一种电梯制动性能无载测试方法与流程

本发明属于电梯检验相关技术领域，尤其是涉及一种电梯制动性能无载测试方法。

背景技术：

我国的电梯总量已经超过500万台。电梯制动性能的优劣直接关系到乘客乘用电梯的安全性，因电梯制动性能失效已在全国范围内发生多起伤亡事故。为此，2017年10月1日开始施行的《电梯监督检验和定期检验规则－曳引与强制驱动电梯》(tsgt7001-2009,含第1号和第2号修改单)要求在用乘客电梯每5年进行一次125％载荷试验，以验证电梯制动器的制动性能。gb7588-2003《电梯制造与安装安全规范》和tsgt7001-2009采用的测试方法是：轿厢装载125％额定载重量，以正常运行速度下行时，切断电动机和制动器供电，制动器应当能够使驱动主机停止运转。上述通过载荷测试电梯制动性能的方法，虽然技术成熟，检测结果可靠；但检验过程中需要使用载荷，耗费极大的人力物力，现场作业时间通常大于30分钟。

技术实现要素：

本发明目的是：提供一种低成本、高效率的电梯制动性能无载测试方法，在电梯上下运行过程中，通过测量空载轿厢以正常运行速度向下运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢下行制动平均减速度，以及空载轿厢以正常运行速度向上运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢上行制动平均减速度，在上述紧急制动过程中曳引绳与曳引轮槽面之间未产生明显相对滑动时，经过制动性能公式计算确定电梯制动器制动性能是否满足标准要求。

本发明的技术方案是：一种电梯制动性能无载测试方法，包括如下步骤：

步骤1)将测量仪器放置在空载轿厢地板中心半径为100mm的圆形范围内；

步骤2)使空载轿厢以正常运行速度向下运行，当空载轿厢运行至和对重处于同一水平位置时切断电动机和制动器供电，通过测量仪器对轿厢下行制动平均减速度进行测量；

步骤3)使空载轿厢以正常运行速度向上运行，当空载轿厢运行至和对重处于同一水平位置时切断电动机和制动器供电，通过测量仪器对轿厢上行制动平均减速度进行测量；

步骤4)将所测得的空载轿厢下行制动平均减速度和空载轿厢上行制动平均减速度代入制动性能公式，若满足公式，则确定电梯制动器制动性能满足标准要求，若不满足公式，则确定电梯制动器制动性能不满足标准要求。

作为优选的技术方案，在步骤(1)中，所述测量仪器为加减速度测试仪，用于测量空载轿厢以正常运行速度向下运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢下行制动平均减速度，以及空载轿厢以正常运行速度向上运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢上行制动平均减速度。

作为优选的技术方案，在步骤(4)中，所述制动性能公式为：

当电梯配备补偿绳或链时：

当电梯不配备补偿绳或链时：

其中，aemu为空载轿厢以正常运行速度向上运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢上行制动平均减速度；

aemd为空载轿厢以正常运行速度向下运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢下行制动平均减速度；

k为平衡系数，为定值，使用在首次投入使用时测得的数值或者通过gb7588-2003《电梯制造与安装安全规范》规定的电流法或按照tsgt7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则－曳引与强制驱动电梯》认定的其他方法(包括平衡系数无载荷测试法)测得；

h为电梯总行程；

q为额定载重量；

rt为曳引绳的倍率；

nct为电梯随行电缆根数；

gct为电梯随行电缆的单位长度重量；

nr为电梯曳引绳根数；

gr为电梯曳引绳的单位长度重量。

作为优选的技术方案，如果测量制动平均减速度时，轿厢内有操作人员，则制动性能公式的平衡系数k应减去操作人员的重量除以测试电梯的额定载重量，并且在测量轿厢上行制动平均减速度和轿厢下行制动平均减速度时轿厢内操作人员相同。

本发明的优点是：

1.本发明根据电梯制动减速度与制动器制动力矩、电梯系统负载转矩及转动惯量之间的关系，研究空载轿厢以正常运行速度向下运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢下行制动平均减速度和空载轿厢以正常运行速度向上运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢上行制动平均减速度的关系，来确定电梯制动器制动性能是否满足标准要求。

2.本发明测试时电梯轿厢空载，不需要载荷，检测成本低；操作简单，测试方便，检测效率高，可从传统测试时间大于30分钟缩短到10分钟以内；所需要的仪器加减速度测试仪技术成熟，精度较高。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的测试系统结构示意图；

图2为本发明的测试系统公式推导示意图；

其中：1测量仪器，2轿厢，3曳引轮，4导向轮，5对重。

具体实施方式

下面结合附图1和具体实施方式对本发明做进一步的描述:一种电梯制动性能无载测试方法，在电梯上下运行过程中，通过测量空载轿厢以正常运行速度向下运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢下行制动平均减速度，以及空载轿厢以正常运行速度向上运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢上行制动平均减速度，在上述紧急制动过程中曳引绳与曳引轮槽面之间未产生明显相对滑动时，经过制动性能公式计算确定电梯制动器制动性能是否满足标准要求。

其具体包括如下操作步骤：

步骤1)将测量仪器放置在空载轿厢地板中心半径为100mm的圆形范围内，该测量仪器为加减速度测试仪，用于测量空载轿厢以正常运行速度向下运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢下行制动平均减速度，以及空载轿厢以正常运行速度向上运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢上行制动平均减速度；

步骤2)使空载轿厢以正常运行速度向下运行，当空载轿厢运行至和对重处于同一水平位置时切断电动机和制动器供电，通过测量仪器对轿厢下行制动平均减速度进行测量；

步骤3)使空载轿厢以正常运行速度向上运行，当空载轿厢运行至和对重处于同一水平位置时切断电动机和制动器供电，通过测量仪器对轿厢上行制动平均减速度进行测量；

步骤4)将所测得的空载轿厢下行制动平均减速度和空载轿厢上行制动平均减速度代入制动性能公式，若满足公式，则确定电梯制动器制动性能满足标准要求，若不满足公式，则确定电梯制动器制动性能不满足标准要求；

其中制动性能公式为：

当电梯配备补偿绳(链)时：

当电梯不配备补偿绳(链)时：

上述制动性能公式的建立和推倒过程如下：

gb7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的12.4.2.1规定：“当轿厢载有125％额定载荷并以额定速度向下运行时，操作制动器应能使曳引机停止运转。所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应分两组装设。如果一组部件不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行”，可得：

式中，ɑ100％和ɑ125％分别代表装有额定载荷和1.25倍额定载荷的轿厢在位于行程最下部范围时紧急制动的轿厢制动平均减速度，m/s²；mb为制动器制动力矩，n·m；m100％和m125％分别代表装有额定载荷和1.25倍额定载荷的轿厢位于行程最下部范围时的负载转矩，n·m；j100％和j125％分别代表装有额定载荷和1.25倍额定载荷的轿厢在位于行程最下部范围时的电梯制动轴总转动惯量，kg.m²；dy为电梯曳引轮节圆直径，m；i为减速器传动比；rt为曳引绳的倍率；η为电梯系统效率。

可将式(1)变为：

式中，p为轿厢自重，kg；w为对重重量，kg；q为额定载重量，kg；g为重力加速度，m/s²；mcr为补偿绳(链)的重量，kg；msr为曳引绳的重量，kg。

空载轿厢以正常运行速度向下运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动，在紧急制动过程中钢丝绳与曳引轮槽面之间未产生明显相对滑动时，可得：

空载轿厢以正常运行速度向上运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动，在紧急制动过程中钢丝绳与曳引轮槽面之间未产生明显相对滑动时，可得：

式中εemd为空载轿厢以正常运行速度向下运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的制动轮平均角减速度，rad/s²；aemd为空载轿厢以正常运行速度向下运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢下行制动平均减速度，m/s²；εemu为空载轿厢以正常运行速度向上运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的制动轮平均角减速度，rad/s²；jem为空载轿厢和对重处于同一水平位置时的制动轴总转动惯量；aemu为空载轿厢以正常运行速度向上运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢上行制动平均减速度，m/s²；h为电梯总行程，m；nct为电梯随行电缆根数；gct为电梯随行电缆的单位长度重量，kg/m。

根据《电梯监督检验和定期检验规则－曳引与强制驱动电梯》附录a，使用电流法确定电梯平衡系数时，应该在轿厢和对重运行到同一水平位置时记录电动机的电流值。因此，当空载轿厢和对重运行到同一水平位置时，曳引轮两侧的实际重量差为也即电梯的平衡系数k应为对重重量w应为：

将式(5)代入式(2)，可得：

将式(5)代入式(3)和式(4)，可得：

根据式(6)和式(7)，电梯制动器制动性能满足gb7588-2003要求的125％额定载重量下行制动要求时，应满足：

根据式(6)和式(7)，电梯制动器制动性能满足gb7588-2003要求的100％额定载重量单臂下行制动要求时，应满足：

下面来分析电梯系统中仅由电梯曳引绳、补偿绳(链)以及随行电缆造成的曳引轮两侧的拉力差，不包括轿厢自重、轿内载重量以及对重重量造成的曳引轮两侧的拉力差，根据图2可得：

式中，tcar为仅由曳引绳、补偿绳(链)以及随行电缆造成的轿厢侧曳引绳拉力，不包括轿厢自重、轿内载重量产生的拉力，n；tcw为仅由曳引绳和补偿绳(链)造成的对重侧曳引绳拉力，不包括对重重量产生的拉力，n；h为电梯总行程，m；l为轿厢上端钢丝绳的总长度，n；ncomp为电梯补偿绳(链)根数；gcomp为电梯补偿绳(链)单位长度重量，kg/m；nct为电梯随行电缆根数；gct为电梯随行电缆的单位长度重量，kg/m；nr为电梯曳引绳根数；gr为电梯曳引绳的单位长度重量，kg/m。

由式(10)可得：

为使电梯运行更加平稳并节约能源，理论上要求轿厢处于不同位置时曳引轮两侧的力差始终不变，从而可得补偿绳(链)的配置为：

当电梯配备补偿绳(链)时，虽然制造单位受到补偿绳(链)单位长度重量的规格限制，不可能完全按照式(12)配置补偿绳(链)单位长度重量，但一般都会尽可能选择单位长度重量相近的补偿绳(链)。因此，在此忽略其选型时补偿绳(链)单位长度重量的稍许偏差，也即认为式(12)适用于所有带补偿绳(链)的电梯。因此，当电梯配备补偿绳(链)时，可将式(12)代入式(8)，即电梯制动器制动性能满足gb7588-2003要求的125％额定载重量下行制动要求时，应满足：

当电梯配备补偿绳(链)时,可将式(12)代入式(9)，即电梯制动器制动性能满足gb7588-2003要求的100％额定载重量单臂下行制动要求时，应满足：

当电梯不配备补偿绳(链)，根据式(8)，电梯制动器制动性能满足gb7588-2003要求的125％额定载重量下行制动要求时，应满足：

当电梯不配备补偿绳(链)，根据式(9)，电梯制动器制动性能满足gb7588-2003要求的100％额定载重量单臂下行制动要求时，应满足：

按照《电梯监督检验和定期检验规则－曳引与强制驱动电梯》附录a对于电梯平衡系数数值的要求以及出于电梯运行节能的考虑，k的取值范围一般为0.4-0.5。在此取值范围内，100％额定载重量单臂下行制动要求式(14)和式(16)更严格。因此，式(14)和式(16)即为电梯制动器制动性能满足标准要求时，空载轿厢以正常运行速度向上运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢上行制动平均减速度与空载轿厢以正常运行速度向下运行至和对重处于同一水平位置时紧急制动的轿厢下行制动平均减速度应满足的关系。

注：如果测量制动平均减速度时轿厢内有操作人员，则式(14)和式(16)中的平衡系数k应减去操作人员的重量除以测试电梯的额定载重量，并且应保证测量轿厢上行制动平均减速度和轿厢下行制动平均减速度时轿厢内操作人员相同。

实施例1：

电梯参数：额定载重量q＝1000kg，额定速度v＝1.75m/s，起升高度h＝55m、18层18站，钢带曳引比rt＝2，永磁同步曳引机，配备补偿链。

测试方法：

a)将加减速度测量仪器放置在轿厢地板中心半径为100mm的圆形范围内；

b)使空载轿厢向下运行，当电梯速度达到额定速度并运行至和对重处于同一水平位置时切断电动机和制动器供电，测得轿厢下行制动平均减速度aemd＝5.31m/s²；使空载轿厢向上运行，当电梯速度达到额定速度并运行至和对重处于同一水平位置时切断电动机和制动器供电，测得轿厢上行制动平均减速度aemu＝5.02m/s²；

c)通过gb7588-2003《电梯制造与安装安全规范》规定的电流法测得该台电梯的平衡系数k＝0.48；

d)由此可计算出，因此该台电梯的轿厢下行制动平均减速度aemd和轿厢上行制动平均减速度aemu满足制动性能公式，即可确定该电梯制动器制动性能满足标准要求。

该电梯按gb7588-2003《电梯制造与安装安全规范》12.4.2.1的要求进行125％额定载重量下行制动试验和100％额定载重量单臂下行制动试验，制动器能够使驱动主机停止运转。

实施例2：

电梯参数：额定载重量q＝1350kg，额定速度v＝1.75m/s，起升高度h＝82m、20层20站，钢丝绳曳引比rt＝2，永磁同步曳引机，配备补偿链。

测试方法：

a)将加减速度测量仪器放置在轿厢地板中心半径为100mm的圆形范围内；

b)使空载轿厢向下运行，当电梯速度达到额定速度并运行至和对重处于同一水平位置时切断电动机和制动器供电，测得轿厢下行制动平均减速度aemd＝2.95m/s²；使空载轿厢向上运行，当电梯速度达到额定速度并运行至和对重处于同一水平位置时切断电动机和制动器供电，测得轿厢上行制动平均减速度aemu＝1.38m/s²；

c)通过gb7588-2003《电梯制造与安装安全规范》规定的电流法测得该台电梯的平衡系数k＝0.43；

d)由此可计算出，由于测量轿厢下行制动平均减速度和轿厢上行制动平均减速度时轿厢内均有2名操作人员共重156kg，则代入制动公式的k变为0.31，因此该台电梯的轿厢下行制动平均减速度aemd和轿厢上行制动平均减速度aemu不满足制动性能公式，即可确定该电梯制动器制动性能不满足标准要求。

该电梯按gb7588-2003《电梯制造与安装安全规范》12.4.2.1的要求进行125％额定载重量下行制动试验时，在轿厢装载125％额定载重量制动器未打开时，制动闸瓦与制动轮之间打滑，即制动器不能使装载125％额定载重量的轿厢保持停止状态。因此无需进行125％额定载重量下行制动试验和100％额定载重量单臂下行制动试验，即能确定该电梯制动器制动性能不满足标准要求。

实施例3：

电梯参数：额定载重量q＝1150kg，额定速度v＝1.75m/s，起升高度h＝25m、6层6站，钢丝绳5根，钢丝绳的单位长度重量为0.49kg/m,曳引比rt＝2，永磁同步曳引机，随行电缆1根，随行电缆单位长度重量为1.118kg/m，未配置补偿绳(链)。

测试方法：

a)将加减速度测量仪器放置在轿厢地板中心半径为100mm的圆形范围内；

b)使空载轿厢向下运行，当电梯速度达到额定速度并运行至和对重处于同一水平位置时切断电动机和制动器供电，测得轿厢下行制动平均减速度aemd＝3.456m/s²；使空载轿厢向上运行，当电梯速度达到额定速度并运行至和对重处于同一水平位置时切断电动机和制动器供电，测得轿厢上行制动平均减速度aemu＝3.052m/s²；

c)通过gb7588-2003《电梯制造与安装安全规范》规定的电流法测得该台电梯的平衡系数k＝0.49；

d)由此可计算出，

因此该台电梯的轿厢下行制动平均减速度aemd和轿厢上行制动平均减速度aemu满足制动性能公式，即可确定该电梯制动器制动性能满足标准要求。

该电梯按gb7588-2003《电梯制造与安装安全规范》12.4.2.1的要求进行125％额定载重量下行制动试验和100％额定载重量单臂下行制动试验，制动器能够使驱动主机停止运转。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。