论文部分内容阅读
【摘 要】介绍了电梯导轨在电梯平稳运行中的重要作用，分析了其影响电梯安全性的几种关键因素。对电梯导轨的直线度和扭曲度就行了阐述，分析了这两个参数对电梯的影响，明确了其对于电梯检验的重要意义。结合电梯检验规则对电梯导轨直线度和扭曲度的要求，介绍了目前在用导轨直线度扭曲度检验方法，并分析了其优缺点。基于光电检测原理，研制了一种便携式电梯导轨直线度和扭曲度自动检验系统，可以减轻检验人员的劳动强度，提高检验精确度，保障电梯的安全运行。
【关键词】电梯；导轨；直线度；扭曲度；检验系统
0.引言
随着我国土地资源的日益枯竭，高层建筑已成为了我国目前城市住宅建筑的主要形式。电梯作为高层建筑中的必备设备，也就随之走进了广大居民的生活中，成为了人们日常生活中不可或缺的运输工具。电梯属于特种设备，具有一定的危险性，需要按照法律规定强制进行定期检验，一旦出现问题就可能会对人们的生命财产安全造成威胁。近年来，电梯事故导致人员伤亡的案例屡见不鲜，电梯困人的事故层出不穷，电梯造成的业主与物业的矛盾日益激化，电梯检验工作也越来越得到人们的重视。在电梯的检验过程中，导轨的检验一直是困扰广大检验人员的难点和重点，其直线度和扭曲度的测量需要耗费较多的人力和时间，得出的数据还需要进行计算分析，从而判定是否合格。
1.电梯导轨简介
在电梯整机结构中，导轨是一个非常重要的部件，隶属于电梯的导向系统。导轨是电梯上下行驶在井道的安全轨道，被导轨架和导轨支架固定连接在井道墙壁。导轨在井道中用来确定轿厢与对重的相互位置，并对它们的运动起导向作用。一般由钢轨与连接板构成，按钢轨的截面形状分为T型导轨、L型导轨、U型导轨、O型导轨等类型。由于T型导轨具有良好的抗弯性及加工性，而且刚性强、可靠性高、安全廉价，在电梯设计制造中往往采用的较多。导轨固定时，不能直接固定在井内壁上，需要固定在已安装在井道壁的导轨架上。固定方法一般采用压板固定法，用导轨压板将导轨压紧在导轨架上，压板的压紧力可通过螺栓的被拧紧程度来调整，拧紧力的确定与电梯的规格、导轨的支承形式有关。
2.导轨的直线度与扭曲度分析
导轨是电梯的重要基准部件，它控制着电梯轿厢的运行轨迹，保障操作信号的传递，是涉及电梯安全及运行质量的重要部件。评价导轨的质量主要有直线度与扭曲度两个参数，其中直线度是指导轨表面轮廓的平直程度，扭曲度是指导轨平面在空间上的扭转角度。
导轨的直线度和扭曲度对电梯的影响主要体现在两个方面，一是电梯的安全性，二是乘客的舒适度。对电梯安全性的影响主要体现在电梯制动方面，如果导轨直线度超差或者扭曲度超差，在制动时安全钳与导轨之间的接触面积会减小，得不到足够的摩擦力，轻则造成制动距离过大，严重时会造成制动失效，发生轿厢坠落的重大事故。另外，导轨的直线度和扭曲度超差会降低导轨的强度和刚度，制动时难以支撑来自安全钳的冲击力。对于乘客舒适度的影响主要体现在运行过程中，导轨的直线度与扭曲度决定了导靴与导轨之间的配合关系，直接影响导靴能否在导轨上平稳的运行。如果导轨的直线度与扭曲度超差，导轨和导靴之间就不能良好配合，电梯在运行过程中会有抖动或振动现象，甚至在个别位置轿厢会左右晃动，严重影响轿厢内乘客的舒适度。
3. 常用的直线度与扭曲度检验方法
TSG_T7001-2009电梯监督检验与定期检验规则对电梯导轨直线度与扭曲度做了如下要求：每列导轨工作面每5m铅垂线测量值间的相对最大偏差，轿厢导轨和设有安全钳的T型对重导轨不大于1.2mm，不设安全钳的T型对重导轨不大于2.0mm。在电梯出厂时对导轨直线度和扭曲度的测量比较简单，可采用坐标测量法或偏差比较法在平台上进行测量，但在电梯安装以后的测量就比较繁琐和复杂。现阶段我国城镇新建的住宅或办公建筑一般多为十层以上的小高层或者二十层以上的高层建筑，井道高度可达几十米上百米。可想而知，在如此高的井道内以5米为间隔对四条导轨进行测量是多么繁琐的工作，不仅会耗费大量的时间，而且会增加检验人员的风险。
目前常用的检验方法有垂线法和激光法，垂线法主要用于导轨直线度的测量，是传统的检验方法，激光法是现代检验方法，可测量直线度与扭曲度。采用垂线法测量时将钢板尺紧靠在导轨的工作平面上，每隔5米测量导轨和铅垂线之间的距离，通过分析计算测量结果得出导轨的直线度数值。这种测量方法操作简单、成本低，目前在电梯检验中仍被普遍采用。但它存在明显的不足，测量效率低，精度低，容易受到气流、振动等多方面因素的影响，很难得出可靠的数据，测量误差较大。采用激光准直法测量是采用激光束作为准直基准来检测导轨直线度和扭曲度。该方法是利用激光产生牛顿环，利用牛顿环中心作为参考标准，以测量导轨直线度和扭曲度。测量时在电梯导轨的一侧安装十字线激光源，移动光靶沿导轨运动，利用摄像头获取激光在光靶上的图像并传给连接的计算机，通过计算机对获得的图像进行分析，从而得出导轨的直线度与平直度的数据。该方法与传统的垂线法相比，解决了精度低、效率低等缺点，但也存在着一定的局限性，比如设备成本高，测量准备过程较繁琐，后期需要对数据进行处理等。
4. 基于光电检测原理的电梯导轨直线度和扭曲度自动检验系统
光电检测技术是近年来兴起的一种安全保护技术，其原理是利用红外发射管发出的光信号被红外接收管接收，通过光电转换装置将光信号转变成电信号，从而进行一系列的控制。光电检测技术目前主要用于安全保护方面，比如用作锻压设备上保护人手的安全光幕，组成防护区域的安全光栅以及用在地铁屏蔽门上的探测系统等。
基于光电检测原理的电梯导轨直线度和扭曲度自动检验系统由发射器、接收器、处理器、报警器、电缆组成。发射器根据对导轨直线度和扭曲度的要求设置一定直径的不可见红外激光光源，按照特定的时序发射光信号。接收器设置红外光接收单元，接收器捕捉到光信号后，经信号处理转换为能够被处理器识别的反映光幕接通状态的信号，从而将探测结果传递给后续系统。处理器是发射器、接收器与报警器之间的信号接口单元，将光幕探测信号转换成继电器无源触点信号和数据信息提供给报警器。报警器是整套系统的动力中心，为整套系统提供电源；同时也是整套系统的信息处理中心，处理来自处理器的信号，当光幕不通时，发出声光报警信号。
在检验电梯导轨直线度和扭曲度时，将发射器安装在需测量的导轨上，并可跟随轿厢沿导轨运动，将接收器安装在机房，调节其位置使红外接收管与发射器上的红外发射管处于同一直线，连接好处理器、报警器及电缆。随着轿厢的运动，发射器会沿导轨运动，并将红外信号发射到接收器，当导轨的直线度和扭曲度超过规定的范围，接收器将接收不到发射器发出的红外光，此时报警器报警，意味着直线度扭曲度超差，此时便可终止检验。如果沿轨道全程都能接收到光信号，则意味着直线度扭曲度符合标准，检验完成。
基于光电检测原理的电梯导轨直线度和扭曲度自动检验系统可简化检验过程，提高检验精度及检验效率，实现自动化检验。
参考文献：
[1]罗锋.电梯导轨直线度自动检测系统的设计[J].科技资讯，2010（24）.
[2]王培昌 常治学.电梯导轨直线度和扭曲度检验系统的研制[J].光电子.激光. 2008（04）.
[3]李纵华. 浅析电梯导轨直线度及扭曲度的检验系统的设计[J].中国科技纵横. 2014（20） .
【关键词】电梯；导轨；直线度；扭曲度；检验系统
0.引言
随着我国土地资源的日益枯竭，高层建筑已成为了我国目前城市住宅建筑的主要形式。电梯作为高层建筑中的必备设备，也就随之走进了广大居民的生活中，成为了人们日常生活中不可或缺的运输工具。电梯属于特种设备，具有一定的危险性，需要按照法律规定强制进行定期检验，一旦出现问题就可能会对人们的生命财产安全造成威胁。近年来，电梯事故导致人员伤亡的案例屡见不鲜，电梯困人的事故层出不穷，电梯造成的业主与物业的矛盾日益激化，电梯检验工作也越来越得到人们的重视。在电梯的检验过程中，导轨的检验一直是困扰广大检验人员的难点和重点，其直线度和扭曲度的测量需要耗费较多的人力和时间，得出的数据还需要进行计算分析，从而判定是否合格。
1.电梯导轨简介
在电梯整机结构中，导轨是一个非常重要的部件，隶属于电梯的导向系统。导轨是电梯上下行驶在井道的安全轨道，被导轨架和导轨支架固定连接在井道墙壁。导轨在井道中用来确定轿厢与对重的相互位置，并对它们的运动起导向作用。一般由钢轨与连接板构成，按钢轨的截面形状分为T型导轨、L型导轨、U型导轨、O型导轨等类型。由于T型导轨具有良好的抗弯性及加工性，而且刚性强、可靠性高、安全廉价，在电梯设计制造中往往采用的较多。导轨固定时，不能直接固定在井内壁上，需要固定在已安装在井道壁的导轨架上。固定方法一般采用压板固定法，用导轨压板将导轨压紧在导轨架上，压板的压紧力可通过螺栓的被拧紧程度来调整，拧紧力的确定与电梯的规格、导轨的支承形式有关。
2.导轨的直线度与扭曲度分析
导轨是电梯的重要基准部件，它控制着电梯轿厢的运行轨迹，保障操作信号的传递，是涉及电梯安全及运行质量的重要部件。评价导轨的质量主要有直线度与扭曲度两个参数，其中直线度是指导轨表面轮廓的平直程度，扭曲度是指导轨平面在空间上的扭转角度。
导轨的直线度和扭曲度对电梯的影响主要体现在两个方面，一是电梯的安全性，二是乘客的舒适度。对电梯安全性的影响主要体现在电梯制动方面，如果导轨直线度超差或者扭曲度超差，在制动时安全钳与导轨之间的接触面积会减小，得不到足够的摩擦力，轻则造成制动距离过大，严重时会造成制动失效，发生轿厢坠落的重大事故。另外，导轨的直线度和扭曲度超差会降低导轨的强度和刚度，制动时难以支撑来自安全钳的冲击力。对于乘客舒适度的影响主要体现在运行过程中，导轨的直线度与扭曲度决定了导靴与导轨之间的配合关系，直接影响导靴能否在导轨上平稳的运行。如果导轨的直线度与扭曲度超差，导轨和导靴之间就不能良好配合，电梯在运行过程中会有抖动或振动现象，甚至在个别位置轿厢会左右晃动，严重影响轿厢内乘客的舒适度。
3. 常用的直线度与扭曲度检验方法
TSG_T7001-2009电梯监督检验与定期检验规则对电梯导轨直线度与扭曲度做了如下要求：每列导轨工作面每5m铅垂线测量值间的相对最大偏差，轿厢导轨和设有安全钳的T型对重导轨不大于1.2mm，不设安全钳的T型对重导轨不大于2.0mm。在电梯出厂时对导轨直线度和扭曲度的测量比较简单，可采用坐标测量法或偏差比较法在平台上进行测量，但在电梯安装以后的测量就比较繁琐和复杂。现阶段我国城镇新建的住宅或办公建筑一般多为十层以上的小高层或者二十层以上的高层建筑，井道高度可达几十米上百米。可想而知，在如此高的井道内以5米为间隔对四条导轨进行测量是多么繁琐的工作，不仅会耗费大量的时间，而且会增加检验人员的风险。
目前常用的检验方法有垂线法和激光法，垂线法主要用于导轨直线度的测量，是传统的检验方法，激光法是现代检验方法，可测量直线度与扭曲度。采用垂线法测量时将钢板尺紧靠在导轨的工作平面上，每隔5米测量导轨和铅垂线之间的距离，通过分析计算测量结果得出导轨的直线度数值。这种测量方法操作简单、成本低，目前在电梯检验中仍被普遍采用。但它存在明显的不足，测量效率低，精度低，容易受到气流、振动等多方面因素的影响，很难得出可靠的数据，测量误差较大。采用激光准直法测量是采用激光束作为准直基准来检测导轨直线度和扭曲度。该方法是利用激光产生牛顿环，利用牛顿环中心作为参考标准，以测量导轨直线度和扭曲度。测量时在电梯导轨的一侧安装十字线激光源，移动光靶沿导轨运动，利用摄像头获取激光在光靶上的图像并传给连接的计算机，通过计算机对获得的图像进行分析，从而得出导轨的直线度与平直度的数据。该方法与传统的垂线法相比，解决了精度低、效率低等缺点，但也存在着一定的局限性，比如设备成本高，测量准备过程较繁琐，后期需要对数据进行处理等。
4. 基于光电检测原理的电梯导轨直线度和扭曲度自动检验系统
光电检测技术是近年来兴起的一种安全保护技术，其原理是利用红外发射管发出的光信号被红外接收管接收，通过光电转换装置将光信号转变成电信号，从而进行一系列的控制。光电检测技术目前主要用于安全保护方面，比如用作锻压设备上保护人手的安全光幕，组成防护区域的安全光栅以及用在地铁屏蔽门上的探测系统等。
基于光电检测原理的电梯导轨直线度和扭曲度自动检验系统由发射器、接收器、处理器、报警器、电缆组成。发射器根据对导轨直线度和扭曲度的要求设置一定直径的不可见红外激光光源，按照特定的时序发射光信号。接收器设置红外光接收单元，接收器捕捉到光信号后，经信号处理转换为能够被处理器识别的反映光幕接通状态的信号，从而将探测结果传递给后续系统。处理器是发射器、接收器与报警器之间的信号接口单元，将光幕探测信号转换成继电器无源触点信号和数据信息提供给报警器。报警器是整套系统的动力中心，为整套系统提供电源；同时也是整套系统的信息处理中心，处理来自处理器的信号，当光幕不通时，发出声光报警信号。
在检验电梯导轨直线度和扭曲度时，将发射器安装在需测量的导轨上，并可跟随轿厢沿导轨运动，将接收器安装在机房，调节其位置使红外接收管与发射器上的红外发射管处于同一直线，连接好处理器、报警器及电缆。随着轿厢的运动，发射器会沿导轨运动，并将红外信号发射到接收器，当导轨的直线度和扭曲度超过规定的范围，接收器将接收不到发射器发出的红外光，此时报警器报警，意味着直线度扭曲度超差，此时便可终止检验。如果沿轨道全程都能接收到光信号，则意味着直线度扭曲度符合标准，检验完成。
基于光电检测原理的电梯导轨直线度和扭曲度自动检验系统可简化检验过程，提高检验精度及检验效率，实现自动化检验。
参考文献：
[1]罗锋.电梯导轨直线度自动检测系统的设计[J].科技资讯，2010（24）.
[2]王培昌 常治学.电梯导轨直线度和扭曲度检验系统的研制[J].光电子.激光. 2008（04）.
[3]李纵华. 浅析电梯导轨直线度及扭曲度的检验系统的设计[J].中国科技纵横. 2014（20） .