曳引驅(qū)動電梯下行制動試驗時限速器動作的原因分析

王麗丹

摘要：曳引驅(qū)動電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗的125%額定載荷下行制動試驗是一項非常重要的檢驗項目，主要目的是為了驗證驅(qū)動主機制動器的性能和受力構(gòu)件的承載能力。在試驗過程中，偶爾發(fā)現(xiàn)限速器、安全鉗動作的現(xiàn)象，本文分析了發(fā)生這種現(xiàn)象的原因。

關(guān)鍵詞：曳引驅(qū)動電梯;下行制動試驗;異常現(xiàn)象

國家質(zhì)檢總局發(fā)布的TSG T7001–2009《電梯監(jiān)督檢驗和定期檢驗規(guī)則——曳引與強制驅(qū)動電梯》（含第二號修改單）中規(guī)定，新安裝電梯和在用電梯每5年均需進行125%額定載荷下行制動試驗，主要目的是為了驗證驅(qū)動主機制動器的性能和受力構(gòu)件的承載能力。我們在試驗過程中，偶爾發(fā)現(xiàn)電梯限速器、安全鉗動作的情況，下面以其中一臺電梯為例，對這一現(xiàn)象進行簡要分析。

試驗時的現(xiàn)象

安裝于2014年5月的一臺有機房曳引驅(qū)動乘客電梯，額定起重量為1000kg，額定速度為2m/s，采用無齒輪曳引驅(qū)動主機。在電梯定期檢驗時需進行125%額定載荷下行制動試驗，采用的檢驗方法按照TSG T7001–2009中“8.13 制動試驗”的要求進行：

轎廂裝載1250kg砝碼，以正常運行速度下行至電梯行程中下部時，切斷驅(qū)動主機電源。

觀察到的現(xiàn)象：在斷電瞬間，曳引輪迅速停止，鋼絲繩在曳引輪槽中發(fā)生較大竄動，曳引機震動明顯，限速器、安全鉗動作，轎廂停止。

現(xiàn)象分析

為了排除限速器的原因，現(xiàn)場對限速器的動作速度進行了校驗，校驗結(jié)果為：最大下行電氣的動作速度為2.32m/s;機械動作速度為2.38m/s。可以確認限速器的動作速度符合GB 7588–2003的要求，只不過是接近下限值。

限速器作為超速監(jiān)測的安全部件，其發(fā)生動作的前提條件是超過了限速器的動作速度整定值，即轎廂確實發(fā)生了超速。

在以往其他檢驗現(xiàn)場的制動試驗中，也曾發(fā)現(xiàn)限速器安全鉗動作的現(xiàn)象，所不同的是曳引輪在轎廂停止前一直在旋轉(zhuǎn)，后經(jīng)查驗，基本都是兩種情況：

制動器制動力矩不足;

對重塊缺失，平衡系數(shù)小于0.4。

那么該臺發(fā)生超速的原因是否因為制動力不足引起的呢？通過現(xiàn)場觀察到的現(xiàn)象，曳引輪在斷電時迅速停止，轎廂的加速下行是在鋼絲繩在輪槽中的滑移過程時產(chǎn)生，所于應該不是制動力矩不足的原因。

通過查驗維保單位的自檢報告，電梯的平衡系數(shù)為0.42，符合要求。

有關(guān)制動減速度的要求

為了繼續(xù)查找原因，首先查閱了《電梯試驗方法》（GB/T 10059–2009），相關(guān)的條款如下 ：

4.1.11.1轎廂載有125%額定載重量并以額定速度向下運行時，操作制動器制動，測量轎廂的制動減速度。

《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB 7588–2003）中的相關(guān)條款為：

12.4.2.1當轎廂載有125%額定載荷并以額定速度向下運行時，操作制動器應能使曳引機停止運轉(zhuǎn)。

在上述情況下，轎廂的減速度不應超過安全鉗動作或轎廂撞擊緩沖器所產(chǎn)生的減速度。

從上述兩個標準中可以看出，采用的檢驗方法是沒有問題的。同時我們也注意到，在兩個標準中對轎廂的減速度均提出了要求，并且要求減速度有一個上限值。GB 7588–2003中，9.8.4、10.4.1.2.1和10.4.3.3分別對安全鉗動作和轎廂撞擊緩沖器所產(chǎn)生的減速度做了規(guī)定，均要求平均減速度不應大于1gn。

原因分析

如圖1所示，當進行下行制動試驗時，曳引輪在制動器的作用下，將減速停止。

在此期間，由于曳引輪槽對鋼絲繩的阻力作用，使整個懸掛系統(tǒng)的運行速度發(fā)生改變。因為鋼絲繩并不可能發(fā)生松弛，因此轎廂和對重兩側(cè)的速度和減速度對大小都是一樣的，只不過是大小相反。現(xiàn)在假設在制停期間的平均減速度為a，在轎廂側(cè)的鋼絲繩張力為：

對重側(cè)鋼絲繩張力為：

對重所能產(chǎn)生的最大減速度為g，其減速度全部由本身重力產(chǎn)生。轎廂所能產(chǎn)生的最大減速度與鋼絲繩的張力有關(guān)，即由鋼絲繩能提供的最大張力決定。現(xiàn)在考慮一種特殊情況，即當制動器減速度a=g時，會發(fā)生什么情況：

首先根據(jù)上面計算T2的公式，可以得到：

當制動器的減速度大于等于g時，曳引輪的減速要比對重快，即對重要繼續(xù)向上運動，而曳引輪卻來不及纏繞鋼絲繩，使鋼絲繩松弛，對重側(cè)的鋼絲繩張力將等于0。上面分析的是理想狀況，并未考慮鋼絲繩的重量和導軌的摩擦等因素，所以T2并不會為0，實際為非常小的一個數(shù)值，在轎廂側(cè)鋼絲繩張力的作用下，根據(jù)歐拉公式，此時早已符合發(fā)生滑動的條件，因此對重側(cè)的鋼絲繩并不會松弛。

由于曳引輪迅速停止，但是對重因為質(zhì)量較大，將繼續(xù)做上拋運動，造成T2減小，致使鋼絲繩在曳引輪內(nèi)滑移，同時T1也相應減少。在理想狀況下，這個過程也可以理解為對重的瞬間脫節(jié)，當：

轎廂將會加速下降：

總結(jié)

通過上面的分析可以看出，如果制動器的減速度過大，特別是當制動器的制動減速度大于重力加速度g時，并且電梯的曳引能力偏小、平衡系數(shù)偏小（曳引條件不利），將會引起鋼絲繩在曳引輪輪槽內(nèi)發(fā)生較大的竄動，同時導致轎廂側(cè)鋼絲繩的張力降低，轎廂在短時間內(nèi)有加速下行的可能。

針對本臺電梯的異常現(xiàn)象，采用如下方法進行了調(diào)整：

優(yōu)化制動試驗時的曳引條件，調(diào)大平衡系數(shù);

調(diào)小制動器制動力矩，使之不再發(fā)生鋼絲繩竄動。

通過以上兩種方法，限速器動作的現(xiàn)象得以消除，并且使轎廂平穩(wěn)可靠制停。

參考文獻

GB/T 10559—2009.電梯試驗方法[S].

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