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关于电梯制动能力检测的改进与研究(应对方案)

已有 948 次阅读2018-12-21 14:46 |个人分类:曳引式电梯制动能力检测仪| 曳引驱动电梯制动能力, 制动能力检验, 电梯制动能力检测仪

摘要


在经济高速发展的今天,电梯作为特种设备已经成为一种人们日常生活中的必备品。面对当前严峻的电梯安全形势,针对如何判断新、老电梯是否依旧满足运行要求等问题,正在成为社会关注的热点话题;为保证电梯的稳定运行,现行的电梯检测规则中对电梯定期检测进行了详细的描述,但由于检测方法在实施、应对不同工况环境下存在太多不确定因素,将严重影响检测结果,本文通过对曳引驱动电梯制动能力的检测着手,研究、开发了一种快捷准确的电梯制动能力的方法和实施方案。

关键词:电梯;制动能力检验;应对方案

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电梯制动能力检测的理论基础

1.1 电梯检测中涉及的相关文件与方法

(1)制动能力:制动器动作使以某一速度垂直运行的电梯轿厢制停的能力。
(2)制动过程:制动器动作使以某一速度垂直运行的电梯轿厢制停的过程。
(3)制动距离:电梯轿厢在制动过程中垂直移动的距离。
(4)制动减速度:电梯轿厢在制动过程中垂直移动速度降低的速率。

但现实状态下,在进行电梯定期检测中按照既定标准方案,在除2名检测人员外,还需要多名砝码搬运人员,整个检测过程变得较为繁琐;依据曳引式电梯的工作原理,当平衡系数为0.4-0.5时,空载上行工况与满载下行工况等效,对制动器的制动力要求相当。通过空载上行工况的制动试验,也可以间接地检查电梯满载的制动能力。

所以,对于平衡系数不是0.4-0.5的曳引式电梯或强制驱动式电梯,应用电梯检规的加载下行制动试验比较可靠;对于平衡系数为0.4-0.5的曳引式电梯,采用空载上行制停试验比较便捷,因为电梯无需加载,省时省力。

1.2电梯检测的试验数据分析

为了验证电梯制动能力试验方法的有效性及其技术特征,对运行268部电梯分别进行了“125%额定载荷下行制动试验”、“100%额定载荷下行制动试验”和“空载上行制动试验”,试验数据汇总表(节录)和试验数据分析图如下:

 

                           试验数据汇总表(节录)

试验比对结论:

根据数据的反应情况可以看出,3种方法都可以对电梯的制动能力进行有效的检查和判断;同一电梯“125%额定荷载下行制动试验”的制动距离最大,依次是“100%额定载荷下行制动试验”距离,“空载上行制动试验”距离;三者的比值,约为1:(0.9-0.78):(0.8-0.4);三种试验方法都可以通过制动距离数据可以判断制动能力大小;“空载上行制动试验”无需加载负荷,检测相对快捷,推荐在电梯定期检测和电梯维保中施行。以下是实施的两种不同方式:

方法1--制动距离法;
制动距离法是用制动过程中电梯轿厢的垂直移动距离来衡量电梯制动能力。

方法2--制动减速度法;
制动减速度法是用制动过程中的平均制动减速度来衡量电梯制动能力。


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针对检测条件的应对方案

在实际的检测过程中,由于电梯的实际工况较为复杂,为方便快捷的进行电梯检测,依据“空载上行制动试验检测方法”提出下面的解决方案:

2.1 钢丝绳检测方式解决方案

利用光电编码器的工作原理,编码器通过一个固定周长的转动轮连接被检测电梯的钢丝绳,在进行检测时,使电梯钢丝绳带动编码器转动,通过光电编码器提供的脉冲信号作为采集的信息量计算当前电梯的移动距离,进而达到检测的目的;输入编码器与钢丝绳接触轴的直径,记为r;在单片机发出电梯停止指令后,继续计数直到钢丝绳完全静止,设此时的计数值为n。钢丝绳制动距离计算公式为:

式中:

G……………为钢丝绳制动距离;

n……………为脉冲计量个数;

r……………为编码器轴直径;

B……………为编码器分辨率;

C……………每脉冲代表值。

2.2 转动轴检测方式解决方案

采用转动轴方式进行检测的情况主要是集中在电梯钢丝绳被包裹难以进行检测的情况下进行,通过连接电梯曳引轮的中心轴间距进行电梯检测的手段:

按照上图所示建立具体的数学模型:

利用“空载上行制动试验”方法,在开始电梯检测时,总是记录关电编码器在检测过程中的脉冲数,最后通过公式计算行程数,下面为电梯制动距离的计算公式:

式中:

R……………为曳引轮转过的圈数;

S……………为电梯制动距离;

B……………为编码器分辨率;

M……………为齿轮箱变比;

N……………为曳引比;

D……………为曳引轮直径;

I……………采集的总脉冲数。


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检测制动能力的实施方案

3.1 对光电编码脉冲信号的采集与使用

本系统采用增量式光电编码器提供最高1000P/r(每圈输出脉冲数)的输出能力和A、B、Z三种不同的脉冲信号,其中信号A和信号B之间在相位上存在偏差90°的关系,码盘还提供信号Z用于解释方向;通过分析进行以下推导:

->利用相位角度判断转动方向:

在单个脉冲周期(T=360°)中,根据设备特性可知,以信号A单周期为基准,可得在信号A由低电平转变为高电平时,信号B已经处于高电平状态,在这种状态下,可以确定信号A始终处于超前信号B的状态下,人为定义当前状态为正转,反之为反转;通过这种方法联系Z轴提供的方向电平,总能准确的判断当前设备所处的旋转方向,下面是脉冲的实际测试结果:



->利用正交解码提高分辨能力:

如中所示,通过分析信号A和信号B在设备旋转过程中的相位角关系,可以得到4个不同的数据组合:


通过检查信号A、信号B之间的脉冲交集,将原来每周期两次的计数增加一倍,实现计数数量的增加。


3.2 波形修复防止信号失真

在高速脉冲信号的采集中,由于信号的频率高,采集时要求的实时性要求,输入信号的波形纯正平滑,在设计采集电路中加入隔离整形电路如下:

当信号A和信号B经过集成电路CD4069转换,完成信号电平的转换,并利用电容C1和钽电容CT1对进入的电源电源进行滤波,去除干扰;在未被使用的引脚上通过电阻R11、R12、R13、R14对引脚电平进行拉低,防止在未使用的情况下,使电路中掺入干扰信号影响采集数据的正确性;

经过调整后呈现的规整脉冲:


3.3 电梯制动能力检测仪机械连接部分的研究

在进行电梯制动能力检测时,由于需将采集设备与电梯的转动部件作切面连接,所以在进行设计时,需要满足摩擦、转速和扭矩三方面要求:

通过图中所示,在解决转速问题中,机械设计上采用了有缺角的设计,用于固定在运动中的转轮可能会出现的移位问题;


通过图中所示,在解决转矩问题方面,采用了钢性连接的的组合方式,用于在检测过程中,高速运行的电梯活动件对于检测设备产生的延迟动作问题;

通过图中所示,由于需要采集运动的设备,增加的设备表面的耐磨度和摩擦力显得较为突出;在图中,将设备转轮采用防滑胶带处理,用于解决在长时间相对摩擦过程中对转轮和钢丝绳的伤害;在机械设计中对于辅助轮的加入,大大提高转动轮与钢丝绳的加紧力及增加了两者的摩擦力,减少了在运动过程中的采集丢失问题;

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检测方案的实施与应用

根据《曳引驱动电梯制动能力快捷检验方法》的相关描述,完成曳引式制动能力检测仪BC100的总体方案设计,下面是测试报告:



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研究总结

基于“空载上行制动试验”的电梯制动能力检测方法,通过理论论述和实验检验两方面的验证。在电梯的定期检验中,平衡系数在0.4-0.5之间的电梯,“空载上行制停试验”与“满载下行制停试验”得到相近的检测效果,都可以很好的验证当前电梯的制动能力情况,并且由于“空载上行制停试验”免去了搬运砝码的过程,大大简化了试验过程,提高了工作效率,并通过合理的实施方案减少在检测过程中的误差,提高了检测精度,保证了检测结果的真实可靠。同时,通过本次针对“电梯制动能力检测的研究”发现,对于平衡系数不在0.4-0.5这一区间的电梯,为保证检测结果的可靠性,“125%额载下行制停试验”是非常有必要在电梯日常检测进行实施的。

 

依据以上结论,以及应对方案在实际方案的实施情况,我们设计并完成了制动距离检测仪设备,该设备将分辨能力为0.1mm,并在设备中集成检测标准规则文件。通过实际应用能够很好的完成电梯制动能力的检测,推荐在旧梯维保和新梯检测中使用。

版权归秦皇岛开发区前景光电技术有限公司所有


曳引式制动能力检测仪BC100


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