一種簡便的電梯限速器在線校驗儀研發*

鄭信勇

（福建省特種設備檢驗研究院龍巖分院，福建龍巖 364000）

0 引言

電梯限速器是電梯的重要安全部件之一。限速器從最初的下行超速安全鉗的聯動裝置，到現在的上行超速保護、轎廂意外移動保護，電梯在運行中發生超速，或者發生墜落的情況下，限速器動作觸發安全鉗或制動器動作，及時將轎廂制停。作為電梯超速和失控保護的重要組成部分，限速器動作的有效性和可靠性在電梯運行中所起的作用至關重要。但是隨著使用年限的增長、使用磨損加劇或者金屬疲勞、維護保養不到位等原因，使原有限速器調定速度產生偏差，限速器校驗的重要性不言而喻。

TSG T7001—2023《電梯監督檢驗和定期檢驗規則》作出了相關規定［1］：檢驗時，可以通過查看限速器調試證書、校驗記錄，結合限速器的狀態確認其動作速度是否符合要求；發現調節部位封記缺損等可能影響限速器動作速度的情況，檢驗人員應當通過現場見證施工單位或者維護保養單位測試的方式予以確認。

當前，電梯限速器動作速度校驗方法均采用脫開限速器鋼絲繩，使限速器裝置與原電梯運轉系統分離，然后通過外加的驅動裝置帶動限速器轉動，限速器帶動傳感器測定其轉速，測量出電氣關動作速度和機械動作速度，存在操作較為復雜、準備時間長、對操作場地和操作空間要求比較高等問題。根據現有的限速器校驗檢測方法，假設以熟練操作限速器校驗且檢驗過程無卡阻為前提下，兩名維保人員和檢驗人員基本上需要30 min 來完成整個校驗過程［2-4］。

在目前電梯數量爆炸式增長、電梯維護保養人員和電梯檢驗人員都相對嚴重不足的前提下，要全面進行限速器校驗且保質保量的完成是不現實的。此外，傳動的限速器校驗價格一般都在三四千元，大部分的電梯維保單位只配備一臺限速器校驗儀應付維保資質核準。在電梯實施“限速器動作速度校驗”的相關規定及要求下［5］，維保人員為了能夠通過電梯定期檢驗，只能弄虛作假，出具虛假報告，加大了電梯的安全風險。

為了解決這個問題，本文研制一款經濟、簡便、安全、準確、適用性較好的電梯限速器在線校驗儀，旨在解決限速器校驗覆蓋率不高、校驗效率低下的困境，對提高電梯安全運行具有極大的意義。

1 傳統限速器校驗方法及其優缺點

1.1 校驗方法

傳統校驗方法所需的儀器及工具包括限速器動作測試儀1套、大力鉗兩把、支撐架及日常維修工具等，如圖1 所示。校驗方法如下。

（1）電梯轎廂停在頂樓以下一層，然后機房轉檢修，測量限速器節圓直徑、鋼絲繩的直徑，將這些數據輸入限速器校驗儀中。

（2）維修人員下底坑用支撐架支起漲緊輪墜坨，使限速器鋼絲繩不受力。

（3）進入機房拆下限速器防護罩，用大力鉗夾住限速器鋼絲繩（夾上行一側鋼絲繩），此時檢修點動轎廂上行，使限速器鋼絲繩懸空在限速器上方，如圖2 所示。

圖1 傳統限速器校驗所需儀器及工具

圖2 傳統限速器校驗卸鋼絲繩現場

圖3 傳統限速器校驗實操現場

（4）用大力鉗夾住另外一側的鋼絲繩避免其偏向，觀察鋼絲繩是否與限速器輪有摩擦，避免影響測試結果。

（5）切斷控制柜電源后拆開限速器電氣開關，利用測試儀的檢測線夾在電氣開關兩條線上，然后測試儀通電，調整測試儀上調整相關參數（參數中有個節徑是兩邊鋼絲繩的中到中的距離），參數設置好后開始測試。

（6）用電機輪子靠在限速器輪上進行測試，期間會自動加速并動作限速器，實驗3 次后并將實驗結果得到的數據進行記錄，如果是雙向限速器，就要進行雙向動作實驗實驗方法相同，只是需要改正反轉而已，如圖3所示。

1.2 優缺點

一方面，傳統限速器校驗方法采用限速器測試儀自帶的電鉆對限速器直接加速，在加速的同時直接測速，限速器電氣和機械動作后，直接讀取動作瞬間的實時速度，測量數據準確性較高，能夠很好地反映限速器的動作速度。另一方面，由于傳統限速器校驗方法需要安裝維護人員熟練的拆卸限速器鋼絲繩，且在校驗過程中，為了數據的準確性，需要直接或者間接測量出限速器節圓直徑，才能獲得限速器節圓處的速度，而限速器節圓的半徑會隨著限速器繩槽和限速器鋼絲繩的磨損而改變，是一個動態變化的值，因此每校驗一臺限速器都需要測量一次限速器節圓的半徑和限速器鋼絲繩的半徑。然而在實際檢驗檢測中測量限速器節圓半徑的工作并不容易開展，受限速器結構、安裝形式和安裝位置等限制，費時費力而且較難測得準確［6］。

總結傳統方法有以下不可回避的缺點：（1）限速器校驗儀價格昂貴；（2）節圓直徑測量準確性直接影響到限速器動作速度測量的準確性；（3）對安裝維護人員的技術要求較高，具有一定的制約性；（4）前期拆卸鋼絲繩具有一定的危險性；（5）限速器校驗時需要較長的時間做準備和復位工作。

2 限速器在線校驗儀的設計方案

為解決現有測量方法中測量勞動強度大、人為誤差影響測量準確性的問題，實現限速器的在線校驗，在不需要拆卸鋼絲繩的前提下單人操作即可完成限速器校驗工作，同時數據準確、真實，主要解決以下問題。

（1）解決在不拆卸限速器鋼絲繩的前提下如何給限速器加速的問題。限速器校驗，本質上就是要準確測量限速器電氣動作速度和機械動作速度，要完成這個目標，首先要讓限速器動起來［7-9］，本文運用重力加速的方法對限速器進行加速，具體實施如下：將電梯停在次頂層，拆掉限速器鋼絲繩和安全鉗提拉桿的插銷，利用固定在鋼絲繩上的提拉鋼連接板以及U 形扣的重量，實現限速器鋼絲繩下行方向的重力加速（松脫后讓連接板及U形扣帶著鋼絲繩自由落體）。當校驗限速器上行方向動作速度時，需要在限速器的上行方向一側安裝砝碼，需要使砝碼的重量大于限速器與安全鉗聯動裝置的重量，此時依靠砝碼的重力差使鋼絲繩向上行方向運動，實現限速器鋼絲繩上行方向的重力加速。

（2）解決限速器旋轉速度的測量［10-12］。這一部份的測量與傳統限速器校驗方法測量類似，經過直接測量限速器鋼絲繩的線速度來測試限速器的旋轉速度。開發一組預緊壓輪，可以適用不用直徑的限速器鋼絲繩（常見限速器鋼絲繩直徑為?6 mm、?8 mm），利用壓輪將測速滾輪與鋼絲繩進行預壓緊，保證速度采集的準確性和一致性。

通過解決以上兩個問題，利用市場上常用的普通轉速表，改造后的限速器測試儀如圖4 所示，測試過程如圖5 所示。

圖4 改造后的限速器測試儀

3 限速器在線校驗儀驗證

完成校驗儀樣機制作并使用樣機進行實驗驗證。限速器校驗儀驗證包括限速器動作速度校驗準確性驗證、校驗效率的比對試驗和價格成本比對［13-16］。在實驗前，將樣機進行送檢，檢定合格進行實驗，檢定證書如圖6所示。

從檢定證書可以看出，樣機主測速器、次測速器的測量值與測速儀測量值的擴展不確定度較小，在±0.6%以內；主次測速器同步率都在±0.2%以內，符合技術指標預期，證明樣機的速度檢測性能是準確可靠的。

3.1 限速器動作速度校驗準確性驗證

通過與傳統限速器校驗方法與新研制儀器同時對40余臺限速器開展校驗比對。每臺限速器由兩種儀器各按要求進行3 次校驗，取平均值。測試比對結果分3 組進行。第1 組限速器額定速度為2.5 m／s，測試結果如表1、圖7 所示；第2 組限速器額定速度為1.6 m／s，測試結果如表2、圖8 所示；第3 組限速器額定速度為1.75 m／s，測試結果如表3、圖9 所示。

表1 額定速度2.5 m／s數據組m／s

表2 額定速度1.6 m／s數據組m／s

表3 額定速度1.75 m／s數據組m／s

由上述3 組數據經過清洗和分析，可以看出新研制儀器和傳統限速器校驗方法比對的數據基本上一致，但是存在一定偏差，主要原因有：（1）研制的樣機屬于在線校驗，直接測試限速器鋼絲繩的速度，更能客觀地反映出限速器-安全期動作時的速度；（2）現有儀器測試需要先測量節圓直徑，經過換算到得到線速度，由于測試限速器均屬于在用狀態，存在一定程度上的磨損，傳動限速器校驗方法存在一定的偏差。所以新研制儀器更能準確客觀反映限速器實際動作速度。

圖7 額定速度2.5 m／s數據分析

圖8 額定速度1.6 m／s數據分析

圖9 額定速度1.75 m／s數據分析

3.2 校驗效率的比對

在對上述實驗進行校驗比對時，記錄其重復3 次的時間，包含所有準備時間及復位時間，統計結果如表4所示。

表4 限速器校驗儀校驗耗時比對

通過實驗比對數據來看，新制儀器的校驗耗時要比現有限速器校驗儀的用時要少得多，基本上只需要傳動測試方法的1／3 左右，這主要得益于新制儀器不需要對限速器進行脫繩及限速器節圓直徑的測量，只需要簡單地拆卸速器鋼絲繩和安全鉗提拉桿的插銷，大幅降低了校驗工作的勞動強度，校驗效率得到了大幅提升，節約的寶貴檢測時間。

3.3 校驗儀的價格比對

調查目前市場上常見的限速器校驗儀價格，電梯限速器測試儀GD-5 價格約為5 000 元，多功能限速器測試記錄儀DTXS-D價格約為10 000 元，無機房限速器測試儀WJXS-X價格約為40 000 元，價格都相對昂貴。本文研發的限速器在線校驗儀需要兩個轉速表合成，加工一組預緊輪，以及電路的簡單改造，外加限速器在線校驗儀的檢驗費用，儀器成本可以控制在千元以內，具有非常明顯的價格優勢。

4 結束語

本文突破離線式校驗的思維定式，創新地提出在線校驗方式，通過研制一款簡單的限速器在線校驗儀，測試時無需拆離鋼絲繩，無需額外的驅動裝置，測試方法由脫繩電機驅動校驗改為帶繩自驅動校驗，校驗工作僅依靠一套測速儀便可完成數據采集、處理、存儲和顯示，最大限度簡化測試過程、降低限速器校驗的技術要求、大幅減少測試時間。該儀器直接測定限速器鋼絲繩的速度，更加客觀實際地測試出限速器的實際動作速度，同時該儀器更加適應于無機房電梯、超高速電梯，具有非常強的實用性。另外，該限速器在線校驗儀由常見的轉速表改裝而來，價格成本也大幅降低，可以達到全面推廣的要求，達到了研究設計的預期。