关于电梯轿厢上行超速保护装置试验方法的探讨

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  摘要:本文介绍了几种不同形式的轿厢上行超速保护装置,并对这些形式的轿厢上行超速保护装置的试验方法进行了探讨,同时对一些轿厢上行超速保护装置检验中存在的疑问进行了分析。
  关键词:电梯、轿厢上行超速保护装置、试验方法
  TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》已于2010年4月1日起正式施行。相比2002版旧检规,电梯轿厢上行超速保护装置的检验在新版检规中得到了确立。但是在新版检规中并未明确轿厢上行超速保护装置的试验方法,只是说“由施工或者维护保养单位按照制造单位规定的方法进行试验”,这给检验带来了一定的难度。一是制造单位给定的试验方法本身存在不正确的可能,而且制造单位给定的试验方法对于施工单位或者维护保养单位来说可能难以实施。再者,轿厢上行超速保护装置形式多样,不同的人对不同形式的轿厢上行超速保护装置的理解也不尽相同。笔者结合自身对标准的理解以及实际工作中遇到了一些情况和问题,探讨一下轿厢上行超速保护装置检验的试验方法,以及一些检验中常见的疑问。
  1.概述
  电梯轿厢上行超速保护的种类有多种,根据GB7588-2003的9.10.4该装置应作用于:a)轿厢;或b)对重;或c)钢丝绳系统;或d)曳引轮。主要有以下几种常见的种类:
  1.1.双向安全钳
  属于作用于轿厢的一种类型,双向安全钳安装于轿厢上,下行动作部分作为普通的轿厢断绳情况下的安全钳使用,而上行部分则用于作为电梯轿厢上行超速保护装置。
  1.2.夹绳器
  夹绳器作用于电梯曳引钢丝绳上,有作用于轿厢侧的钢丝绳,主要适用于使用有齿轮主机且曳引比为1:1时带有导向轮的电梯,通常称之为正装,电梯上行时钢丝绳相对夹绳器由上而下运行,这种安装方式比较便于夹绳器的复位。夹绳器也有作用于对重侧的钢丝绳,主要适用于使用有齿轮主机且曳引比为2:1(或4:1)时的电梯,通常称之为倒装,电梯上行时钢丝绳相对夹绳器由下而上运行,这种安装方式夹绳器复位相对困难,但受限于主机侧的空间,属无奈之举。
  1.3.曳引轮制动器
  曳引轮制动器直接作用于曳引轮(区别于一般的主机制动器),主要适用无齿轮曳引机,它即作为主机制动器使用,同时也兼作轿厢上行超速保护装置。
  1.4.对重安全钳
  对重安全钳作用于对重,有别于底坑下有进人空间而不满足GB7588-2003的 5.5项时设置的对重安全钳。
  2.各种轿厢上行超速保护装置的试验方法和注意事项
  2.1.双向安全钳
  双向安全钳一般在一个钳体上有两副制动楔块,分别在上行或下行时动作,速度监控装置为双向限速器。安全钳的上行制动楔块和限速器的上行动作部分共同组成了轿厢上行超速保护装置,不应孤立开来。
  2.2.电气试验,将电梯空轿厢至于下端站,先检修使轿厢上行,人为动作限速器的上行开关,电梯应能立即停止运行。短接该电气开关,进行机械部分试验(若双向安全钳上行动作亦有电气开关,那么应在机械部分试验时作进一步确认)。
  2.3.机械部分试验
  2.3.1.限速器有人为机械触发装置时,断开主电源开关,人为松开主机制动器,使轿厢溜车上行,当有明显的速度时,人为触发限速器机械部分,应能有效使电梯制停。
  注意事项:
  注意速度不宜大(只要能明显的看到电梯在走就可以),制停力的大小与速度无关,而对于新安装限速器的动作速度是否准确应由限速器出厂单位保证,对于旧电梯限速器的动作速度应由限速器校验仪确定。
  2.3.2.限速器无人为机械触发装置时,人为动作限速器机械部分,检修使轿厢上行,人为阻碍制动器合闸,松开检修按钮(或切断主电源),双向安全钳应能使轿厢可靠制停。
  注意事项:
  双向安全钳上行动作后,如果检修运行时轿厢不能制停,并不能判断该轿厢上行超速保护装置无效。
  2.3.3.对于额定速度较小的电梯,可以采用空轿厢溜车达到限速器动作速度,进而触发限速器使双向安全钳动作,检查是否有效。但笔者认为该方法比较危险,不宜采用。其实在平常的检验中,双向安全钳也用的相对较少。
  2.4.夹绳器
  夹绳器主要依靠制动元件对电梯曳引钢丝绳进行制动,进而达到制动电梯的效果,夹绳器本身作为上行超速保护装置的减速元件,而一般依然利用限速器作为速度监控元件。夹绳器与限速器的上行动作部分共同组成了轿厢上行超速保护装置。
  2.4.1.电气试验,参照双向安全钳作为上行超速保护装置时的电气试验方法。
  2.4.2.机械试验,人为触发限速器的上行机械动作装置,检修使电梯上行,检查限速器是否能有效触发夹绳器(与双向安全钳的触发原理不同,通常夹绳器与限速器之间通过拉索连接,拉索安装的好坏会影响夹绳器的触发)。恢复限速器和夹绳器,断开主电源开关,人为松开主机制动器,使轿厢溜车上行,当有明显的速度时,人为触发夹绳器触发装置,夹绳器应能有效使电梯制停。注意事项:使夹绳器动作时电梯注意速度不宜大,制停力的大小与速度无关,尤其夹绳器作为上行超速保护装置时,试验应严格控制动作时的速度。因为一般为了保护钢丝绳,制动元件的材料相对钢丝绳较易磨损,制动元件都有严格的使用次数。动作速度越大,制停距离就越长,对制动元件的磨损就越大。试验只要能验证其制停力满足要求,至于速度监控元件的动作速度是否满足要求应用其它方式验证为妥。夹绳器试验时,主机尤其不能带电运行。
  2.5.曳引轮制动器
  曳引轮制动器之所以可以作为轿厢上行超速保护装置,是因为无齿轮曳引机的制动器一般直接作用于曳引轮上,并不是所有的主机制动器都可以作为上行超速。速度监控元件一般也选用限速器。   曳引轮制动器作为上行超速保护装置试验时,将空轿厢至于下端站,使电梯正常上行,认为动作限速器上行电气开关,制动器应能使电梯制停。笔者认为,因为制动器必须进行轿厢125%载荷下行制动试验的,而下行制动试验无论是不平衡重量或者系统质量均比空轿厢上行大,因此只要下行制动试验有效,空轿厢上行制动试验也应该有效。只需验证上行电气开关动作时的速度以及是否能有效使制动器动作即可判断曳引机制动器作为轿厢上行超速保护装置是否有效。
  2.6.对重安全钳
  对重安全钳作用于对重导轨,安全钳钳体作为制动元件,依然选择限速器作为速度监控元件。选用对重安全钳作为轿厢上行超速保护装置时应选用渐进式安全钳,且导轨应选用实心导轨。其试验方法及注意事项与双向安全钳类似,这里就不再赘述了。
  3.检验过程中可能存在的疑问
  3.1.为什么双向安全钳、夹绳器及对重安全钳作为上行超速保护装置时不能以检修运行是否能制停(甚至打滑)来判断是否有效。
  因为轿厢上行超速保护装置与安全钳(这里仅指轿厢下行超速时起作用的安全钳)保护的作用有所不同。安全钳主要在轿厢下行超速时起保护作用,极端情况是轿厢满载且曳引钢丝绳全部断裂;而轿厢上行超速保护装置主要在轿厢上行超速时起保护作用,极端情况是空轿厢上行超速,曳引轮与驱动装置失去关联(即曳引轮只相当于一个定滑轮),但曳引钢丝绳未断裂,且曳引钢丝绳的断裂也不可能引起轿厢上行超速。
  举例计算说明(以作用在轿厢侧的夹绳器为例):
  某电梯
  额定载重Q=1000kg;
  空轿厢重量P=1200kg;
  曳引比为1:1
  平衡系数K=0.5
  曳引轮绳槽为未经硬化处理的带切口的V型槽,槽形角:β = 100°γ=35°
  曳引轮包角α=150°=2.62rad
  重力加速度g=10m/s2
  根据GB7588-2003计算选用渐进式安全钳,则安全钳制动力
  虽然在GB7588-2003的9.10.3中规定“该装置在使空轿厢制停时,其减速度不得大于1g”,但没有规定最小减速度,而只是在9.10.1中规定“并应能使轿厢制停,或至少使其速度降低至对重缓冲器的设计范围”。那么是否可以理解为最小减速度只要大于0即可。
  那么对于本例中,轿厢上行超速保护装置的制动力最小、最大分别为
  显然,对于同样的电梯,安全钳所需的制动力要大于轿厢上行超速保护装置所需的制动力。
  如果轿厢上行超速保护装置要使钢丝绳在曳引轮上打滑,则根据欧拉公式
  虽然,使曳引轮打滑的F最小值小于标准规定的最大值,但比最小值大了不少,因此不能以检修时轿厢是否制停且曳引轮相对钢丝绳打滑来判断轿厢上行超速保护装置时候有效。且这里计算时,仅仅考虑了动摩擦系数,如果考虑检验时可能的静摩擦向动摩擦转换,那么打滑情况所需的力比上述计算值更大。双向安全钳的计算方式与设置在轿厢侧的夹绳器类似,对重安全钳与设置在对重侧的夹绳器类似,这里就不再赘述了。
  3.2.夹绳器作为上行超速保护装置时是否必须在夹绳器上设置电气安全开关。
  其实夹绳器只是作为轿厢上行超速保护装置的制动元件,速度监控元件一般是限速器,两者共同组成了轿厢上行超速保护装置。只要在速度监控元件上设置了符合GB7588-2003的14.1.2的电气安全装置,且该电气安全装置至少在制动元件动作前或同时动作,那么制动元件上即可不必设置符合14.1.2的电气安全装置。如果在夹绳器上额外设置了电气安全装置,但不符合14.1.2的要求,笔者认为也是应该被允许的。
  另外,当曳引机制动器作为轿厢上行超速保护装置时,其动作依赖于限速器的上行电气开关(触点)动作,其本身并没有符合14.1.2要求的电气安全装置,只要限速器的上行电气开关(触点)满足14.1.2的要求即可。而对重安全钳作为上行超速保护装置时,由于对重架上一般无随行电缆,因此也无法设置电气开关,其电气开关还是主要设置在作为速度监控元件的限速器上。因此,夹绳器本体上并非一定要设置电气安全开关。
  3.3.作为上行超速保护装置的对重安全钳与因为底坑下方存在进人空间而设置的对重安全钳的区别。
  作为上行超速保护装置的对重安全钳其最小作用力应不小于对重与空轿厢的重量差(0.5Q ),且应使用渐进式安全钳。针对GB7588-2003的5.5b)设置的对重安全钳是在曳引绳断裂的情况下起保护作用的,标准中并为明确其减速度的要求,但参考轿厢侧的要求(0.2 ~1.0 ),若选用渐进式安全钳制动力应该在1.2(P+0.5Q) ~2.0(P+0.5Q) ,明显大于作为轿厢上行超速保护装置的对重安全钳。因此,针对GB7588-2003的5.5b)设置的渐进式对重安全钳可以同时作为轿厢上行超速保护装置,但是作为轿厢上行超速保护装置的对重安全钳并不一定能作为针对GB7588-2003的5.5b)设置的对重安全钳。
  3.4.曳引机制动器作为上行超速保护装置时能否以主机编码器作为速度监控元件。
  根据GB7588-2003的9.10.10项规定,使轿厢上行超速保护装置动作的电梯速度监控部件应是:
  3.4.1.符合9.9要求的限速器;或
  3.4.2.符合9.9.1、9.9.2、9.9.3、9.9.7、9.9.8.1、9.9.9、9.9.11.2的装置,且这些装置保证符合9.9.4、9.9.6.1、9.9.6.2、9.9.6.5、9.9.10和9.9.11.3的规定。
  因此,上行超速保护装置的速度监控装置应该是限速器或者类似限速器的设备,而显然编码器不符合这样的要求。且编码器也不符合GB7588-2003中9.10.2的要求,轿厢上行超速存在与编码器不相关的情况。因此主机编码器不能作为轿厢上行超速保护的速度监控元件。
  4.结束语
  虽然轿厢上行超速保护装置与安全钳都在电梯超速情况下起保护作用,但是我们并不能简单的以安全钳的检验方式及判断依据来检验轿厢上行超速保护装置。检规并没有明确其试验方法和判断依据,但是我们只要仔细分析标准对轿厢上行超速保护装置的要求就能合理的制定出其检验方法和判定依据。检规作为一种安全技术规范文件,可能无法做到面面俱到,相关技术标准是对检规的一个有力补充,当在执行检规时遇到困难时应从标准着手分析,只有这样才能更好的执行检规,也才能更好的做好检验工作。
  参考文献:
  [1]冯月贵; 浅析电梯上行超速保护装置[J];电梯工业。;2005年4期.
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