曳引驱动电梯下行制动试验时限速器动作的原因分析

王丽丹

摘要：曳引驱动电梯监督检验和定期检验的125%额定载荷下行制动试验是一项非常重要的检验项目，主要目的是为了验证驱动主机制动器的性能和受力构件的承载能力。在试验过程中，偶尔发现限速器、安全钳动作的现象，本文分析了发生这种现象的原因。

关键词：曳引驱动电梯;下行制动试验;异常现象

国家质检总局发布的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》（含第二号修改单）中规定，新安装电梯和在用电梯每5年均需进行125%额定载荷下行制动试验，主要目的是为了验证驱动主机制动器的性能和受力构件的承载能力。我们在试验过程中，偶尔发现电梯限速器、安全钳动作的情况，下面以其中一台电梯为例，对这一现象进行简要分析。

试验时的现象

安装于2014年5月的一台有机房曳引驱动乘客电梯，额定起重量为1000kg，额定速度为2m/s，采用无齿轮曳引驱动主机。在电梯定期检验时需进行125%额定载荷下行制动试验，采用的检验方法按照TSG T7001–2009中“8.13 制动试验”的要求进行：

轿厢装载1250kg砝码，以正常运行速度下行至电梯行程中下部时，切断驱动主机电源。

观察到的现象：在断电瞬间，曳引轮迅速停止，钢丝绳在曳引轮槽中发生较大窜动，曳引机震动明显，限速器、安全钳动作，轿厢停止。

现象分析

为了排除限速器的原因，现场对限速器的动作速度进行了校验，校验结果为：最大下行电气的动作速度为2.32m/s;机械动作速度为2.38m/s。可以确认限速器的动作速度符合GB 7588–2003的要求，只不过是接近下限值。

限速器作为超速监测的安全部件，其发生动作的前提条件是超过了限速器的动作速度整定值，即轿厢确实发生了超速。

在以往其他检验现场的制动试验中，也曾发现限速器安全钳动作的现象，所不同的是曳引轮在轿厢停止前一直在旋转，后经查验，基本都是两种情况：

制动器制动力矩不足;

对重块缺失，平衡系数小于0.4。

那么该台发生超速的原因是否因为制动力不足引起的呢？通过现场观察到的现象，曳引轮在断电时迅速停止，轿厢的加速下行是在钢丝绳在轮槽中的滑移过程时产生，所于应该不是制动力矩不足的原因。

通过查验维保单位的自检报告，电梯的平衡系数为0.42，符合要求。

有关制动减速度的要求

为了继续查找原因，首先查阅了《电梯试验方法》（GB/T 10059–2009），相关的条款如下 ：

4.1.11.1轿厢载有125%额定载重量并以额定速度向下运行时，操作制动器制动，测量轿厢的制动减速度。

《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588–2003）中的相关条款为：

12.4.2.1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。

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器所产生的减速度。

从上述两个标准中可以看出，采用的检验方法是没有问题的。同时我们也注意到，在两个标准中对轿厢的减速度均提出了要求，并且要求减速度有一个上限值。GB 7588–2003中，9.8.4、10.4.1.2.1和10.4.3.3分别对安全钳动作和轿厢撞击缓冲器所产生的减速度做了规定，均要求平均减速度不应大于1gn。

原因分析

如图1所示，当进行下行制动试验时，曳引轮在制动器的作用下，将减速停止。

在此期间，由于曳引轮槽对钢丝绳的阻力作用，使整个悬挂系统的运行速度发生改变。因为钢丝绳并不可能发生松弛，因此轿厢和对重两侧的速度和减速度对大小都是一样的，只不过是大小相反。现在假设在制停期间的平均减速度为a，在轿厢侧的钢丝绳张力为：

对重侧钢丝绳张力为：

对重所能产生的最大减速度为g，其减速度全部由本身重力产生。轿厢所能产生的最大减速度与钢丝绳的张力有关，即由钢丝绳能提供的最大张力决定。现在考虑一种特殊情况，即当制动器减速度a=g时，会发生什么情况：

首先根据上面计算T2的公式，可以得到：

当制动器的减速度大于等于g时，曳引轮的减速要比对重快，即对重要继续向上运动，而曳引轮却来不及缠绕钢丝绳，使钢丝绳松弛，对重侧的钢丝绳张力将等于0。上面分析的是理想状况，并未考虑钢丝绳的重量和导轨的摩擦等因素，所以T2并不会为0，实际为非常小的一个数值，在轿厢侧钢丝绳张力的作用下，根据欧拉公式，此时早已符合发生滑动的条件，因此对重侧的钢丝绳并不会松弛。

由于曳引轮迅速停止，但是对重因为质量较大，将继续做上抛运动，造成T2减小，致使钢丝绳在曳引轮内滑移，同时T1也相应减少。在理想状况下，这个过程也可以理解为对重的瞬间脱节，当：

轿厢将会加速下降：

总结

通过上面的分析可以看出，如果制动器的减速度过大，特别是当制动器的制動减速度大于重力加速度g时，并且电梯的曳引能力偏小、平衡系数偏小（曳引条件不利），将会引起钢丝绳在曳引轮轮槽内发生较大的窜动，同时导致轿厢侧钢丝绳的张力降低，轿厢在短时间内有加速下行的可能。

针对本台电梯的异常现象，采用如下方法进行了调整：

优化制动试验时的曳引条件，调大平衡系数;

调小制动器制动力矩，使之不再发生钢丝绳窜动。

通过以上两种方法，限速器动作的现象得以消除，并且使轿厢平稳可靠制停。

参考文献

GB/T 10559—2009.电梯试验方法[S].

GB 7588—2003.电梯制造与安装安全规范[S].

刘英杰，宋月超，武星军等.曳引式电梯制动器制动能力的建模分析[D].中国电梯，2018–1–1.

潘相晨.曳引电梯制动性能分析[D].中国特种设备安全，2014（6）.

叶穆.电梯制动器的物理模型及数理分析——关于制动减速及制停距离的探讨[D].电梯工业，2006（2）.