曳引式电梯导轨安装精度与平层准确度检验方法研究

任伟彬,刘福建,李 阳,杜 彬

(1.菏泽市产品检验检测研究院,山东 菏泽 274000; 2.菏泽市市场监管监测中心,山东 菏泽 274000;3.菏泽市特种设备协会,山东 菏泽 274000)

0 引言

电梯种类越来越多,其中曳引式电梯工作能力强,安全性能高,可有效提高整部电梯的运行效能,得到了广泛的应用[1]。但曳引式电梯的对重装置及轿厢对应位置的导轨安装与检测维护难度较大,电梯投入使用一段时间后,终端无法实时、快速、精准地检测并感知电梯导轨是否发生倾斜、变形、断裂等故障,致终端对电梯的监测仅停留在表面,无法保证乘梯人员的安全,故对电梯轨道安装精度、平层精确度进行有效的在线监测成为需要解决的重要技术问题[2]。早期对曳引式电梯导轨的检验大多由人工完成,耗时耗力,还会在一定程度上降低检验结果的精度。为提高电梯运行的可靠性及安全性,提出了多种可用于曳引式电梯的导轨安装精度与平层准确度检测方法。但现有方法均无法发挥预期效果[3],以某曳引式电梯为例,根据电梯安全运行需求,设计了一种针对导轨安装精度与平层准确度的全新检验方法,为电梯导轨的高质量安装与安全稳定运行提供一种可靠的技术手段。

1 曳引式电梯导轨安装精度检测现场的布置

为实现对电梯导轨安装精度的检测,应做好检测现场的布置。选择激光准直测量法作为主要检测方法,根据检测需求,选择探测标靶、激光准直仪器等作为导轨安装精度检测的主要设备[4]。检测过程中,将激光准直仪器固定在曳引式电梯导轨的顶部(曳引式电梯导轨工作面顶部),确保仪器发射的激光光束与被测曳引式电梯导轨作业面处于一种相对平行的状态,令仪器发射的激光光束与滑板光电探测标靶的靶心对准固定[5]。如图1所示。

图1 曳引式电梯导轨安装精度检测现场布置的示意图Fig.1 Layout of installation accuracy test site of traction elevator guide rail

检测过程中,滑动滑板,使其沿着曳引式电梯导轨工作面进行反复、上下运动,标靶将主动识别并检测到靶心位置的变化,将光信号转化为电信号,按照上述方式完成曳引式电梯导轨安装精度检测现场的布置[6]。

2 电梯导轨安装直线度误差计算

为掌握曳引式电梯导轨的安装偏差,提升安装精度,采集装置反馈的光电信号,引进最小二乘法进行曳引式电梯导轨顶面直线的拟合,通过此方式计算电梯导轨安装直线度[7]。

曳引式电梯导轨顶面直线的拟合方程表达式如下:

y=a0+a1x

(1)

(2)

(3)

式中,N表示国际数据测量标准,xi表示由动力牵引电机获得的第i组电梯移动距离数据,yi表示电涡流第i组位移数据。在上述内容基础上求测点与直线的近似距离,将其作为平行于y轴的工作面,将最远点距离基准点的纵坐标最大值表示为xmax,最小值表示为xmin,按照下述公式计算电梯导轨安装直线度误差[9]:

Y=xmax+|xmin|

(4)

式中,Y表示电梯导轨安装直线度误差。按照上述方式完成曳引式电梯导轨安装精度的检验。

3 基于间接测量法的电梯平层准确度检验

完成曳引式电梯导轨安装精度检验后,对电梯平层准确度进行检验[10]。

曳引式电梯在运转过程中,当其抵达平层(平面)时,电感器发送定位信号,使其进入平层状态,驱动电梯停止,此时其将沿倾斜的导轨运行,并相对于运载装置呈现对应的斜向上或斜向下运动,即曳引式电梯在进行一种倾斜的升降运动,既作横向移动,又作纵向移动。要保证曳引式电梯的安全性,就必须保证电梯平层的准确度。

曳引式电梯平层准确度的检测方法有两种,即直接检测技术与间接检测技术。由于直接测定方法难度较大,不易操作,故采用间接测定方法。

根据曳引式电梯的实际运行状态,选择电梯空载与电梯额定载重两种情况对其开展检验。当曳引式电梯的标称速率为1 m/s以内时,电梯运载设备(车厢)从底部到顶部运转并逐层停靠,电梯在每个楼层停留时测定车厢踏板与楼层门踏板的竖直高度。当电梯的额定转速大于1.00 m/s时,分别从下层站台上行与反向测定2个地坎的中点位差。使用深度尺或直尺,在中心点进行测量,确保数据符合标准后导出数据即可。

实践中,检测两扇门中间点的横向位置时,由于操作不便,可采用两扇门侧面的横向位置之差来代替或测定斜行电梯的轨道倾斜角度,利用倾斜角度与高程之差进行电梯平层准确度推算。按照上述方式完成基于间接测量法的电梯平层准确度检验。

4 实例应用

为实现对该方法检验效果的分析,以某建筑内曳引式电梯为例,使用该方法对电梯导轨安装精度与平层准确度进行检验,对其应用效果进行测试。为确保实验结果的真实性与可靠性,对研究对象技术参数进行描述,相关内容如表1所示。

表1 曳引式电梯技术参数

掌握曳引式电梯的基本情况后,使用此设计方法进行电梯导轨安装的精度检测,根据曳引式电梯的运行方式进行现场布置,根据检测获取的相关数据计算导轨安装误差。在0 s、0.5 s、1 s、1.5 s、2.0 s、2.5 s、3.0 s、3.5 s、4.0 s共9个时间节点进行导轨偏差的人工测量,并在对应的时间节点使用导轨偏差计算,将人工测量结果作为标准值,对比该方法计算结果与人工测量结果,将其作为对比实验的最终结果。如表2所示。

表2 曳引式电梯导轨运行中的误差

从表2可以看出,此方法计算结果与人工测量结果之间的差值在±0.01 mm范围内,说明此检验方法精度较高。在此基础上进行曳引式电梯导轨角度的人工测量检验,将4个指标作为检验曳引式电梯平层准确度的关键指标,统计实验结果如图2所示。

图2 曳引式电梯导轨角度的人工测量与检验结果Fig.2 Manual measurement and inspection results of guide rail angle of traction elevator

从图2可以看出,本方法计算结果与人工测量结果之间的差值极小,说明该方法可实现对曳引式电梯导轨安装精度与平层准确度的检验,检验结果与人工测量结果几乎一致,实际应用效果良好,可有效提高检验结果的精度及可靠度,为曳引式电梯的安全稳定运行提供指导与技术支持。

5 结束语

电梯的安装精度是保障其运行的基本前提,而导轨安装精度与平层准确度是衡量电梯质量的重要指标。为保障曳引式电梯的稳定运行,对导轨安装精度检测进行现场布置,计算电梯导轨安装直线度误差。基于间接测量法进行电梯平层准确度检验,设计了一种针对导轨安装精度与平层准确度的全新检验方法。以某建筑内曳引式电梯作为检验对象,设计实验,按照标准完成结果统计,证明此设计方法可提高电梯导轨与平层检验结果的可靠性。未来可根据曳引式电梯的实际运行需求,加强此方法的推广使用。