楊付龍 陳宇杰 潘 洋 劉 勇 先本均 付震宇 廖禹帆

（樂(lè)山市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所 樂(lè)山 614000）

電梯導(dǎo)軌一方面為運(yùn)行中的轎廂或?qū)χ仄饘?dǎo)向，要承受轎廂或?qū)χ氐钠珨[力，另一方面還要支承安全鉗動(dòng)作所受的沖擊。要安裝好電梯，除了要根據(jù)電梯速度和載重量合理選配導(dǎo)軌外，還要特別注意支撐導(dǎo)軌的導(dǎo)軌支架的固定狀況，否則“基礎(chǔ)不牢，地動(dòng)山搖”。近年來(lái)，某地區(qū)陸續(xù)出現(xiàn)了幾起電梯導(dǎo)軌支架松動(dòng)而引發(fā)的事故。其中，有的是電梯導(dǎo)軌支架松動(dòng)后轎廂導(dǎo)軌頂面間距變小，使得轎廂受阻而不能運(yùn)行，還有的是，對(duì)重導(dǎo)軌頂面間距變大，使得對(duì)重架脫軌，險(xiǎn)些釀成重大事故。

1 設(shè)計(jì)依據(jù)

設(shè)計(jì)的電梯導(dǎo)軌軌距及垂直度自動(dòng)測(cè)量?jī)x（以下簡(jiǎn)稱：電梯導(dǎo)軌測(cè)試儀），包括控制器、三向激光軌距儀、運(yùn)動(dòng)支架、調(diào)節(jié)螺栓、剛性連接桿、磁鐵、數(shù)顯靶和激光光源，可以與電梯轎廂連接進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量、分析、傳輸和存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)電梯導(dǎo)軌軌距及垂直度的自動(dòng)化測(cè)量和計(jì)算分析，使測(cè)量過(guò)程更加快捷簡(jiǎn)單、安全可靠并減輕了檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，可提高測(cè)量精度和效率，攜帶、調(diào)節(jié)更方便，體積更小，精度更高，并設(shè)計(jì)專用支架、固定板，通用性更好，降低了由于軌道偏差較大造成的電梯運(yùn)行過(guò)程中的脫軌事故的危險(xiǎn)。

2 軌距及垂直度檢驗(yàn)要求

TSG T7001—2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》（含2號(hào)修改單）規(guī)定如下：

1）每列導(dǎo)軌工作面每5m鉛垂線測(cè)量值間的相對(duì)最大偏差，轎廂導(dǎo)軌和設(shè)有安全鉗的T型對(duì)重導(dǎo)軌不大于1.2mm，不設(shè)安全鉗的T型對(duì)重導(dǎo)軌不大于2.0mm；

2）兩列導(dǎo)軌頂面的距離偏差，轎廂導(dǎo)軌為0～+2mm，對(duì)重導(dǎo)軌為0～+3mm。

3 設(shè)計(jì)方案

3.1 產(chǎn)品介紹、測(cè)量原理及使用方法

圖1為自動(dòng)激光軌距及垂直度測(cè)量?jī)x工作示意圖，電梯導(dǎo)軌測(cè)試儀可以廣泛適用于各類電梯導(dǎo)軌軌距和垂直度的測(cè)量工作，其結(jié)合了激光測(cè)距和藍(lán)牙傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，可以附著在電梯轎廂上進(jìn)行10次/s（可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)）的數(shù)據(jù)測(cè)量、傳輸和儲(chǔ)存。電梯導(dǎo)軌測(cè)試儀通過(guò)剛性連接桿、強(qiáng)力磁鐵可靠固定在轎廂底部，電梯導(dǎo)軌測(cè)試儀兩側(cè)是支架運(yùn)行臺(tái)，支架運(yùn)行臺(tái)與電梯運(yùn)行導(dǎo)軌側(cè)面有效滾動(dòng)連接，三向激光軌距儀通過(guò)固定板固定于運(yùn)動(dòng)支架下，其水平方向可以同時(shí)發(fā)射激光束，通過(guò)內(nèi)部運(yùn)算實(shí)現(xiàn)電梯導(dǎo)軌軌距的測(cè)量，垂直方向發(fā)射向下一束激光束，實(shí)現(xiàn)測(cè)量位置的定位。數(shù)顯靶可以固定在任意一側(cè)的支架運(yùn)行臺(tái)上，激光光源固定在與數(shù)顯靶同側(cè)的運(yùn)行導(dǎo)軌的底部，激光光源通過(guò)調(diào)平后垂直向上發(fā)射激光束打于數(shù)顯靶上，數(shù)顯靶通過(guò)內(nèi)部識(shí)別、計(jì)算，可以得出導(dǎo)軌垂直度數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌垂直度的測(cè)量。

圖1 自動(dòng)激光軌距及垂直度測(cè)量?jī)x工作示意圖

3.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置

三向激光軌距儀1臺(tái)、運(yùn)動(dòng)支架1套（可隨現(xiàn)場(chǎng)軌距值不同伸縮）、數(shù)據(jù)顯示器1部、固定板1個(gè)、強(qiáng)力固定磁鐵2個(gè)、激光光源1個(gè)、數(shù)顯靶1個(gè)、電池充電裝置1套、剛性連接桿。

3.3 導(dǎo)軌測(cè)試儀總體設(shè)計(jì)

此次設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌測(cè)試儀主要包括：手持控制器（平板電腦）、三向激光軌距儀、固定板、運(yùn)動(dòng)支架、剛性連接桿、強(qiáng)力磁鐵、數(shù)顯靶、激光光源。

三向激光軌距儀通過(guò)固定板與運(yùn)動(dòng)支架通過(guò)螺栓進(jìn)行剛性連接，固定板設(shè)計(jì)有滑動(dòng)槽，方便三向激光軌距儀在移動(dòng)槽內(nèi)可靠滑動(dòng)，保證測(cè)量時(shí)三向激光軌距儀的水平方向兩束激光射于電梯導(dǎo)軌頂面，測(cè)量出導(dǎo)軌軌距的有效數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)支架通過(guò)支架運(yùn)行臺(tái)與導(dǎo)軌連接，運(yùn)動(dòng)支架通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓、剛性連接桿、強(qiáng)力磁鐵與轎廂連接，激光光源固定于底坑導(dǎo)軌底部并通過(guò)水泡調(diào)平，數(shù)顯靶通過(guò)固定螺栓可靠固定于支架運(yùn)行臺(tái)底部，隨著轎廂運(yùn)行的同時(shí)測(cè)量、記錄并分析導(dǎo)軌的垂直度，儀器工作布置，見(jiàn)圖1。

3.4 三向激光軌距儀的設(shè)計(jì)

三向激光軌距儀由數(shù)據(jù)顯示模塊、激光器、控制邏輯計(jì)數(shù)模塊、藍(lán)牙傳輸模塊、電源模塊組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示。所供電源經(jīng)激光發(fā)射模塊放大，刺激激光器發(fā)射激光射于目標(biāo)1和目標(biāo)2（導(dǎo)軌頂面）上，激光接收模塊接收放射回來(lái)的激光，激光從發(fā)射到接收，由于經(jīng)過(guò)目標(biāo)的漫反射一級(jí)衰減，接收到的激光信號(hào)非常微弱，使得檢測(cè)相對(duì)比較困難，因此多采用雪崩二極管作為光敏接收器件，雪崩二極管具有很高的內(nèi)部增益，響應(yīng)速度非?？欤盘?hào)經(jīng)過(guò)放大器放大，交于邏輯計(jì)數(shù)模塊計(jì)算，最后通過(guò)藍(lán)牙模塊傳輸給顯示模塊給予顯示，機(jī)構(gòu)原理圖如圖3所示。

圖2 三向激光軌距儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖3 三向激光軌距測(cè)量?jī)x機(jī)構(gòu)原理圖

3.5 運(yùn)動(dòng)支架的設(shè)計(jì)

運(yùn)動(dòng)支架由調(diào)平水泡、支架連接桿和支架運(yùn)行臺(tái)組成，支架運(yùn)行臺(tái)通過(guò)螺栓與支架連接桿連接并通過(guò)調(diào)平水泡調(diào)平，運(yùn)動(dòng)支架可通過(guò)中間螺栓調(diào)節(jié)固定長(zhǎng)度，可適用于不同軌距的電梯，任一支架運(yùn)行臺(tái)底部均可通過(guò)固定螺栓可靠固定數(shù)顯靶，運(yùn)行支架主視圖如圖4所示。

運(yùn)動(dòng)支架的下方固定安裝有固定板，固定板上設(shè)有移動(dòng)槽，三向激光軌距儀與固定板滑動(dòng)連接，保證測(cè)量時(shí)三向激光軌距儀的兩束激光射于電梯導(dǎo)軌頂面，測(cè)量出導(dǎo)軌軌距的有效數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)支架的兩端與電梯導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，運(yùn)動(dòng)支架上螺紋連接有兩個(gè)調(diào)節(jié)螺栓，兩個(gè)調(diào)節(jié)螺栓分布在三向激光軌距儀的兩側(cè)，調(diào)節(jié)螺栓通過(guò)剛性連接桿與磁鐵剛性連接，磁鐵與電梯轎廂連接，激光光源固定安裝在電梯導(dǎo)軌的底部，數(shù)顯靶與運(yùn)動(dòng)支架固定連接，數(shù)顯靶位于激光光源的正上方，控制器分別與三向激光軌距儀、數(shù)顯靶、激光光源連接。

圖4 運(yùn)行支架主視圖

3.6 支架運(yùn)行臺(tái)的設(shè)計(jì)

支架運(yùn)行臺(tái)由尼龍輪子、輪軸、彈簧、固定座、軸承、軸承支架、彈簧組成，固定座與輪軸連接，輪軸與彈簧通過(guò)螺栓柔性連接，輪軸與尼龍輪子連接，尼龍輪子與電梯導(dǎo)軌側(cè)面連接上下運(yùn)行避免產(chǎn)生嚴(yán)重摩擦及震動(dòng)，固定座與軸承支架連接，軸承支架與彈簧柔性連接，軸承支架與軸承連接，軸承與電梯導(dǎo)軌頂面連接避免上下運(yùn)行時(shí)支架產(chǎn)生傾斜，支架運(yùn)行臺(tái)局部放大圖如圖5所示。

圖5 支架運(yùn)行臺(tái)局部放大圖

表1 幾種常見(jiàn)測(cè)量方法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

成本 高 低 低 低 較高 較高可否與電腦連接 是 否 否 否 否 否安全程度 高 一般 一般 一般 一般 一般數(shù)據(jù)測(cè)量方式 自動(dòng)測(cè)量 人工測(cè)量 人工測(cè)量 人工測(cè)量 自動(dòng)測(cè)量 自動(dòng)測(cè)量測(cè)量位置 轎底+轎頂 轎頂+底坑 轎頂+底坑 轎頂+底坑 轎頂+底坑 轎頂+底坑數(shù)據(jù)記錄方式 自動(dòng) 人工 人工 人工 人工 自動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/分析方式 自動(dòng) 人工 人工 人工 人工 人工數(shù)據(jù)顯示方式 面板自動(dòng)顯示人工記錄、顯示數(shù)據(jù)傳輸方式 藍(lán)牙 - - - - -人工記錄、顯示人工記錄、顯示人工記錄、顯示人工記錄、顯示

4 幾種常見(jiàn)測(cè)量方法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

以1臺(tái)提升高度為100米，檢修速度為0.5m/s的電梯為例，僅測(cè)量轎廂側(cè)導(dǎo)軌軌距值或者對(duì)重側(cè)導(dǎo)軌軌距值，且至少測(cè)量40個(gè)測(cè)量點(diǎn)的軌距值或垂直度值，導(dǎo)軌測(cè)試儀、卷尺、線墜、激光測(cè)距儀、導(dǎo)軌線性檢測(cè)系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表1。

5 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌測(cè)試儀可以附著電梯轎廂自主運(yùn)行，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量、分析、傳輸和存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了電梯導(dǎo)軌軌距及垂直度的自動(dòng)化測(cè)量，使測(cè)量過(guò)程更加快捷簡(jiǎn)單、安全可靠，并減輕了檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。目前，該儀器的設(shè)計(jì)已被我所申請(qǐng)實(shí)用新型專利和發(fā)明專利。