一种简便的电梯限速器在线校验仪研发*

郑信勇

（福建省特种设备检验研究院龙岩分院，福建龙岩 364000）

0 引言

电梯限速器是电梯的重要安全部件之一。限速器从最初的下行超速安全钳的联动装置，到现在的上行超速保护、轿厢意外移动保护，电梯在运行中发生超速，或者发生坠落的情况下，限速器动作触发安全钳或制动器动作，及时将轿厢制停。作为电梯超速和失控保护的重要组成部分，限速器动作的有效性和可靠性在电梯运行中所起的作用至关重要。但是随着使用年限的增长、使用磨损加剧或者金属疲劳、维护保养不到位等原因，使原有限速器调定速度产生偏差，限速器校验的重要性不言而喻。

TSG T7001—2023《电梯监督检验和定期检验规则》作出了相关规定［1］：检验时，可以通过查看限速器调试证书、校验记录，结合限速器的状态确认其动作速度是否符合要求；发现调节部位封记缺损等可能影响限速器动作速度的情况，检验人员应当通过现场见证施工单位或者维护保养单位测试的方式予以确认。

当前，电梯限速器动作速度校验方法均采用脱开限速器钢丝绳，使限速器装置与原电梯运转系统分离，然后通过外加的驱动装置带动限速器转动，限速器带动传感器测定其转速，测量出电气关动作速度和机械动作速度，存在操作较为复杂、准备时间长、对操作场地和操作空间要求比较高等问题。根据现有的限速器校验检测方法，假设以熟练操作限速器校验且检验过程无卡阻为前提下，两名维保人员和检验人员基本上需要30 min 来完成整个校验过程［2-4］。

在目前电梯数量爆炸式增长、电梯维护保养人员和电梯检验人员都相对严重不足的前提下，要全面进行限速器校验且保质保量的完成是不现实的。此外，传动的限速器校验价格一般都在三四千元，大部分的电梯维保单位只配备一台限速器校验仪应付维保资质核准。在电梯实施“限速器动作速度校验”的相关规定及要求下［5］，维保人员为了能够通过电梯定期检验，只能弄虚作假，出具虚假报告，加大了电梯的安全风险。

为了解决这个问题，本文研制一款经济、简便、安全、准确、适用性较好的电梯限速器在线校验仪，旨在解决限速器校验覆盖率不高、校验效率低下的困境，对提高电梯安全运行具有极大的意义。

1 传统限速器校验方法及其优缺点

1.1 校验方法

传统校验方法所需的仪器及工具包括限速器动作测试仪1套、大力钳两把、支撑架及日常维修工具等，如图1 所示。校验方法如下。

（1）电梯轿厢停在顶楼以下一层，然后机房转检修，测量限速器节圆直径、钢丝绳的直径，将这些数据输入限速器校验仪中。

（2）维修人员下底坑用支撑架支起涨紧轮坠坨，使限速器钢丝绳不受力。

（3）进入机房拆下限速器防护罩，用大力钳夹住限速器钢丝绳（夹上行一侧钢丝绳），此时检修点动轿厢上行，使限速器钢丝绳悬空在限速器上方，如图2 所示。

图1 传统限速器校验所需仪器及工具

图2 传统限速器校验卸钢丝绳现场

图3 传统限速器校验实操现场

（4）用大力钳夹住另外一侧的钢丝绳避免其偏向，观察钢丝绳是否与限速器轮有摩擦，避免影响测试结果。

（5）切断控制柜电源后拆开限速器电气开关，利用测试仪的检测线夹在电气开关两条线上，然后测试仪通电，调整测试仪上调整相关参数（参数中有个节径是两边钢丝绳的中到中的距离），参数设置好后开始测试。

（6）用电机轮子靠在限速器轮上进行测试，期间会自动加速并动作限速器，实验3 次后并将实验结果得到的数据进行记录，如果是双向限速器，就要进行双向动作实验实验方法相同，只是需要改正反转而已，如图3所示。

1.2 优缺点

一方面，传统限速器校验方法采用限速器测试仪自带的电钻对限速器直接加速，在加速的同时直接测速，限速器电气和机械动作后，直接读取动作瞬间的实时速度，测量数据准确性较高，能够很好地反映限速器的动作速度。另一方面，由于传统限速器校验方法需要安装维护人员熟练的拆卸限速器钢丝绳，且在校验过程中，为了数据的准确性，需要直接或者间接测量出限速器节圆直径，才能获得限速器节圆处的速度，而限速器节圆的半径会随着限速器绳槽和限速器钢丝绳的磨损而改变，是一个动态变化的值，因此每校验一台限速器都需要测量一次限速器节圆的半径和限速器钢丝绳的半径。然而在实际检验检测中测量限速器节圆半径的工作并不容易开展，受限速器结构、安装形式和安装位置等限制，费时费力而且较难测得准确［6］。

总结传统方法有以下不可回避的缺点：（1）限速器校验仪价格昂贵；（2）节圆直径测量准确性直接影响到限速器动作速度测量的准确性；（3）对安装维护人员的技术要求较高，具有一定的制约性；（4）前期拆卸钢丝绳具有一定的危险性；（5）限速器校验时需要较长的时间做准备和复位工作。

2 限速器在线校验仪的设计方案

为解决现有测量方法中测量劳动强度大、人为误差影响测量准确性的问题，实现限速器的在线校验，在不需要拆卸钢丝绳的前提下单人操作即可完成限速器校验工作，同时数据准确、真实，主要解决以下问题。

（1）解决在不拆卸限速器钢丝绳的前提下如何给限速器加速的问题。限速器校验，本质上就是要准确测量限速器电气动作速度和机械动作速度，要完成这个目标，首先要让限速器动起来［7-9］，本文运用重力加速的方法对限速器进行加速，具体实施如下：将电梯停在次顶层，拆掉限速器钢丝绳和安全钳提拉杆的插销，利用固定在钢丝绳上的提拉钢连接板以及U 形扣的重量，实现限速器钢丝绳下行方向的重力加速（松脱后让连接板及U形扣带着钢丝绳自由落体）。当校验限速器上行方向动作速度时，需要在限速器的上行方向一侧安装砝码，需要使砝码的重量大于限速器与安全钳联动装置的重量，此时依靠砝码的重力差使钢丝绳向上行方向运动，实现限速器钢丝绳上行方向的重力加速。

（2）解决限速器旋转速度的测量［10-12］。这一部份的测量与传统限速器校验方法测量类似，经过直接测量限速器钢丝绳的线速度来测试限速器的旋转速度。开发一组预紧压轮，可以适用不用直径的限速器钢丝绳（常见限速器钢丝绳直径为ϕ6 mm、ϕ8 mm），利用压轮将测速滚轮与钢丝绳进行预压紧，保证速度采集的准确性和一致性。

通过解决以上两个问题，利用市场上常用的普通转速表，改造后的限速器测试仪如图4 所示，测试过程如图5 所示。

图4 改造后的限速器测试仪

3 限速器在线校验仪验证

完成校验仪样机制作并使用样机进行实验验证。限速器校验仪验证包括限速器动作速度校验准确性验证、校验效率的比对试验和价格成本比对［13-16］。在实验前，将样机进行送检，检定合格进行实验，检定证书如图6所示。

从检定证书可以看出，样机主测速器、次测速器的测量值与测速仪测量值的扩展不确定度较小，在±0.6%以内；主次测速器同步率都在±0.2%以内，符合技术指标预期，证明样机的速度检测性能是准确可靠的。

3.1 限速器动作速度校验准确性验证

通过与传统限速器校验方法与新研制仪器同时对40余台限速器开展校验比对。每台限速器由两种仪器各按要求进行3 次校验，取平均值。测试比对结果分3 组进行。第1 组限速器额定速度为2.5 m／s，测试结果如表1、图7 所示；第2 组限速器额定速度为1.6 m／s，测试结果如表2、图8 所示；第3 组限速器额定速度为1.75 m／s，测试结果如表3、图9 所示。

表1 额定速度2.5 m／s数据组m／s

表2 额定速度1.6 m／s数据组m／s

表3 额定速度1.75 m／s数据组m／s

由上述3 组数据经过清洗和分析，可以看出新研制仪器和传统限速器校验方法比对的数据基本上一致，但是存在一定偏差，主要原因有：（1）研制的样机属于在线校验，直接测试限速器钢丝绳的速度，更能客观地反映出限速器-安全期动作时的速度；（2）现有仪器测试需要先测量节圆直径，经过换算到得到线速度，由于测试限速器均属于在用状态，存在一定程度上的磨损，传动限速器校验方法存在一定的偏差。所以新研制仪器更能准确客观反映限速器实际动作速度。

图7 额定速度2.5 m／s数据分析

图8 额定速度1.6 m／s数据分析

图9 额定速度1.75 m／s数据分析

3.2 校验效率的比对

在对上述实验进行校验比对时，记录其重复3 次的时间，包含所有准备时间及复位时间，统计结果如表4所示。

表4 限速器校验仪校验耗时比对

通过实验比对数据来看，新制仪器的校验耗时要比现有限速器校验仪的用时要少得多，基本上只需要传动测试方法的1／3 左右，这主要得益于新制仪器不需要对限速器进行脱绳及限速器节圆直径的测量，只需要简单地拆卸速器钢丝绳和安全钳提拉杆的插销，大幅降低了校验工作的劳动强度，校验效率得到了大幅提升，节约的宝贵检测时间。

3.3 校验仪的价格比对

调查目前市场上常见的限速器校验仪价格，电梯限速器测试仪GD-5 价格约为5 000 元，多功能限速器测试记录仪DTXS-D价格约为10 000 元，无机房限速器测试仪WJXS-X价格约为40 000 元，价格都相对昂贵。本文研发的限速器在线校验仪需要两个转速表合成，加工一组预紧轮，以及电路的简单改造，外加限速器在线校验仪的检验费用，仪器成本可以控制在千元以内，具有非常明显的价格优势。

4 结束语

本文突破离线式校验的思维定式，创新地提出在线校验方式，通过研制一款简单的限速器在线校验仪，测试时无需拆离钢丝绳，无需额外的驱动装置，测试方法由脱绳电机驱动校验改为带绳自驱动校验，校验工作仅依靠一套测速仪便可完成数据采集、处理、存储和显示，最大限度简化测试过程、降低限速器校验的技术要求、大幅减少测试时间。该仪器直接测定限速器钢丝绳的速度，更加客观实际地测试出限速器的实际动作速度，同时该仪器更加适应于无机房电梯、超高速电梯，具有非常强的实用性。另外，该限速器在线校验仪由常见的转速表改装而来，价格成本也大幅降低，可以达到全面推广的要求，达到了研究设计的预期。