一种便携式电梯制停距离和速度检测仪及应用

刘小畅++任昭霖++陈晓强

【摘 要】电梯制动器是确保电梯安全的重要部件之一，其性能的好坏直接决定了电梯的乘用安全。电梯检验人员主要通过制动器本体和制动性能来进行检验，其中制动性能就是通过制停距离来判定。然而，现有对制停距离检测方法存在诸多不足，误差较大，人为因素干扰较大，特别是无机房电梯无法检测制停距离。本文在分析电梯制动器的重要性和电梯标准对制停距离要求及现有制停试验方法不足的基础上，提出了一种新型便携式电梯制停距离检测仪，并利用该仪器测出电梯速度对应的制停距离取值区间。

【关键词】便携式 电梯 制停距离 速度 检测仪

近几年全国电梯冲顶和蹲底事故频发，将特种设备检验机构推到舆论的风口浪尖，其中许多电梯冲顶事故和蹲底事故都源于制动器性能这个关键因素。2011年9月某日上午，一女乘客欲乘电梯前往位于大楼32层的公司上班，电梯上行至7楼时，其速度越来越快，并最终冲顶，女乘客当场倒地不起。事故直接原因是由于制动部件和控制系统元器件老化，机械部件动作不灵活和电气元件接触不良，制动器未能有效抱闸，导致电梯冲顶。2015年7月30日，杭州新华坊18幢，一名24岁女子被电梯夾住，并导致该女子死亡。经检查，涉事电梯制动器铁芯间隙为5毫米，而正常的应为0.6毫米，间隙明显偏大。间隙增大会导致电梯运行中制动轮闸瓦磨损，经测量，制动器闸瓦厚度为5毫米，只有正常厚度的一半。在制动状态下进行盘车试验，能很轻松地向上盘动电梯，这说明闸瓦的制动几乎已经失效。

1 技术规范对制停距离要求

GB7588-2003《电梯制造与安装规范》（以下简称标准）附录M规定，任何情况下，减速度不应小于下面数值：a）对于正常情况，为0.5m/s2；b）对于使用了减行程缓冲器的情况，为0.8m/s2。标准第12.4.2.1条规定：当轿厢载有125%额定载荷并以额定速向下运行时，操作制动器应能使曳引机停止运转。在上述情况下，轿厢的减速度不应超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲嚣所产生的减速度（上述所指减速度为不大于1gn），由此电梯制停减速度有一个0.5m/s2（对减行程缓冲器为0.8m/s2）至1gn的区间取值，根据电梯额定速度，可计算出理论的制停距离区间。但是这个区间非常大，以额定速度2m/s无减行程缓冲器为例，计算出的理论制停距离范围约在0.2m至4m之间，但是上述1gn减速度是最大减速度，在实际情况中，其减速度并非能达到规定的最大减速度，实际的制停距离范围也没有这么大。

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》（以下简称检规）第8.10条上行制动试验要求：轿厢空载以正常运行速度上行时，切断电动机与制动器供电，轿厢应当完全停止，并且无明显变形和损坏；第8.11条下行制动试验要求：轿厢装载1.25倍额定载重量，以正常运行速度下行至行程下部，切断电动机与制动器供电，曳引机应当停止运转，轿厢应完全停止，并且无明显变形和损坏。但“完全停止”没有可参考的数值，究竟如何检查制停情况，以多少的制停距离为合格，在检规中没有明确，这就给日常检验带来了不便。

2 制动器性能试验方法

目前，电梯检验人员做制停试验的方法是：（1）电梯平层停在行程上部（大约l/3处），在曳引轮最高点同水平平齐的曳引钢丝绳上做一清晰标记；（2）轿厢空载（125%额定载重量的载荷），以额定速度向上（向下）直驶至钢丝绳标记点到达曳引轮最上方的瞬间，一人发出指令，另一人同时断开电梯主电源开关；（3）以制停后的曳引轮上的最高点为基准，在钢丝绳上做一标点，作为测量点，测量曳引钢丝绳原标记点与测量点的距离（需考虑钢丝绳倍率问题），此距离即电梯上行（下行）制停距离。这种检验方法的不足之处在于：（1）需要两人配合完成，若两个人配合不默契，导致测量的误差值较大，受心理因素影响较大。（2）一些电梯检验人员为了简便，省略了做标记的步骤，采用直接断开电梯主电源开关，目测滑移距离的方法，这种方法误差更加大。（3）对于无机房电梯，因曳引机设置在井道内，在做制停试验过程中，检验人员根本无法观察到电梯钢丝绳的滑移距离，从而无法做出正确判断。（4）由于没有实测数据，检验人员全凭经验做出的检验结论，针对同一台电梯，同样的制停距离，不同检验人员可能得出完全不同的检验结论。

3 制停距离检测仪

针对标准对制停距离范围与实际差别较大、检规对制停效果描述较为笼统和电梯制动试验中存在的不足之处，本文提出一种可以简便、准确测量电梯制停距离的检测仪器，随着该制动距离检测仪的研发并投入使用，可解决现阶段电梯检验人员主要凭主观判断而带来的检验结论不确定性，及早发现电梯制动器或电梯曳引能力的问题，并要求维保单位及时采取有效措施，防范电梯停车溜梯、冲顶、蹲底事故的发生。特别是对于无机房电梯，因曳引机设置在井道内，在做制停试验过程中，检验人员根本无法观察到电梯钢丝绳的滑移距离，从而无法做出正确判断。而本仪器的检测点设置在钢丝绳上，采用非接触方式（见图1），触发装置位于井道外，完成制停试验后，便可得出检测结果。

本文提出的电梯制停距离检测仪，其工作原理如图2所示。在制停试验过程中，设置在电梯主开关上的感应器，在人为操作断电瞬间捕捉到信号，并通过无线或有线方式触发单片机开始工作，同时单片机控制激光测速测长传感器开始记录数据。拟采用的激光测速测长传感器，利用钢丝绳表面凹凸特征，采用激光反射法直接对钢丝绳进行数据采集，激光测距测长传感器输出电压波形见图3。检测点直接设置在钢丝绳上，采用非接触方式，通过检测钢丝绳滑移距离，得出电梯轿厢的制停距离（对于曳引比2：1的，轿厢制停距离为钢丝绳滑移距离的一半），并根据测算到的制停时间和检测到的钢丝绳的速度和位移数据，微分计算得出制停时间区间段的各个制停减速度。通过与标准中要求的减速度数值比较，得出合格与否的判断，并输出显示制停时间、距离、最大减速度。此款仪器还可以记录并输出电梯制停距离、减速度随时间变化的曲线图，并实时显示电梯速度。

4 结语

本文在分析电梯制动器重要性和电梯标准对制停距离要求及现有制停试验方法不足的基础上，提出了一种新型便携式电梯制停距离检测仪。建议检验机构在电梯年度检验中记录电梯的制停距离，通过对比各年度制停距离，分析产生偏差的原因及危险程度，及时发现电梯制动器或曳引能力问题。此款检测仪已经研制成功，并计划针对某几种常见额定速度的电梯，检测并记录其制停距离，利用统计学原理，得出几种额定速度对应实际的制停距离区间取值。

参考文献：

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[3]李勃，吴明建.电梯空载上行制动试验结果的判定分析[J].科技广场，2013（2）：83～85.

[4]刘小畅，等.一种便携式电梯制停距离检测仪的设计思路[J].中国电梯，2015（4）.