预警信号；

反之则进入下一个步骤；

步骤S26：判断Δθ＞Δθ_z+θ_S是否成立；Δθ_z为闸皮未磨损时θ₂与θ₁的差值，

θ_S为产品设计闸皮允许磨损量；若成立则判断闸皮磨损严重，所述综合控制器发出预警信号；若不成立，则闸皮的磨损仍在允许值范围内，进入下一步骤；

步骤S27：所述综合控制器接收到电梯控制系统发来的合闸信号，制动器监测装置上滚轮内置的编码器测量制动器制停距离S，并根据电梯实时载荷情况利用插值法求出对应载荷下的S_Z；

步骤S28：判断S＞K₁*S_Z,是否成立，若成立则判断制动器制动力不足，所述综合控制器发出报警信号；判断S＞K₂*S_Z是否成立，若成立则判断制动器制动力严重不足，所述综合控制器发出停梯信号；K₁和K₂是一个无量纲的

比例系数，K₂＞K₁≥1；

步骤S31：选择模式二、调试校正模式；

步骤S32：通过载荷试验，建立制停距离S_Z基准表；输入产品允许闸皮磨损量，并换算为θ_S；通过实际动作检测，设定闸皮未磨损时θ₂与θ₁的差值基准值Δθ_z；

本发明一实施例中，所述步骤S27中电梯实时载荷情况可直接利用电梯控制系统中的实时载荷参数，也可通过加装电梯称重装置来获得。

本发明具有以下工作原理；

制动器动作监测：

(1)设制动器原为闭合状态，此时角θ为θ₁，当制动器提起(制动臂打开)时，摆杆回收使角θ变为θ₂，监测当电梯控制系统给出制动器开闸信号时角θ的变化情况(旋转电位器输出电压情况)，即可判断制动器是否动作，θ为摆杆与固定座的夹角；

制动器动作(制动臂从闭合到提起状态)带动检测装置摆杆动作，从而使θ角发生变化。

(2)通过比较制动器动作时，两制动臂处的该装置的角θ的变化值，可间接判断是否存在单侧制动臂未完全打开的故障(因电梯制动器设计要求是施加制动力的机械部件必须分两组设置，两组是相互独立的，认为基本不可能发生两组同时发生故障的情况)；即当制动器做出制动动作角θ的变化值相差太大(如超过50％)，则认为其中一组制动臂未完全打开，即制动器可能有故障。

制动闸皮磨损情况：

通过监测θ₁与λ₂的差值(Δθ)判断制动闸皮磨损量是否在允许范围内。安装该装置之初，预设一基准值Δλ_z，Δλ_z为闸皮未磨损时θ₁与θ₂的差值，设产品设计闸皮允许磨损量为θ_S，则当Δθ＞Δθ_z+θ_S时，认为闸皮磨损严重，装置系统发出预警信号。

测量制停距离：

滚轮内置编码器，当接收到电梯控制系统发出的合闸信号时，开始记录滚轮滚过的距离即为制动器制停距离S，结合产品设计给出的制停距离要求范围(或检规标准要求范围)，间接判断制动器的制动力是否符合要求；在安装之初对该监测装置进行调试：建立不同载荷情况下的制停距离曲线，然后在后续运行中通过实测载荷(正常电梯本身自带有称重装置)对该曲线进行插值获取判断标准S_Z，当实测制停距离S＞K₁*S_Z时，发出预警，当S＞K₂*S_Z时认为制动力严重不足，发出停梯信号，这里的K₁和K₂是一个无量纲的比例系数，K₂＞K₁≥1。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，不能理解为对本申请的限制，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种制动器故障监测装置，包括鼓式制动器，其特征在于：所述监测装置分别对称安装在所述鼓式制动器的制动臂上部的内侧面上，所述监测装置包括固定座、转动轴、摆杆和滚轮；所述固定座固定在所述制动臂上，所述转动轴安装在所述固定座上，所述转动轴的一端连接有旋转电位器，所述旋转电位器安装在所述固定座上，所述转动轴的另一端连接所述摆杆，所述摆杆的另一端设置有编码器，所述编码器旋转轴安装所述滚轮，所述转动轴上设置复位弹簧，所述复位弹簧令所述滚轮压紧贴合于所述鼓式制动器的制动轮的圆周面上。

2.根据权利要求1所述的一种制动器故障监测装置，其特征在于：所述旋转电位器和所述编码器均连接综合控制器，所述综合控制器连接电梯的控制系统。

3.根据权利要求1所述的一种制动器故障监测装置，其特征在于：所述转动轴与所述旋转电位器的旋转轴固定连接，所述转动轴的轴线与所述鼓式制动器的制动轮轴线平行。

4.根据权利要求1-3任一项所述制动器故障监测装置的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

启动本装置，选择模式；

步骤S21：选择模式一正常运行模式；

步骤S22：将旋转电位器输出电压转换成角θ值，θ为摆杆与固定座的夹角即与基座所在平面的夹角；

步骤S23：当所述综合控制器接收到电梯控制系统发来的开闸信号时，记录当前的θ值为开闸角度值θ₂；反之，记录当前的θ的值为合闸角度值θ₁；

步骤S24：当所述综合控制器接收到电梯控制系统发来的开闸信号时，若两组制动器故障监测装置均监测到θ₂＜θ₁，则可判断制动器的两个制动臂均已打开；若有一组未监测到θ₂＜θ₁，或两组均未监测到θ₂＜θ₁则判断制动器的一个制动臂未打开或两个制动臂均未打开，则制动器可能发生机械故障或控制电路故障，所述综合控制器发出预警信号；

步骤S25：若两个制动臂均已打开，记录开合闸角θ的差值Δθ，即Δθ＝|θ₂-θ₁|，比较两组制动器监测装置的Δθ的差值是否接近于0，若不是则可判断其中一组制动臂未完全打开，可判断制动器故障，所述综合控制器发出预警信号；

反之则进入下一个步骤；

步骤S26：判断Δθ＞Δθ_z+θ_S是否成立；Δθ_z为闸皮未磨损时θ₂与θ₁的差值，θ_S为产品设计闸皮允许磨损量；若成立则判断闸皮磨损严重，所述综合控制器发出预警信号；若不成立，则闸皮的磨损仍在允许值范围内，进入下一步骤；

步骤S27：所述综合控制器接收到电梯控制系统发来的合闸信号，制动器监测装置上滚轮内置的编码器测量制动器制停距离S，并根据电梯实时载荷情况利用插值法求出对应载荷下的S_Z；

步骤S28：判断S＞K₁*S_Z，是否成立，若成立则判断制动器制动力不足，所述综合控制器发出报警信号；判断S＞K₂*S_Z是否成立，若成立则判断制动器制动力严重不足，所述综合控制器发出停梯信号；K₁和K₂是一个无量纲的比例系数，K₂＞K₁≥1；

步骤S31：选择模式二、调试校正模式；

步骤S32：通过载荷试验，建立制停距离S_Z基准表；输入产品允许闸皮磨损量，并换算为θ_S；通过实际动作检测，设定闸皮未磨损时θ₂与θ₁的差值基准值Δθ_z。

5.根据权利要求4所述制动器故障监测装置的监测方法，其特征在于：所述步骤S27中电梯实时载荷情况可直接利用电梯控制系统中的实时载荷参数，也可通过加装电梯称重装置来获得。