任偉彬,劉福建,李 陽,杜 彬

(1.菏澤市產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測研究院,山東 菏澤 274000; 2.菏澤市市場監(jiān)管監(jiān)測中心,山東 菏澤 274000;3.菏澤市特種設(shè)備協(xié)會(huì),山東 菏澤 274000)

0 引言

電梯種類越來越多,其中曳引式電梯工作能力強(qiáng),安全性能高,可有效提高整部電梯的運(yùn)行效能,得到了廣泛的應(yīng)用[1]。但曳引式電梯的對重裝置及轎廂對應(yīng)位置的導(dǎo)軌安裝與檢測維護(hù)難度較大,電梯投入使用一段時(shí)間后,終端無法實(shí)時(shí)、快速、精準(zhǔn)地檢測并感知電梯導(dǎo)軌是否發(fā)生傾斜、變形、斷裂等故障,致終端對電梯的監(jiān)測僅停留在表面,無法保證乘梯人員的安全,故對電梯軌道安裝精度、平層精確度進(jìn)行有效的在線監(jiān)測成為需要解決的重要技術(shù)問題[2]。早期對曳引式電梯導(dǎo)軌的檢驗(yàn)大多由人工完成,耗時(shí)耗力,還會(huì)在一定程度上降低檢驗(yàn)結(jié)果的精度。為提高電梯運(yùn)行的可靠性及安全性,提出了多種可用于曳引式電梯的導(dǎo)軌安裝精度與平層準(zhǔn)確度檢測方法。但現(xiàn)有方法均無法發(fā)揮預(yù)期效果[3],以某曳引式電梯為例,根據(jù)電梯安全運(yùn)行需求,設(shè)計(jì)了一種針對導(dǎo)軌安裝精度與平層準(zhǔn)確度的全新檢驗(yàn)方法,為電梯導(dǎo)軌的高質(zhì)量安裝與安全穩(wěn)定運(yùn)行提供一種可靠的技術(shù)手段。

1 曳引式電梯導(dǎo)軌安裝精度檢測現(xiàn)場的布置

為實(shí)現(xiàn)對電梯導(dǎo)軌安裝精度的檢測,應(yīng)做好檢測現(xiàn)場的布置。選擇激光準(zhǔn)直測量法作為主要檢測方法,根據(jù)檢測需求,選擇探測標(biāo)靶、激光準(zhǔn)直儀器等作為導(dǎo)軌安裝精度檢測的主要設(shè)備[4]。檢測過程中,將激光準(zhǔn)直儀器固定在曳引式電梯導(dǎo)軌的頂部(曳引式電梯導(dǎo)軌工作面頂部),確保儀器發(fā)射的激光光束與被測曳引式電梯導(dǎo)軌作業(yè)面處于一種相對平行的狀態(tài),令儀器發(fā)射的激光光束與滑板光電探測標(biāo)靶的靶心對準(zhǔn)固定[5]。如圖1所示。

圖1 曳引式電梯導(dǎo)軌安裝精度檢測現(xiàn)場布置的示意圖Fig.1 Layout of installation accuracy test site of traction elevator guide rail

檢測過程中,滑動(dòng)滑板,使其沿著曳引式電梯導(dǎo)軌工作面進(jìn)行反復(fù)、上下運(yùn)動(dòng),標(biāo)靶將主動(dòng)識別并檢測到靶心位置的變化,將光信號轉(zhuǎn)化為電信號,按照上述方式完成曳引式電梯導(dǎo)軌安裝精度檢測現(xiàn)場的布置[6]。

2 電梯導(dǎo)軌安裝直線度誤差計(jì)算

為掌握曳引式電梯導(dǎo)軌的安裝偏差,提升安裝精度,采集裝置反饋的光電信號,引進(jìn)最小二乘法進(jìn)行曳引式電梯導(dǎo)軌頂面直線的擬合,通過此方式計(jì)算電梯導(dǎo)軌安裝直線度[7]。

曳引式電梯導(dǎo)軌頂面直線的擬合方程表達(dá)式如下:

y=a0+a1x

(1)

(2)

(3)

式中,N表示國際數(shù)據(jù)測量標(biāo)準(zhǔn),xi表示由動(dòng)力牽引電機(jī)獲得的第i組電梯移動(dòng)距離數(shù)據(jù),yi表示電渦流第i組位移數(shù)據(jù)。在上述內(nèi)容基礎(chǔ)上求測點(diǎn)與直線的近似距離,將其作為平行于y軸的工作面,將最遠(yuǎn)點(diǎn)距離基準(zhǔn)點(diǎn)的縱坐標(biāo)最大值表示為xmax,最小值表示為xmin,按照下述公式計(jì)算電梯導(dǎo)軌安裝直線度誤差[9]:

Y=xmax+|xmin|

(4)

式中,Y表示電梯導(dǎo)軌安裝直線度誤差。按照上述方式完成曳引式電梯導(dǎo)軌安裝精度的檢驗(yàn)。

3 基于間接測量法的電梯平層準(zhǔn)確度檢驗(yàn)

完成曳引式電梯導(dǎo)軌安裝精度檢驗(yàn)后,對電梯平層準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)[10]。

曳引式電梯在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,當(dāng)其抵達(dá)平層(平面)時(shí),電感器發(fā)送定位信號,使其進(jìn)入平層狀態(tài),驅(qū)動(dòng)電梯停止,此時(shí)其將沿傾斜的導(dǎo)軌運(yùn)行,并相對于運(yùn)載裝置呈現(xiàn)對應(yīng)的斜向上或斜向下運(yùn)動(dòng),即曳引式電梯在進(jìn)行一種傾斜的升降運(yùn)動(dòng),既作橫向移動(dòng),又作縱向移動(dòng)。要保證曳引式電梯的安全性,就必須保證電梯平層的準(zhǔn)確度。

曳引式電梯平層準(zhǔn)確度的檢測方法有兩種,即直接檢測技術(shù)與間接檢測技術(shù)。由于直接測定方法難度較大,不易操作,故采用間接測定方法。

根據(jù)曳引式電梯的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài),選擇電梯空載與電梯額定載重兩種情況對其開展檢驗(yàn)。當(dāng)曳引式電梯的標(biāo)稱速率為1 m/s以內(nèi)時(shí),電梯運(yùn)載設(shè)備(車廂)從底部到頂部運(yùn)轉(zhuǎn)并逐層?？?電梯在每個(gè)樓層停留時(shí)測定車廂踏板與樓層門踏板的豎直高度。當(dāng)電梯的額定轉(zhuǎn)速大于1.00 m/s時(shí),分別從下層站臺上行與反向測定2個(gè)地坎的中點(diǎn)位差。使用深度尺或直尺,在中心點(diǎn)進(jìn)行測量,確保數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)后導(dǎo)出數(shù)據(jù)即可。

實(shí)踐中,檢測兩扇門中間點(diǎn)的橫向位置時(shí),由于操作不便,可采用兩扇門側(cè)面的橫向位置之差來代替或測定斜行電梯的軌道傾斜角度,利用傾斜角度與高程之差進(jìn)行電梯平層準(zhǔn)確度推算。按照上述方式完成基于間接測量法的電梯平層準(zhǔn)確度檢驗(yàn)。

4 實(shí)例應(yīng)用

為實(shí)現(xiàn)對該方法檢驗(yàn)效果的分析,以某建筑內(nèi)曳引式電梯為例,使用該方法對電梯導(dǎo)軌安裝精度與平層準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn),對其應(yīng)用效果進(jìn)行測試。為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性與可靠性,對研究對象技術(shù)參數(shù)進(jìn)行描述,相關(guān)內(nèi)容如表1所示。

表1 曳引式電梯技術(shù)參數(shù)

掌握曳引式電梯的基本情況后,使用此設(shè)計(jì)方法進(jìn)行電梯導(dǎo)軌安裝的精度檢測,根據(jù)曳引式電梯的運(yùn)行方式進(jìn)行現(xiàn)場布置,根據(jù)檢測獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算導(dǎo)軌安裝誤差。在0 s、0.5 s、1 s、1.5 s、2.0 s、2.5 s、3.0 s、3.5 s、4.0 s共9個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行導(dǎo)軌偏差的人工測量,并在對應(yīng)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)使用導(dǎo)軌偏差計(jì)算,將人工測量結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)值,對比該方法計(jì)算結(jié)果與人工測量結(jié)果,將其作為對比實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果。如表2所示。

表2 曳引式電梯導(dǎo)軌運(yùn)行中的誤差

從表2可以看出,此方法計(jì)算結(jié)果與人工測量結(jié)果之間的差值在±0.01 mm范圍內(nèi),說明此檢驗(yàn)方法精度較高。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行曳引式電梯導(dǎo)軌角度的人工測量檢驗(yàn),將4個(gè)指標(biāo)作為檢驗(yàn)曳引式電梯平層準(zhǔn)確度的關(guān)鍵指標(biāo),統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 曳引式電梯導(dǎo)軌角度的人工測量與檢驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Manual measurement and inspection results of guide rail angle of traction elevator

從圖2可以看出,本方法計(jì)算結(jié)果與人工測量結(jié)果之間的差值極小,說明該方法可實(shí)現(xiàn)對曳引式電梯導(dǎo)軌安裝精度與平層準(zhǔn)確度的檢驗(yàn),檢驗(yàn)結(jié)果與人工測量結(jié)果幾乎一致,實(shí)際應(yīng)用效果良好,可有效提高檢驗(yàn)結(jié)果的精度及可靠度,為曳引式電梯的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供指導(dǎo)與技術(shù)支持。

5 結(jié)束語

電梯的安裝精度是保障其運(yùn)行的基本前提,而導(dǎo)軌安裝精度與平層準(zhǔn)確度是衡量電梯質(zhì)量的重要指標(biāo)。為保障曳引式電梯的穩(wěn)定運(yùn)行,對導(dǎo)軌安裝精度檢測進(jìn)行現(xiàn)場布置,計(jì)算電梯導(dǎo)軌安裝直線度誤差。基于間接測量法進(jìn)行電梯平層準(zhǔn)確度檢驗(yàn),設(shè)計(jì)了一種針對導(dǎo)軌安裝精度與平層準(zhǔn)確度的全新檢驗(yàn)方法。以某建筑內(nèi)曳引式電梯作為檢驗(yàn)對象,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),按照標(biāo)準(zhǔn)完成結(jié)果統(tǒng)計(jì),證明此設(shè)計(jì)方法可提高電梯導(dǎo)軌與平層檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性。未來可根據(jù)曳引式電梯的實(shí)際運(yùn)行需求,加強(qiáng)此方法的推廣使用。