覃漢龍（廣西壯族自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院百色分院，廣西百色533000）

電梯系統(tǒng)緊急制動時(shí)曳引力的分析和計(jì)算

覃漢龍（廣西壯族自治區(qū)特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院百色分院，廣西百色533000）

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的繁榮以及城市化進(jìn)程的飛速推進(jìn)，使得我國的高層建筑拔地而起，迎合了我國社會生產(chǎn)、生活的需求。在這樣的背景之下，為了方便高層用戶的出行，電梯作為一種運(yùn)輸工具，發(fā)揮出重要的作用。本文依據(jù)《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB7588-2003）中的相關(guān)規(guī)定，對電梯系統(tǒng)緊急制動時(shí)曳引力進(jìn)行分析、計(jì)算，并以此為基礎(chǔ)，分析如何提高電梯的曳引能力，并解決相關(guān)問題。

電梯系統(tǒng)；緊急制動；曳引力；分析；計(jì)算

目前，電梯作為一種繁忙的運(yùn)輸工具，在高層建筑中發(fā)揮著重要的作用。事實(shí)上，由于電梯本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜、用戶的不規(guī)范使用，都使得電梯在使用的過程中出現(xiàn)不同的安全問題，嚴(yán)重影響到用戶的安全。為了進(jìn)一步促進(jìn)電梯系統(tǒng)緊急制動作用的正常發(fā)揮，需要相關(guān)的技術(shù)人員對電梯的曳引力進(jìn)行科學(xué)的分析以及計(jì)算，繼而在此基礎(chǔ)之上促進(jìn)電梯的正常運(yùn)行。

1 電梯曳引系統(tǒng)與曳引力

1.1 電梯曳引系統(tǒng)

目前，我國的電梯曳引系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，主要由曳引機(jī)、鋼絲繩、導(dǎo)向輪、反繩輪等零部件組成。作為電梯曳引系統(tǒng)中作為重要的部件以及動力源，曳引機(jī)一般主要包含電動機(jī)、聯(lián)軸器、減速箱、機(jī)座等?；陔娞菔褂玫沫h(huán)境不同，所以相關(guān)的廠商開發(fā)出不同的曳引機(jī)類型。

此外，曳引鋼絲繩在實(shí)際的運(yùn)用過程中，往往連接了電梯的轎廂以及對重，一般而言，而其在實(shí)現(xiàn)轎廂的升降作業(yè)過程中，主要依賴于鋼絲繩與曳引輪繩槽之間的摩擦力進(jìn)行相關(guān)的操作。不僅如此，為了促進(jìn)電梯曳引系統(tǒng)中曳引能力的增強(qiáng)，技術(shù)人員往往采用復(fù)繞曳引鋼絲繩的方法實(shí)現(xiàn)。

為了確保轎廂與對重之間能夠保持一定的間距，還需要加強(qiáng)對于導(dǎo)向輪運(yùn)用。一般情況下，導(dǎo)向輪主要安裝在曳引機(jī)座或承重梁上。而當(dāng)曳引鋼絲繩的繞繩比大于1時(shí)，則需要相關(guān)人員在轎頂以及對重框架的上方安置反繩輪，確保電梯的安全運(yùn)行。關(guān)于反繩輪的安裝個(gè)數(shù)沒有確切的要求，往往根據(jù)電梯在運(yùn)行的過程中繞繩比而具體分析。

1.2 電梯曳引力

在進(jìn)行電梯曳引力的計(jì)算以及分析的過程中，往往需要依照《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB7588-2003）中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行具體的操作。目前，在分析曳引條件的過程中，需要技術(shù)人員對轎廂裝載、緊急制動以及轎廂滯留這三種工況。

一般而言，電梯的鋼絲繩曳引力需要滿足下述的三大條件：①當(dāng)轎廂裝載至125%的額定載荷時(shí)，電梯應(yīng)當(dāng)處于平層狀態(tài)，且不打滑。②在緊急制動的狀態(tài)下，轎廂的減速度需要控制在緩沖器所規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值以內(nèi)。③當(dāng)對重壓在緩沖器上而曳引機(jī)按電梯上行方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，不能對空載轎廂進(jìn)行提升操作。

圖1 電梯曳引力驅(qū)動受力圖

2 緊急制動曳引力分析

事實(shí)上，當(dāng)轎廂處于裝載或滯留工況狀態(tài)時(shí)，曳引輪兩側(cè)的鋼絲繩往往受到靜態(tài)的拉力，基于這樣的狀況，就比較容易分析，但是一旦電梯系統(tǒng)處于緊急制動的狀況下，在進(jìn)行的計(jì)算、分析的過程中，由于需要加強(qiáng)對于減速度等影響因素的分析，故而導(dǎo)致相關(guān)的操作過于復(fù)雜。本文在分析緊急制動狀態(tài)時(shí)的曳引力的過程中，需要注重對空載轎廂上行在頂層制停以及額載轎廂下行在底層制停這兩種狀況的分析以及討論。

2.1 分析前提

在實(shí)際的分析過程中，筆者為了方便相關(guān)的流程操作，采用轎廂與對重以1：1懸掛方式建立動力學(xué)模型。并對各類摩擦力忽略不計(jì)。不僅如此，在實(shí)際的分析過程中，還需要對曳引輪以及導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動慣量進(jìn)行折算。

2.2 分析計(jì)算

2.2.1 空載轎廂上行在頂層制停分析

當(dāng)空載轎廂上行且在頂層制停的過程中，轎廂以及對重的受力狀態(tài)，筆者進(jìn)行了相關(guān)描述，具體內(nèi)容見圖2～3。

圖2 上行轎廂受力圖

圖3 上行對重受力圖

通過對圖2～3的分析可以得知：（P+Hmb）g-F1=（P+Hmb）a→F1=（P+Hmb）（g-a）；F2=（P+KQ+Hmb）。其中，F(xiàn)1、F2分別指代轎廂以及對重的鋼絲繩所受拉力，而Q則代表轎廂在運(yùn)行的過程中，其額定載荷的質(zhì)量；P則是轎廂以及各附件的總質(zhì)量；K是平衡系數(shù)，一般取值為0.4～0.5；a則是制停平均減速度；H則是電梯的總行程。

2.2.2 額載轎廂下行在底層制停分析

當(dāng)額載轎廂下行在底層制停的過程中，其轎廂以及對重的受力方式如下：F1=（P+Hmy）（g+a）；F2=（P+KQ+Hmb）（g-a）。

3 結(jié)果分析

通過對于上述的計(jì)算分析可以得知：隨著轎廂以及各附件的總質(zhì)量的逐漸增加，的數(shù)值則出現(xiàn)了不斷減小的趨勢，從而更加容易滿足曳引條件的相關(guān)需求?；诖?，在實(shí)際的操作過程中，相關(guān)的技術(shù)人員可以選用大質(zhì)量的轎廂，從而滿足電梯的曳引條件，促進(jìn)電梯的安全運(yùn)行。或者采取增大鋼絲繩的抱角等措施，促進(jìn)電梯曳引能力的提升。

此外，當(dāng)125%額載下行狀態(tài)時(shí)，技術(shù)人員在進(jìn)行底層緊急制停試驗(yàn)的過程中往往是允許鋼絲繩適度打滑狀況的出現(xiàn)。在此過程中，往往需要對鋼絲繩的滑移長度進(jìn)行有效的測量，繼而在此基礎(chǔ)之上計(jì)算出電梯轎廂的平均制停減速度。在實(shí)際的操作過程中，需要設(shè)鋼絲繩的滑移量為L，轎廂的額定速度以及平均減速度為V、a，一般情況下a的范圍為0.2～1g之間。在實(shí)驗(yàn)的過程中，若鋼絲繩不出現(xiàn)打滑的狀況，則說明電梯的曳引能力有充足的余量。

在125%額載下行的狀態(tài)下進(jìn)行底層緊急制停試驗(yàn)時(shí)，從前文的分析結(jié)果可知，曳引力在空載轎廂位于高層時(shí)的緊急制動工況往往不能夠有效的滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，故而不需要技術(shù)人員采取措施，促使曳引力在各種工況中都滿足國標(biāo)的要求。

4 狀況分析

一般情況下，當(dāng)電梯處于空載上行或者超載下行的狀況是，電梯也會因?yàn)榫o急制動而加速了閘皮與制動輪之間的摩擦，繼而由此導(dǎo)致閘皮表面溫度急劇升高，超過了閘皮允許的溫度標(biāo)準(zhǔn)值，從而引發(fā)閘皮表面的損壞。在此過程中，需要相關(guān)的設(shè)計(jì)人員依據(jù)預(yù)測閘皮在緊急制停過程中產(chǎn)生的發(fā)熱量選擇合適的閘皮材料，設(shè)計(jì)合理的摩擦面積，促進(jìn)相關(guān)工作的有序進(jìn)行。

5 結(jié)語

本文基于此，主要分析了電梯曳引系統(tǒng)以及電梯曳引力，并對電梯的緊急制動曳引力進(jìn)行了具體的論述，最后分析了相關(guān)的結(jié)果。事實(shí)上，電梯在使用的過程中，由于實(shí)際的使用條件變化，往往會對電梯的緊急制動時(shí)的曳引能力產(chǎn)生不同程度的影響。為此，需要相關(guān)的技術(shù)人員加強(qiáng)對于電梯的監(jiān)控以及管理，促進(jìn)電梯的安全、平穩(wěn)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)更多的社會效益的取得。

[1]于克勇，李 青，張國華.曳引式電梯鋼絲繩打滑原因分析[J].金屬制品，2012（5）：41～47.

[2]張梁娟，朱昌明，史 熙，張 鵬.事故環(huán)境下電梯系統(tǒng)動力學(xué)建模[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（12）：1997～2001.

[3]郭俊一.電梯曳引系統(tǒng)嚴(yán)重磨損的危險(xiǎn)分析[J].中國特種設(shè)備安全，2016（8）：62～64+71.

[4]鄭祥盤，陳凱峰，陳淑梅.曳引電梯磁流變制動裝置的溫度特性研究[J].中國機(jī)械工程，2016（16）：2141～2147+2154.

[5]劉德勇.對電梯曳引力和平衡系數(shù)的研究及相關(guān)影響[J].機(jī)電工程技術(shù)，2015（4）：149～152.

[6]陳路陽.曳引輪直徑與電梯曳引系統(tǒng)及驅(qū)動系統(tǒng)之間的關(guān)系[J].機(jī)電信息，2015（14）：46～51.

TU857

A

2095-2066（2016）33-0078-02

2016-11-12