CN113184648B - 一种电梯制动力、曳引力的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电梯制动力、曳引力检测方法，包括：通过位于缓冲器上的压力传感器测量轿厢侧和对重侧的总压力；计算出曳引绳各部分重量；计算出电机需要输出的总功率和转矩；依据前一步计算出的转矩和总功率；使用电机模拟出轿厢中应当装有的载荷，完成制动力实验，判断制动力是否合格；进行空载上行实验，利用欧拉公式判断曳引力是否合格。本发明所提出的制动力、曳引力检测方法不需要额外放置125％额定载荷砝码，节省人力和时间成本，效率高并且能够根据不同的制动器类型，选择不同类型的检测标准，适应不同的电梯类型，在输入电梯特征参数后，不需要人工参与可直接完成检测过程，得到制动力合格性结果，具有自动化程度、操作方便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电梯的检测方法，特别是涉及一种电梯制动力、曳引力的检测方法。
背景技术
制动器是电梯设备保障安全的重要设备，当电梯在正常运行时，如系统内部检测或外部安全回路发生故障时，例如临时断电，制动器都会刹车抱闸，防止轿厢下滑而产生安全事故。然而每年都有轿厢突然坠落、冲顶和开门剪切的意外事故发生，除去极少一部分因各种巧合而产生的不可控因素以外，绝大多数的电梯发生事故都是因为制动器不能产生足够的制动力或钢丝绳打滑造成的。
虽然GB7588-2003中规定，当轿厢载有125％额定载荷并以额定速度向下运行时，操作制动器应当能使轿厢停止运行，并且也要求电梯进行质量检测，但是现行的检测方案，需要向电梯轿厢中装入125％额定载荷的金属砝码，需要大量的人力物力财力，检测时间长，效率低下。许多企业为了节约资金选择不做或者间隔更长的时间才做制动力、曳引力检测实验，无形中给电梯的安全运行增添了许多隐患。
为了解决以上问题，现行提出的理论解决方案思路是在轿厢静止的状态下，使得制动器抱闸，曳引机施加输出力矩，观测轿厢是否发生移动，从而判定制动力、曳引力的合格性。该种检测思路将静摩擦力与动摩擦力近似认定为相等，在所需制动力远小于最大制动力或所需制动力大于最大制动力时，可以有效的检测出制动力的合格性，但是当制动力与最大制动力接近时，静摩擦不能再近似等效为动摩擦，该种检测思路便失效了；同时该种检测思路与GB7588-2003中定义的检测方案存在较大的不同，不具备实际应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种电梯制动力、曳引力的检测方法，可以使用电机转矩模拟在轿厢中放置载荷进行制动力、曳引力实验，解决标准检测中时间长、效率低以及现行代替方案中存在诸多局限性等缺点。
为了解决以上问题，本方法的技术解决方案包括以下步骤：
1)预先在电梯轿厢、对重缓冲器上放置电子式压力传感器，分别使轿厢和对重停在缓冲器上，测量轿厢侧和对重侧的总压力；
2)通过电梯铭牌或现场测量得到钢丝绳根数和轿厢提升高度，计算得出补偿绳对重侧、轿厢侧重量以及曳引绳对重侧、轿厢侧重量，并根据各部件之间的数学关系得到轿厢、对重的重量；
3)通过电梯技术手册或现场测量得到电梯额定载荷、曳引轮直径、曳引机效率、曳引比、电动机转动惯量、曳引轮转动惯量、导向轮转动惯量、制动轮转向惯量、反绳轮转动惯量、张紧轮转动惯量、直线运动部件等效转动惯量以及减速器转速比，根据电梯制动闸的不同，计算得出在国家制动力检验标准中规定的轿厢减速度范围内，使用电机转矩模拟装有125％额定载荷的轿厢重量，以额定速度下行双闸制动时，电机所需要输出的总功率(以下简称双闸功率)和总静力矩(以下简称双闸静力矩)或使用电机转矩模拟装有100％额定载荷的轿厢重量，以额定速度下行单闸制动时，电机所需要输出的总功率(以下简称单闸功率)以及总静力矩(以下简称单闸静力矩)；
4)比较前述计算得到的双闸功率与电机额定输出功率，若双闸功率小于额定功率，则进行步骤(5)，若双闸功率大于额定功率，则进行步骤(6)，若电梯使用单闸，则进行步骤(7)；
5)使电动机以前述计算得到的双闸静力矩和双闸功率运行，进行国家标准定义的额定速度下行双闸125％额定载荷制动力实验，使用传感器获取电梯运行额定速度、总制动距离S总、制动器的制动距离S制，计算出曳引钢丝绳的打滑距离，并且与理论计算得到的总制动距离S理论总比较，判断制动力是否合格；
6)使电动机以前述计算得到的双闸静力矩和双闸功率运行，进行国家标准定义的额定速度上行双闸125％额定载荷制动力实验，使用传感器获取制动距离，并且与理论计算得到的制动距离比较，判断制动力是否合格；
7)使电动机以前述计算得到的单闸静力矩和单闸功率运行，进行国家标准定义的额定速度下行单闸100％额定载荷制动力实验，使用传感器获取制动距离，并且与理论计算得到的制动距离比较，判断制动力是否合格。
8)使电梯进行国家标准中规定的空载上行紧急制动实验，测量电梯运行的额定速度、总制动距离S总’、制动器的制动距离S制’，并计算出曳引钢丝绳的打滑距离；
9)对整个电梯进行动力学和运动学分析，利用能量守恒计算得出当量摩擦系数，并通过欧拉公式判定曳引力是否合格。
优选的，使用电机模拟轿厢装载125％额定载荷或100％额定载荷。
优选的，使用传感器现场获取前述提到的电梯各部件重量和惯量信息。
优选的，所述的检测过程在不向轿厢放载荷砝码的基础上，实现国家标准中对制动力的动态检测。
优选的，利用步骤(2)和步骤(3)中所述的各项参数在现场通过嵌入式系统计算得出电机所需要的总功率、总静力矩、理论制动距离以及现场实际测得的曳引钢丝绳打滑距离、制动器的制动距离，并且通过嵌入式系统得到制动力、曳引力合格性的判定。
优选的，根据计算得出的双闸(单闸)功率与电机额定功率的大小关系，由嵌入式系统自行选择制动力测试方法。
本发明的有益效果在于：
1)本发明所提出的电梯制动力、曳引力检测方法不需要额外装载砝码，节省人力和时间成本，效率高。
2)本发明所提出的电梯制动力、曳引力检测方法能够根据不同的制动器类型，选择不同类型的检测标准，适应不同的电梯类型。
3)本发明所提出的电梯制动力、曳引力检测方法在输入电梯特征参数后，不需要人工参与可直接完成检测过程，得到制动力、曳引力合格性结果，自动化程度高。
附图说明
图1是本发明方法的检测流程图；
图2是上行制动力实验流程图；
图3是下行制动力实验流程图。
具体实施方式
为了使本发明的技术特点和流程特征更加便于理解，下面对本发明方法做进一步详细说明。
预先在电梯井底部放置电子式压力传感器，当电梯中处于无人空载状态时，分别使电梯轿厢和对重完全压在压力传感器上，得到电梯轿厢侧和对重侧的总压力；
通过电梯铭牌或现场测量得到钢丝绳根数和轿厢提升高度，利用单位长度充分涂油的结构钢丝绳重量计算得出补偿绳对重侧、轿厢侧重量以及曳引绳对重侧、轿厢侧重量，根据各部件之间的数学关系得到轿厢、对重重量；
通过电梯技术手册可以得到电梯额定载荷、曳引轮直径、曳引机效率、曳引比、电动机转动惯量、曳引轮转动惯量、导向轮转动惯量、制动轮转向惯量、反绳轮转动惯量、张紧轮转动惯量以及直线运动部件等效转动惯量以及减速器转速比。如果在实际操作环境中电梯手册无法查阅到上述惯量参数的一条或若干条，则可以根据其实际测量得到的半径值和质量，估算转动惯量或等效转动惯量。根据电梯制动闸的不同，计算得出在国家制动力检验标准中规定的轿厢减速度范围内，使用电机转矩模拟装有125％额定载荷的轿厢重量，以额定速度下行进行双闸制动时，电机所需要输出的总功率(以下简称双闸功率)和总静力矩(以下简称双闸静力矩)或使用电机转矩模拟装有100％额定载荷的轿厢重量，以额定速度下行单闸制动时，电机所需要输出的总功率(以下简称单闸功率)以及总静力矩(以下简称单闸静力矩)；
根据上一步计算得出的功率与电机的额定功率进行比较，如果小于额定功率，则说明电机能够提供足够的功率实现额定速度下行制动力实验中模拟125％额定载荷(单闸时为100％额定载荷)。但是如果大于额定功率，则说明电机功率无法模拟足够的力矩，此时，可以改用额定速度空载上行，等效双闸125％额定载荷制动力实验。
进行下行125％额定载荷制动力实验时，通过控制器操纵电梯先运行至最高层，然后以额定速度向下运行至底层时，实施制动器断电抱闸，使电机以前述所提到的双闸功率和双闸静力矩运行，模拟装有125％额定载荷的轿厢制动状态。传感器检测电梯轿厢的总制动距离S总，制动器的制动距离S制，并通过S总-S制得到曳引钢丝绳打滑距离S曳，与理论计算的总制动距离进行比较，即可得到制动力的合格性判定，检测流程如图3所示。
电机功率不够时进行上行125％额定载荷试验，控制器操纵电梯先运行至最底层，以额定速度向上运行顶层时，制动器断电抱闸，使电机以前述所提到的双闸功率和双闸静力矩运行，模拟装有125％额定载荷的轿厢制动状态。传感器检测电梯轿厢的刹车距离，与理论计算的刹车距离进行比较，即可得到制动力的合格性判定，检测流程如图2所示。
当电梯制动器为单闸制动器时，仅需要进行100％额定载荷下行实验，由于电梯运行在额定载荷状态下，电机功率一定足够，不再进行区分。以此状态检验制动力时，与步骤(6)类似的，通过控制器操纵电梯先运行至最高层，然后以额定速度向下运行至底层时，制动器断电抱闸，使电机以前述所提到的双闸功率和双闸静力矩运行，模拟装有100％额定载荷的轿厢制动状态。传感器检测电梯轿厢的刹车距离，与理论计算的刹车距离进行比较，即可得到制动力的合格性判定，检测流程如图3所示。
制动力检测完成后，进行曳引力检测。首先使电梯进行国家标准中规定的空载上行紧急制动实验，即电梯以额定速度上行，到达顶层时突然断电，制动器抱闸，直至电梯完全停车。在此过程中，测量电梯运行的额定速度、总制动距离S总’、制动器的制动距离S制’，并计算出曳引钢丝绳的打滑距离S曳’＝S总’-S制’；
对整个电梯进行动力学和运动学分析，利用能量守恒计算得出当量摩擦系数，并通过欧拉公式判定曳引力是否合格。
更进一步的，在电梯制动器断电抱闸后使用电机模拟轿厢装载有125％额定载荷或100％额定载荷。
更进一步的，使用传感器现场获取前述提到的、不能通过电梯手册查阅到的电梯各部件重量和惯量信息。
更进一步的，所述的检测过程在不用向电梯轿厢放砝码的基础上，实现国家标准中对制动力的动态检测。
更进一步的，利用步骤(2)和步骤(3)中所述的各项参数在现场通过嵌入式系统计算得出电机所需要的总功率、总静力矩、理论制动距离以及现场实际测得的曳引钢丝绳打滑距离、制动器的制动距离，并且通过嵌入式系统得到制动力、曳引力合格性的判定。
更进一步的，根据计算而出的双闸(单闸)功率与电机额定功率的大小关系，由嵌入式系统自行选择制动力测试方法，并完成制动力检测。
需要特别说明的是，步骤(2)和步骤(3)中得到的各项电梯相关参数需要通过人机交互界面输入到嵌入式系统中，进行相关计算，最终，步骤(5)、(6)、(7)、(9)中提到的合格性结果也会通过人机交互界面进行展示。
本发明的有益效果在于：
该方法不需要额外放置125％额定载荷砝码，节省人力和时间成本，效率高；能够根据不同的制动器类型，选择不同类型的检测标准，适应不同的电梯类型；在输入电梯特征参数后，不需要人工参与可直接完成检测过程，得到制动力、曳引力合格性结果，自动化程度高。
需要注意的是，本发明的保护范围不仅仅局限于上述的实施范例，只要本领域的技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种电梯制动力、曳引力检测方法，其特征在于，用于检测电梯的制动力和曳引力是否合格，包括以下步骤：
ⅰ)预先在电梯轿厢、对重缓冲器上放置电子式压力传感器，测量轿厢侧和对重侧的总压力；
ⅱ)通过电梯铭牌或现场测量得到钢丝绳根数、总长度、在曳引机绳槽中的包角和轿厢提升高度，计算得出补偿绳对重侧、轿厢侧重量以及曳引绳对重侧、轿厢侧重量，并根据各部件之间的数学关系得到轿厢、对重重量；
ⅲ)通过电梯技术手册或现场测量得到电梯额定载荷、曳引轮直径、曳引机效率、曳引比、电动机转动惯量、曳引轮转动惯量、导向轮转动惯量、制动轮转向惯量、反绳轮转动惯量、张紧轮转动惯量、直线运动部件等效转动惯量以及减速器转速比，根据电梯制动闸的不同，计算得出在国家制动力检验标准中规定的轿厢减速度范围内，使用电机转矩模拟装有125％额定载荷的轿厢重量，以额定速度下行双闸制动时，电机所需要输出的双闸功率和双闸静力矩或使用电机转矩模拟装有100％额定载荷的轿厢重量，以额定速度下行单闸制动时，电机所需要输出的单闸功率以及单闸静力矩；
ⅳ)比较前述计算得到的双闸功率与电机额定输出功率，若双闸功率小于额定功率，则进行步骤(v)，若双闸功率大于额定功率，则进行步骤(vi)，若电梯使用单闸，则进行步骤(vii)；
ⅴ)使曳引机在制动时以前述计算得到的双闸静力矩和双闸功率运行，进行国家标准定义的额定速度下行双闸125％额定载荷制动力实验，使用传感器获取电梯运行额定速度、总制动距离S总、制动器的制动距离S制，计算出曳引钢丝绳的打滑距离，并且与理论计算得到的总制动距离S理论总比较，判断制动力是否合格；
ⅵ)使曳引机在制动时以前述计算得到的双闸静矩和双闸功率运行，进行国家标准定义的额定速度上行双闸125％额定载荷制动力实验，使用传感器获取制动距离，并且与理论计算得到的制动距离比较，判断制动力是否合格；
ⅶ)使曳引机在制动时以前述计算得到的单闸静力矩和单闸功率运行，进行国家标准定义的额定速度下行单闸100％额定载荷制动力实验，使用传感器获取制动距离，并且与理论计算得到的制动距离比较，判断制动力是否合格；
ⅷ)使电梯进行国家标准中规定的空载上行紧急制动实验，测量电梯运行的额定速度、总制动距离S总’、制动器的制动距离S制’，并计算出曳引钢丝绳的打滑距离；
ⅸ)对整个电梯进行动力学和运动学分析，利用能量守恒计算得出当量摩擦系数，并通过欧拉公式判定曳引力是否合格。
2.根据权利要求1所述的电梯制动力、曳引力的检测方法，其特征在于，使用电机模拟轿厢装载125％额定载荷或100％额定载荷。
3.根据权利要求1所述的电梯制动力、曳引力的检测方法，其特征在于，使用传感器现场获取前述提到的电梯各部件重量和惯量信息。
4.根据权利要求1所述的电梯制动力、曳引力的检测方法，其特征在于，所述的检测过程在不用向轿厢放入载荷砝码的基础上，实现国家标准中制动力、曳引力的检测。
5.根据权利要求1所述的电梯制动力、曳引力的检测方法，其特征在于，利用步骤(ⅱ)和步骤(ⅲ)中所述的各项参数在现场通过嵌入式系统计算得出电机所需要的总功率、总静力矩、理论制动距离以及现场实际测得的曳引钢丝绳打滑距离、制动器的制动距离，并且通过嵌入式系统得到制动力、曳引力合格性的判定。
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