電梯靜態曳引試驗的無載檢測方法及實現*

孫學禮 黃國健 劉英杰

學術研究

電梯靜態曳引試驗的無載檢測方法及實現*

孫學禮 黃國健 劉英杰

（廣州特種機電設備檢測研究院研發中心，廣東 廣州 510663）

針對電梯靜態曳引試驗測試過程中需要搬運砝碼、費時費力等問題，提出一種利用電機施力替代載荷的測試方法——電梯靜態曳引試驗無載檢測方法。根據柔韌體摩擦的歐拉公式將施力位置由轎廂端轉移到對重端，減少電機所需施加載荷；采用復合材料內襯塊與鋼絲繩接觸，避免對電梯鋼絲繩造成損傷；利用激光測距儀對施力前后鋼絲繩位移進行測量，提高測量準確度。經試驗驗證：為電梯靜態曳引試驗開發的測試儀輸出力誤差在5‰以內，可精準進行相關試驗。

電梯靜態曳引試驗；歐拉公式；無載檢測

0　引言

電梯靜態曳引試驗是有載試驗，試驗對象為轎廂面積超過規定的載貨電梯；試驗時間在新裝電梯驗收或電梯改造影響到相關轎廂面積與額定載荷對應關系時；試驗具體內容包括：對于轎廂面積超過規定的載貨電梯，以轎廂實際面積所對應的1.25倍額定載重量進行靜態曳引試驗；對于額定載重量按照單位轎廂有效面積不小于200 kg/m2計算的非商用汽車電梯，以1.5倍額定載重量做靜態曳引試驗[1-2]。

根據電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯TSG7001—2009規定：電梯靜態曳引試驗時，首先，將試驗用的砝碼搬運到轎廂內；然后，按照程序進行后續試驗步驟。該方法需搬運大量砝碼，勞動強度較大，試驗效率較低[3-6]。

為此，本文提出利用電機施力替代載荷的測試方法——電梯靜態曳引試驗無載檢測方法，并為電梯靜態曳引試驗開發了電梯靜態曳引試驗測試儀。

1　測試原理

1.1　無載電梯靜態曳引試驗測試原理

無載電梯靜態曳引試驗測試時，在機房轎廂側曳引鋼絲繩上安裝電梯靜態曳引試驗測試儀（以下簡稱測試儀）。測試儀一端固定于曳引鋼絲繩組上，另一端通過鋼絲繩孔洞置于曳引機底座或機房樓板下側，如圖1所示。

圖1　無載電梯靜態曳引試驗原理圖

測試時，固定于曳引鋼絲繩組的測試儀一端通過驅動裝置提升置于曳引機底座或機房樓板下側測試儀的另一端。驅動裝置施加的力為傳統測試方法砝碼的質量，該力可通過測力裝置讀出。采用激光測距儀分別測量施力前后鋼絲繩標志位到天花板的距離，并通過對比兩者的值判斷鋼絲繩在曳引輪上是否有打滑現象及打滑距離。該方法采用電機驅動力替代傳統方法轎廂砝碼作用于曳引鋼絲繩的拉力，解決了有載試驗存在的勞動強度較大、試驗效率低等問題。

根據電梯平衡系數定義可知：對重質量等于轎廂質量加上40%~50%額定載荷質量。在對重側鋼絲施加力，可減少對驅動電機輸出力的要求。根據柔韌體摩擦的歐拉公式可知：在電梯對重側施加驅動力符合靜態曳引試驗要求。

1.2　柔韌體摩擦的歐拉公式

曳引繩張力圖如圖2所示。

圖2 曳引繩張力圖

作為二語寫作教學的一個重要組成部分，評價與反饋也需進一步區分。 二語寫作的評價側重于不同的判分機制，如形成性評價、計算機輔助評價，而反饋的重點是給予寫作者意見和建議的不同形式，如教師反饋和同伴反饋。 作為與教師反饋相對照的一種反饋形式，同伴反饋既可以指二語寫作者對同伴寫作的修改和評論； 也可以指學習者評改同伴寫作的認知過程和意義協商過程以及建構文本寫作過程中的社會互動過程。

2　無載電梯靜態曳引試驗測試儀

2.1　機械機構

無載電梯靜態曳引試驗測試儀上端通過夾塊固定在鋼絲繩上，下端的下固定桿由柔性連接繩索卡裝到曳引機底座支架梁上，柔性連接繩索的另一端與拉力傳感器連接，如圖3所示。

圖3 測試儀安裝圖

驅動裝置由伺服電機、諧波減速機、梯形螺紋套筒、梯形絲桿和拉力傳感器等組成。其中，伺服電機、諧波減速機固定在夾塊上；內襯塊固定于夾塊中，直接與鋼絲繩接觸，如圖4所示。

圖4 驅動裝置結構圖

2個夾塊分設在曳引鋼絲繩的兩側并通過螺栓固定在曳引鋼絲繩上，結構如圖5所示。

為提高夾塊在曳引鋼絲繩上的牢靠程度且不損傷鋼絲繩，夾塊內有可更換的內襯塊。內襯塊的繩槽規格與曳引繩直徑對應，即不同直徑的鋼絲繩對應不同規格的內襯槽，繩槽有8個；內襯塊選用高分子材料，在保證鋼絲繩安全的前提下，與鋼絲繩的摩擦系數≥0.35。

圖5 夾塊結構圖

絲桿是工具機械和精密機械中常用的傳動元件，主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動或將扭矩轉換成軸向反復作用力，具有高精度、可逆性和高效率等特點。梯形螺紋牙根強度高、對中性好，相比其他螺紋更耐磨，且螺紋升角小于5°時具有自鎖功能。本文提升鋼絲繩的力由梯形絲桿提供，則梯形螺紋轉筒力矩為

2.2　驅動裝置的實現

無載電梯靜態曳引試驗測試儀的伺服電機采用轉矩控制模式，通過拉力傳感器讀出施加到曳引鋼絲繩的力，然后通過激光測距儀測距對比判斷鋼絲繩在曳引輪上的滑移量。轉矩控制模式通過外部模擬量的輸入來設定電機軸對外輸出轉矩的大小，當傳感器讀數等于設定載荷的重量時，保持曳引鋼絲繩上相應的拉力10 min。

控制電路部分主要由主控芯片、A/D轉換和D/A轉換等部分組成。其中，主控芯片采用微處理器STM32F103；A/D轉換芯片采用AD7190；D/A轉換芯片采用AD5689。

控制器軟件采用基于μcos-III的實時操作系統，實現觸摸屏顯示控制、傳感器信號讀取、電池電量指示、伺服電機控制及施力時間計時等。

液晶屏選用串口屏TJC8048K050_11，軟件界面包括施力設定值窗口、施力時長窗口、施力實時值窗口及開始、暫停、復位等按鍵，界面如圖6所示。

圖6 液晶屏控制界面

測試時，根據電梯的額定載荷及面積超標情況，先設定施力值；再點擊開始按鈕進行測量。測量完畢后，點擊復位按鈕進行卸力。

3　試驗

3.1　搭建測試平臺

為模擬電梯現場曳引鋼絲繩，搭建電梯曳引鋼絲繩模擬平臺，由吊環、拉板和電梯曳引鋼絲繩等組成，如圖7所示。

圖7　電梯曳引鋼絲繩模擬平臺

拉板有8個繩頭孔，最多可放置8根鋼絲繩，電梯曳引鋼絲繩備有8 mm，10 mm，12 mm，13 mm，16mm的規格；繩頭可在拉板繩孔處進行上下調節；拉板的吊環通過扁平吊帶吊在起重機吊鉤處。試驗時，電梯靜態曳引測試儀安裝于鋼絲繩上，測試儀下端通過繩帶連接2000 kg砝碼，砝碼置于電子秤上。

3.2 提升實驗

電梯靜態曳引試驗測試儀安裝完成后，開啟控制器，鋼絲繩直徑為10 mm，在施力設定值窗口分別輸入500 kg，1000 kg，1500 kg，1900 kg進行測試，同時記錄不同砝碼下電子秤的讀數。試驗完成后，用砝碼的重量2000 kg減去電子秤讀數，與設定值進行比對，如表1所示。

由表1數據可以看出：電梯靜態曳引試驗測試儀500 kg輸出力的變化范圍為2.0 kg；1000 kg輸出力的變化范圍為2.2 kg；1500 kg輸出力的變化范圍為 1.2 kg；1900 kg輸出力的變化范圍為2.0 kg；輸出力的誤差在5‰以內。

表1 提升實驗實測數據 （單位：kg）

4　結語

本文提出一種無載電梯靜態曳引試驗檢測方法，可有效、簡便地驗證面積超標電梯的曳引能力；且開發的無載電梯靜態曳引試驗測試儀具有方便攜帶、通用性好、省時省力的特點，可減輕檢驗工作強度，提高檢驗效率。

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Unloaded Detection Method and Realization of Elevator Static Traction Test

Sun Xueli Huang Guojian Liu Yingjie

(R&D Center, Guangzhou Academy of Special Equipment Inspection & Testing, Guangzhou 510663, China)

Aiming at the problem that the capability testing of elevator static traction needs to carry weights and take time and effort during the test, a test method using a motor to replace the load is proposed. In order to reduce the load required by the motor, the force application position was transferred from the car end to the counterweight end according to Euler's formula; in order to avoid damage to the elevator wire rope, a composite material inner liner was used to contact the wire rope; in order to ensure that The measurement of the slipping displacement of the rope is accurate, and the laser ranging module is fixed on the rope to monitor the rope displacement. After analysis, the method can accurately perform the elevator static traction test and has good operability.

elevator static traction test; Euler formula; unloaded detection

廣州市市場監督管理局科技項目（2019kj06）

TP29

A

1674-2605(2020)06-0005-05

10.3969/j.issn.1674-2605.2020.06.005

孫學禮，男，1982年生，碩士研究生，高級工程師，主要研究方向：檢測儀器開發，包括電氣設計、機械設計、控制編程等。E-mail: 641302712@qq.com