一種電梯載荷試驗(yàn)小車的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

孟國(guó)剛，王俊卿，陳海烽

（紹興市特種設(shè)備檢測(cè)院，浙江 紹興 312000）

《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》（含第1號(hào)修改單和第2號(hào)修改單）實(shí)施以來(lái)，監(jiān)督檢驗(yàn)時(shí)平衡系數(shù)試驗(yàn)變更為B類項(xiàng)，定期檢驗(yàn)時(shí)增加每5年進(jìn)行一次的125%額定載荷制動(dòng)試驗(yàn)，再加上原有限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)、下行制動(dòng)試驗(yàn)等，使得檢驗(yàn)中載荷試驗(yàn)的比例大大提高，對(duì)試驗(yàn)的要求也與日俱增。

而這一系列載荷試驗(yàn)帶來(lái)的不僅是檢驗(yàn)時(shí)間的增加，更多的是砝碼搬運(yùn)、輸送等大量人力成本問(wèn)題。試驗(yàn)的費(fèi)時(shí)費(fèi)力、風(fēng)險(xiǎn)高等因素讓很多使用、維保單位產(chǎn)生了一定的畏難情緒，不利于電梯維保和檢驗(yàn)工作的開(kāi)展。

1 研究現(xiàn)狀

鑒于人工逐塊搬運(yùn)砝碼，勞動(dòng)強(qiáng)度巨大，試驗(yàn)單位大都采用常用的平板車作為砝碼的搬運(yùn)小車，如圖1所示。此類平板車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，完全依靠人工裝載砝碼，人工推動(dòng)行進(jìn)，僅僅在一定程度上方便了砝碼的整體運(yùn)輸，對(duì)降低勞動(dòng)強(qiáng)度、減小搬運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)、提高試驗(yàn)安全性等作用有限。

圖1 平板車

圖2 試驗(yàn)小車

鄧明旭、唐躍林等設(shè)計(jì)了一種試驗(yàn)小車，如圖2所示。小車用履帶（部件4）作為行進(jìn)機(jī)構(gòu)，解決了重載時(shí)面對(duì)復(fù)雜地形或斜坡時(shí)的行進(jìn)問(wèn)題，進(jìn)一步方便了砝碼的運(yùn)輸，但對(duì)降低砝碼的搬運(yùn)強(qiáng)度未有貢獻(xiàn)。

羅志群、佘昆等設(shè)計(jì)了一種機(jī)械裝載砝碼裝置，如圖3所示。其由一套專用的機(jī)械框架和起吊機(jī)構(gòu)組成，能夠?qū)崿F(xiàn)砝碼的自動(dòng)裝載和橫縱向移動(dòng)，完全擺脫了人工裝載，大大提高了搬運(yùn)效率。然而，一方面，此裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、部件眾多，在實(shí)際應(yīng)用中穩(wěn)定性存疑；另一方面，其只能在原地進(jìn)行砝碼的裝載，對(duì)砝碼的運(yùn)輸問(wèn)題無(wú)益。

圖3 砝碼裝載裝置正視圖和側(cè)視圖

綜上所述，無(wú)論是常用的平板車，還是學(xué)者的研究，均只在各自的角度上稍稍緩解了砝碼裝載和搬運(yùn)的勞動(dòng)強(qiáng)度，并未真正改變?cè)囼?yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的最終導(dǎo)向。因此，尋求一種減少人工參與、提升試驗(yàn)效率的小車設(shè)計(jì)方案迫在眉睫。

2 設(shè)計(jì)目的

針對(duì)載荷試驗(yàn)，特別是125%額定載荷制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)暴露的難點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合現(xiàn)有平板小車的缺點(diǎn)，本試驗(yàn)小車設(shè)計(jì)目的如下：降低人工搬運(yùn)砝碼的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高試驗(yàn)效率；緩解砝碼運(yùn)輸過(guò)程中，因地形原因等引起的運(yùn)輸困難，提高運(yùn)輸效率；解決檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)砝碼，并以其他重物替代時(shí)，載荷試驗(yàn)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性問(wèn)題；解決加載125%額定載荷過(guò)程中，因電梯制動(dòng)不良等原因，導(dǎo)致電梯下滑，發(fā)生剪切風(fēng)險(xiǎn)。

3 試驗(yàn)小車的總體方案

試驗(yàn)小車采用電力助動(dòng)+人力推動(dòng)設(shè)計(jì)，設(shè)定小車的最大車速為5km/h，設(shè)有專用的爬坡檔。以常見(jiàn)額載1000kg乘客電梯為參考，設(shè)計(jì)小車砝碼承載框的尺寸為：750mm（寬）×850mm（長(zhǎng)）×500mm（深），設(shè)計(jì)小車的自重為250kg，小車的載重量為1000kg，其總體方案如圖4所示。

圖4 試驗(yàn)小車總體方案

試驗(yàn)小車主要由車體、壓力傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、顯示屏、旋轉(zhuǎn)吊臂、鋼絲繩起升機(jī)構(gòu)、可伸縮推拉扶手、駐車制動(dòng)裝置等組成。

旋轉(zhuǎn)吊臂安裝于車體前部，可360°旋轉(zhuǎn)，吊臂上安裝鋼絲繩，鋼絲繩由電機(jī)及卷筒驅(qū)動(dòng)，可作上下起升，鋼絲繩末尾安裝吊鉤，用于砝碼的起吊。設(shè)計(jì)該起吊機(jī)構(gòu)最大起重量為100kg/次（4塊砝碼/次），并配有手柄及遙控操作裝置，便于實(shí)際應(yīng)用。

壓力傳感器安裝于車體底部，通過(guò)檢測(cè)車體及小車載重量，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，輸出至顯示屏，以便實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的載荷，方便試驗(yàn)時(shí)載荷的計(jì)算。選擇壓力傳感器的量程為20～2000N，精度是5%，滿足一般使用要求，穩(wěn)定性頗佳。

小車前部設(shè)計(jì)可伸縮式推拉扶手，以便于在做125%制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，在人不進(jìn)入轎廂的前提下，將重載小車推入轎廂。以避免因電梯制動(dòng)效果不佳帶來(lái)轎廂下沉產(chǎn)生的剪切風(fēng)險(xiǎn)。

小車驅(qū)動(dòng)輪軸處安裝駐車制動(dòng)裝置，可將重載小車固定在轎廂內(nèi)部，以避免試驗(yàn)時(shí)因小車的滑移而產(chǎn)生與轎廂壁的碰撞，進(jìn)而避免損壞轎壁。車輪采用充氣式橡膠輪胎，以避免重載時(shí)對(duì)轎廂地面的損壞。

4 試驗(yàn)小車的應(yīng)用

根據(jù)前述試驗(yàn)小車的總體設(shè)計(jì)方案，我們制作完成了樣車，并在載荷試驗(yàn)中進(jìn)行了具體的應(yīng)用和比對(duì)，如圖5所示。

圖5 試驗(yàn)小車樣車

未使用該樣車時(shí)，進(jìn)行砝碼的裝載和搬運(yùn)至少需要2～3人，每完成一臺(tái)1000kg的乘客電梯載荷試驗(yàn)，人工疲勞度加大，試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)。如若接連數(shù)十臺(tái)電梯進(jìn)行載荷試驗(yàn)，則需要更換砝碼裝載和搬運(yùn)的人員，有時(shí)候甚至多達(dá)數(shù)十人，人力和時(shí)間成本巨大。使用該樣車后，進(jìn)行砝碼裝載和搬運(yùn)的人員最少只需要1人，且每完成一臺(tái)，人力勞動(dòng)衰減有限，試驗(yàn)時(shí)間增加有限，更不需要頻繁更換操作人員，大大減輕了操作的強(qiáng)度，方便了試驗(yàn)的進(jìn)行。

載荷的實(shí)時(shí)顯示亦大大便利了裝載人員和檢驗(yàn)員對(duì)所需載荷的計(jì)算，且在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)砝碼的情形下，亦可用其他重物代替砝碼進(jìn)行載荷試驗(yàn)，進(jìn)一步方便了試驗(yàn)的操作。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中，更是由于行車、駐車制動(dòng)，充氣式輪胎及備用蓄電池等細(xì)微功能的設(shè)計(jì)，避免了小車碰撞轎廂壁，避免了小車壓壞轎廂地面，增加了小車的續(xù)航時(shí)間，進(jìn)一步增強(qiáng)了小車的實(shí)用性。

5 結(jié)語(yǔ)

本試驗(yàn)小車的設(shè)計(jì)結(jié)合了起吊機(jī)構(gòu)和電力驅(qū)動(dòng)，一方面，可在人工參與最小化的情況下實(shí)現(xiàn)砝碼的裝載和小車的行進(jìn)，大大減輕了載荷試驗(yàn)中的人工勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了試驗(yàn)時(shí)間，提高了試驗(yàn)效率。另一方面，在小車的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)上進(jìn)行完善，避免了撞擊、壓損以及電梯制動(dòng)不良帶來(lái)的剪切風(fēng)險(xiǎn)，具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用意義。