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轿厢上行超速保护装置是安装在曳引驱动电梯上的重要安全部件,当电梯发生传动失效和制动失效等故障致使上行超速到一定程度时该部件动作,保护轿内乘客和财产的安全。
1 电梯上行超速产生原因
曳引式电梯依靠曳引机驱动,曳引轮和钢丝绳之间摩擦力带动轿厢运行,制动器有效闭合保证轿厢可靠制停。因此在对重侧重量大于轿厢侧重量的情况下,传动、曳引和制动的任何一个环节失效都可能导致电梯上行超速,严重时将导致冲顶。因此,引起电梯上行超速原因是多方面的。
2 标准中对于轿厢上行超速保护装置的主要要求
在GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》中,对于轿厢上行超速保护装置,进行了如下规定:当电梯轿厢上行速度失控时,轿厢上行超速保护装置动作,使轿厢制停或者使其速度降低至对重缓冲器的设计范围;
该装置包括速度监控和减速元件,应能检测出上行轿厢的速度失控,并应能使轿厢制停,或至少使其速度降低至对重缓冲器的设计范围。
其速度下限是电梯额定速度的115%;
其速度上限是由9.9.3规定的速度,对重(或平衡重)安全钳的限速器动作速度应大于9.9.1规定的轿厢安全钳的限速器动作速度,即额定速度的115%,但不得超过10%。即上限是:
(1)轿厢下行采用除不可脱落滚柱式以外的瞬时式安全钳时,为0.88m/s
(2)轿厢下行采用不可脱落滚柱式瞬时式安全钳时,为1.1m/s
(3)电梯速度≤1.0m/s,轿厢下行采用渐进式安全钳时,为1.65m/s
(4)电梯额定速度>1m/s时,为1.1*(1.25v+0.25/v)m/s
该装置在使空轿厢制停时,其减速度不得大于1gn。
该装置应作用于:
a)轿厢;或b)对重;或c)钢丝绳系统(悬挂绳或补偿绳);或d)曳引轮(例如直接作用在曳引轮,或作用于最靠近曳引轮的曳引轮轴上)。
3 轿厢上行超速保护装置的几种型式
3.1作用于轿厢的减速元件
目前有的制造商推出了双向安全钳,有的上行安全钳则单独装置在轿厢上部。这种装置不但能在轿厢超速下行时与普通安全钳一样由限速器的机械动作拉动安全钳将轿厢制停在导轨上,而且当轿厢在上行过程中由于控制失灵而超速时,也能使限速器动作拉动安全钳将轿厢制停。
3.2作用于对重的减速元件
在对重上设置仅能在其下行时动作的安全钳,并安装独立的限速器,在达到该限速器动作速度时,对重安全钳应能通过夹紧导轨而使对重制停,从而使超速上行的轿厢减速或制停。
采用安全钳作为减速元件时,其与速度监控部件的传动方式和下行超速保护装置一样靠钢丝绳和拉杆机构机械传动。
3.3作用在曳引轮或者最靠近曳引轮的曳引轮轴上的制动器
该装置直接作用在曳引轮或者最靠近曳引轮的曳引轮轴上的安全制动器。
目前主要指在无齿轮曳引机和行星齿轮曳引机。若机—电制动器是直接制动曳引轮或曳引轮一体的制动轮(盘),而且制动器又是完全满足GB7588-2003要求的安全制动器,那么此时的机—电制动器就能兼任上行超速保护装置的减速元件,在监控部件检出轿厢上行超速时动作使轿厢制停或减速。
对于无齿轮曳引机,严格来说并不是电梯轿厢上行超速保护装置,所指的应该是它的制动器的冗余度设计。也就是它的曳引轮轴和驱动电机轴是同轴,不存在机械失效的问题,而采用了两个独立的制动器设计,克服了可能存在制动器失效的问题。
曳引轮夹轮器,通过施力作用在曳引轮的轴向或径向,进行摩擦使电梯系统减速。
曳引轮轴制动器,与盘式制动器类似,采用键的方式与曳引轮直接连接(同轴),当取到超速信号后,制动器制动通过曳引轮轴给曳引轮一个反向的转矩,从而使轿厢减速。
这两类装置由于国内极其少见,这里不做过多的探讨。
3.4夹绳器
该装置一般设置在机房的主机架上,一般作用于悬挂绳。目前制造商使用最普遍的是装在机房主机架上作用于悬挂绳的以弹簧装置作为夹绳的动力源的夹绳器。根据夹绳器触发装置的不同,钢丝绳夹绳器类上行超速保护装置又分为限速器闸线拉动和电磁铁通电触发两种类型。国内一般是机械式,其动作原理是取自双向限速器的动作信号通过闸线来触发动作,并通过一个力的放大机构,将弹簧力放大到可以夹持住曳引绳,对曳引绳系统作用,当速度达到规定的范围,夹绳器动作,夹住超速运动的钢丝绳使轿厢制停。夹绳器夹紧后的复位装置种类也很多,最常见的是螺杆旋转复位,夹紧装置复位后则螺杆应旋松到适当位置。
4 关于电梯轿厢上行超速保护装置试验方法的浅析
4.1现有标准中对于电梯轿厢上行超速保护装置试验方法的规定
GB7588-2003附录D“交付使用前的检验”中,规定了轿厢上行超速保护装置的试验方法:轿厢空载,以不低于额定速度上行,仅用轿厢上行超速保护装置使轿厢减速。
GB/T10059-2009《电梯试验方法》第4.1.6.1条指出了轿厢上行超速保护装置的试验要求:轿厢空载,以不低于额定速度上行,人为触发减速元件动作同时切断电动机供电,仅用轿厢上行超速保护装置使轿厢减速。
4.2对于不同轿厢上行超速保护装置的实际试验内容
GB7588-2003第9.10条对轿厢上行超速保护装置的组成、动作速度、制停减速度、验证触点和作用方式等作了明确的规定。上行超速保护装置的组成与下行超速保护装置一样,包括速度监控部件和减速元件。其速度监控部件按GB7588-2003的要求应是与下行超速保护装置一样的限速器,或是满足限速器特性要求、动作要求和选用要求的速度监控装置。该装置应能在没有那些在电梯正常运行时控制速度、减速或停车的部件参与下,达到速度要求,应该是限速器或者类似与限速器的元件。
目前大部分制造商都采用限速器作为上行超速保护装置的速度监控部件。
4.2.1作用于轿厢的减速元件
轿厢空载以检修速度运行,人为分别使限速器和安全钳的电气安全装置动作,观察轿厢是否停止运行;然后短接限速器和安全钳的电气安全装置,轿厢空载以检修速度向下运行,人为动作限速器,观察轿厢制停情况。
4.2.2作用于对重的减速元件
轿厢空载以检修速度运行,人为分别使限速器和安全钳的电气安全装置(如果有)动作,观察轿厢是否停止运行;短接限速器和安全钳的电气安全装置(如果有),轿厢空载以检修速度向上运行,人为动作限速器,观察对重(平衡重)制停情况。
在GB7588-2003实施之前安装的对重安全钳,其目的是为了满足5.5位于轿厢与对重(或平衡重)下部空间的防护的要求,所以作为对轿厢与对重下部空间进行防護的对重安全钳和作为轿厢上行超速保护装置的对重安全钳是两个概念,其设计工况是不一样的,制动减速度的规定也是不一样的,符合标准规定的普通对重安全钳能作为轿厢上行超速保护装置,而仅作为上行超速保护装置的对重安全钳并不能满足5.5条的规定。
4.2.3作用在曳引轮或者最靠近曳引轮的曳引轮轴上的制动器
对于无齿轮曳引机,一种是同步电机中用封星回路来代替夹绳器的作用,封星回路闭合时电动机变成了发电机,此时电机中会产生的很大的磁矩力来阻滞。
试验时空载轿厢停靠最底层,处于检修状态,关闭主电源,拆除同步电机封星回路,修改抱闸电路,使抱闸回路只受安全电路接触器和抱闸接触器控制并确认,开启主电源开关,使电梯自由向上滑行,当上行速度超过限速器动作速度后开关动作断开安全回路,抱闸线圈失电抱闸刹车,观察轿厢制停情况。
4.2.4夹绳器
对于作用于曳引钢丝绳的钢丝绳制动器,空载轿厢位于最低层站,切断曳引电动机供电,人为打开曳引机制动器,此时轿厢将加速上行,用速度仪监视电梯轿厢运行速度,当电梯速度达到额定速度时,人为触发钢丝绳制动器动作(曳引机制动器始终处于打开状态)使轿厢减速,检测轿厢减速情况。
夹绳器动作后应能使轿厢制停或减速运行,此时应密切注意轿厢位置,及时关闭曳引机抱闸,以防轿厢冲顶。
1 电梯上行超速产生原因
曳引式电梯依靠曳引机驱动,曳引轮和钢丝绳之间摩擦力带动轿厢运行,制动器有效闭合保证轿厢可靠制停。因此在对重侧重量大于轿厢侧重量的情况下,传动、曳引和制动的任何一个环节失效都可能导致电梯上行超速,严重时将导致冲顶。因此,引起电梯上行超速原因是多方面的。
2 标准中对于轿厢上行超速保护装置的主要要求
在GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》中,对于轿厢上行超速保护装置,进行了如下规定:当电梯轿厢上行速度失控时,轿厢上行超速保护装置动作,使轿厢制停或者使其速度降低至对重缓冲器的设计范围;
该装置包括速度监控和减速元件,应能检测出上行轿厢的速度失控,并应能使轿厢制停,或至少使其速度降低至对重缓冲器的设计范围。
其速度下限是电梯额定速度的115%;
其速度上限是由9.9.3规定的速度,对重(或平衡重)安全钳的限速器动作速度应大于9.9.1规定的轿厢安全钳的限速器动作速度,即额定速度的115%,但不得超过10%。即上限是:
(1)轿厢下行采用除不可脱落滚柱式以外的瞬时式安全钳时,为0.88m/s
(2)轿厢下行采用不可脱落滚柱式瞬时式安全钳时,为1.1m/s
(3)电梯速度≤1.0m/s,轿厢下行采用渐进式安全钳时,为1.65m/s
(4)电梯额定速度>1m/s时,为1.1*(1.25v+0.25/v)m/s
该装置在使空轿厢制停时,其减速度不得大于1gn。
该装置应作用于:
a)轿厢;或b)对重;或c)钢丝绳系统(悬挂绳或补偿绳);或d)曳引轮(例如直接作用在曳引轮,或作用于最靠近曳引轮的曳引轮轴上)。
3 轿厢上行超速保护装置的几种型式
3.1作用于轿厢的减速元件
目前有的制造商推出了双向安全钳,有的上行安全钳则单独装置在轿厢上部。这种装置不但能在轿厢超速下行时与普通安全钳一样由限速器的机械动作拉动安全钳将轿厢制停在导轨上,而且当轿厢在上行过程中由于控制失灵而超速时,也能使限速器动作拉动安全钳将轿厢制停。
3.2作用于对重的减速元件
在对重上设置仅能在其下行时动作的安全钳,并安装独立的限速器,在达到该限速器动作速度时,对重安全钳应能通过夹紧导轨而使对重制停,从而使超速上行的轿厢减速或制停。
采用安全钳作为减速元件时,其与速度监控部件的传动方式和下行超速保护装置一样靠钢丝绳和拉杆机构机械传动。
3.3作用在曳引轮或者最靠近曳引轮的曳引轮轴上的制动器
该装置直接作用在曳引轮或者最靠近曳引轮的曳引轮轴上的安全制动器。
目前主要指在无齿轮曳引机和行星齿轮曳引机。若机—电制动器是直接制动曳引轮或曳引轮一体的制动轮(盘),而且制动器又是完全满足GB7588-2003要求的安全制动器,那么此时的机—电制动器就能兼任上行超速保护装置的减速元件,在监控部件检出轿厢上行超速时动作使轿厢制停或减速。
对于无齿轮曳引机,严格来说并不是电梯轿厢上行超速保护装置,所指的应该是它的制动器的冗余度设计。也就是它的曳引轮轴和驱动电机轴是同轴,不存在机械失效的问题,而采用了两个独立的制动器设计,克服了可能存在制动器失效的问题。
曳引轮夹轮器,通过施力作用在曳引轮的轴向或径向,进行摩擦使电梯系统减速。
曳引轮轴制动器,与盘式制动器类似,采用键的方式与曳引轮直接连接(同轴),当取到超速信号后,制动器制动通过曳引轮轴给曳引轮一个反向的转矩,从而使轿厢减速。
这两类装置由于国内极其少见,这里不做过多的探讨。
3.4夹绳器
该装置一般设置在机房的主机架上,一般作用于悬挂绳。目前制造商使用最普遍的是装在机房主机架上作用于悬挂绳的以弹簧装置作为夹绳的动力源的夹绳器。根据夹绳器触发装置的不同,钢丝绳夹绳器类上行超速保护装置又分为限速器闸线拉动和电磁铁通电触发两种类型。国内一般是机械式,其动作原理是取自双向限速器的动作信号通过闸线来触发动作,并通过一个力的放大机构,将弹簧力放大到可以夹持住曳引绳,对曳引绳系统作用,当速度达到规定的范围,夹绳器动作,夹住超速运动的钢丝绳使轿厢制停。夹绳器夹紧后的复位装置种类也很多,最常见的是螺杆旋转复位,夹紧装置复位后则螺杆应旋松到适当位置。
4 关于电梯轿厢上行超速保护装置试验方法的浅析
4.1现有标准中对于电梯轿厢上行超速保护装置试验方法的规定
GB7588-2003附录D“交付使用前的检验”中,规定了轿厢上行超速保护装置的试验方法:轿厢空载,以不低于额定速度上行,仅用轿厢上行超速保护装置使轿厢减速。
GB/T10059-2009《电梯试验方法》第4.1.6.1条指出了轿厢上行超速保护装置的试验要求:轿厢空载,以不低于额定速度上行,人为触发减速元件动作同时切断电动机供电,仅用轿厢上行超速保护装置使轿厢减速。
4.2对于不同轿厢上行超速保护装置的实际试验内容
GB7588-2003第9.10条对轿厢上行超速保护装置的组成、动作速度、制停减速度、验证触点和作用方式等作了明确的规定。上行超速保护装置的组成与下行超速保护装置一样,包括速度监控部件和减速元件。其速度监控部件按GB7588-2003的要求应是与下行超速保护装置一样的限速器,或是满足限速器特性要求、动作要求和选用要求的速度监控装置。该装置应能在没有那些在电梯正常运行时控制速度、减速或停车的部件参与下,达到速度要求,应该是限速器或者类似与限速器的元件。
目前大部分制造商都采用限速器作为上行超速保护装置的速度监控部件。
4.2.1作用于轿厢的减速元件
轿厢空载以检修速度运行,人为分别使限速器和安全钳的电气安全装置动作,观察轿厢是否停止运行;然后短接限速器和安全钳的电气安全装置,轿厢空载以检修速度向下运行,人为动作限速器,观察轿厢制停情况。
4.2.2作用于对重的减速元件
轿厢空载以检修速度运行,人为分别使限速器和安全钳的电气安全装置(如果有)动作,观察轿厢是否停止运行;短接限速器和安全钳的电气安全装置(如果有),轿厢空载以检修速度向上运行,人为动作限速器,观察对重(平衡重)制停情况。
在GB7588-2003实施之前安装的对重安全钳,其目的是为了满足5.5位于轿厢与对重(或平衡重)下部空间的防护的要求,所以作为对轿厢与对重下部空间进行防護的对重安全钳和作为轿厢上行超速保护装置的对重安全钳是两个概念,其设计工况是不一样的,制动减速度的规定也是不一样的,符合标准规定的普通对重安全钳能作为轿厢上行超速保护装置,而仅作为上行超速保护装置的对重安全钳并不能满足5.5条的规定。
4.2.3作用在曳引轮或者最靠近曳引轮的曳引轮轴上的制动器
对于无齿轮曳引机,一种是同步电机中用封星回路来代替夹绳器的作用,封星回路闭合时电动机变成了发电机,此时电机中会产生的很大的磁矩力来阻滞。
试验时空载轿厢停靠最底层,处于检修状态,关闭主电源,拆除同步电机封星回路,修改抱闸电路,使抱闸回路只受安全电路接触器和抱闸接触器控制并确认,开启主电源开关,使电梯自由向上滑行,当上行速度超过限速器动作速度后开关动作断开安全回路,抱闸线圈失电抱闸刹车,观察轿厢制停情况。
4.2.4夹绳器
对于作用于曳引钢丝绳的钢丝绳制动器,空载轿厢位于最低层站,切断曳引电动机供电,人为打开曳引机制动器,此时轿厢将加速上行,用速度仪监视电梯轿厢运行速度,当电梯速度达到额定速度时,人为触发钢丝绳制动器动作(曳引机制动器始终处于打开状态)使轿厢减速,检测轿厢减速情况。
夹绳器动作后应能使轿厢制停或减速运行,此时应密切注意轿厢位置,及时关闭曳引机抱闸,以防轿厢冲顶。