鄭信勇

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院龍巖分院，福建龍巖 364000）

0 引言

電梯限速器是電梯的重要安全部件之一。限速器從最初的下行超速安全鉗的聯(lián)動(dòng)裝置，到現(xiàn)在的上行超速保護(hù)、轎廂意外移動(dòng)保護(hù)，電梯在運(yùn)行中發(fā)生超速，或者發(fā)生墜落的情況下，限速器動(dòng)作觸發(fā)安全鉗或制動(dòng)器動(dòng)作，及時(shí)將轎廂制停。作為電梯超速和失控保護(hù)的重要組成部分，限速器動(dòng)作的有效性和可靠性在電梯運(yùn)行中所起的作用至關(guān)重要。但是隨著使用年限的增長(zhǎng)、使用磨損加劇或者金屬疲勞、維護(hù)保養(yǎng)不到位等原因，使原有限速器調(diào)定速度產(chǎn)生偏差，限速器校驗(yàn)的重要性不言而喻。

TSG T7001—2023《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則》作出了相關(guān)規(guī)定［1］：檢驗(yàn)時(shí)，可以通過(guò)查看限速器調(diào)試證書(shū)、校驗(yàn)記錄，結(jié)合限速器的狀態(tài)確認(rèn)其動(dòng)作速度是否符合要求；發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)部位封記缺損等可能影響限速器動(dòng)作速度的情況，檢驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證施工單位或者維護(hù)保養(yǎng)單位測(cè)試的方式予以確認(rèn)。

當(dāng)前，電梯限速器動(dòng)作速度校驗(yàn)方法均采用脫開(kāi)限速器鋼絲繩，使限速器裝置與原電梯運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)分離，然后通過(guò)外加的驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)限速器轉(zhuǎn)動(dòng)，限速器帶動(dòng)傳感器測(cè)定其轉(zhuǎn)速，測(cè)量出電氣關(guān)動(dòng)作速度和機(jī)械動(dòng)作速度，存在操作較為復(fù)雜、準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)操作場(chǎng)地和操作空間要求比較高等問(wèn)題。根據(jù)現(xiàn)有的限速器校驗(yàn)檢測(cè)方法，假設(shè)以熟練操作限速器校驗(yàn)且檢驗(yàn)過(guò)程無(wú)卡阻為前提下，兩名維保人員和檢驗(yàn)人員基本上需要30 min 來(lái)完成整個(gè)校驗(yàn)過(guò)程［2-4］。

在目前電梯數(shù)量爆炸式增長(zhǎng)、電梯維護(hù)保養(yǎng)人員和電梯檢驗(yàn)人員都相對(duì)嚴(yán)重不足的前提下，要全面進(jìn)行限速器校驗(yàn)且保質(zhì)保量的完成是不現(xiàn)實(shí)的。此外，傳動(dòng)的限速器校驗(yàn)價(jià)格一般都在三四千元，大部分的電梯維保單位只配備一臺(tái)限速器校驗(yàn)儀應(yīng)付維保資質(zhì)核準(zhǔn)。在電梯實(shí)施“限速器動(dòng)作速度校驗(yàn)”的相關(guān)規(guī)定及要求下［5］，維保人員為了能夠通過(guò)電梯定期檢驗(yàn)，只能弄虛作假，出具虛假報(bào)告，加大了電梯的安全風(fēng)險(xiǎn)。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，本文研制一款經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、安全、準(zhǔn)確、適用性較好的電梯限速器在線(xiàn)校驗(yàn)儀，旨在解決限速器校驗(yàn)覆蓋率不高、校驗(yàn)效率低下的困境，對(duì)提高電梯安全運(yùn)行具有極大的意義。

1 傳統(tǒng)限速器校驗(yàn)方法及其優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 校驗(yàn)方法

傳統(tǒng)校驗(yàn)方法所需的儀器及工具包括限速器動(dòng)作測(cè)試儀1套、大力鉗兩把、支撐架及日常維修工具等，如圖1 所示。校驗(yàn)方法如下。

（1）電梯轎廂停在頂樓以下一層，然后機(jī)房轉(zhuǎn)檢修，測(cè)量限速器節(jié)圓直徑、鋼絲繩的直徑，將這些數(shù)據(jù)輸入限速器校驗(yàn)儀中。

（2）維修人員下底坑用支撐架支起漲緊輪墜坨，使限速器鋼絲繩不受力。

（3）進(jìn)入機(jī)房拆下限速器防護(hù)罩，用大力鉗夾住限速器鋼絲繩（夾上行一側(cè)鋼絲繩），此時(shí)檢修點(diǎn)動(dòng)轎廂上行，使限速器鋼絲繩懸空在限速器上方，如圖2 所示。

圖1 傳統(tǒng)限速器校驗(yàn)所需儀器及工具

圖2 傳統(tǒng)限速器校驗(yàn)卸鋼絲繩現(xiàn)場(chǎng)

圖3 傳統(tǒng)限速器校驗(yàn)實(shí)操現(xiàn)場(chǎng)

（4）用大力鉗夾住另外一側(cè)的鋼絲繩避免其偏向，觀(guān)察鋼絲繩是否與限速器輪有摩擦，避免影響測(cè)試結(jié)果。

（5）切斷控制柜電源后拆開(kāi)限速器電氣開(kāi)關(guān)，利用測(cè)試儀的檢測(cè)線(xiàn)夾在電氣開(kāi)關(guān)兩條線(xiàn)上，然后測(cè)試儀通電，調(diào)整測(cè)試儀上調(diào)整相關(guān)參數(shù)（參數(shù)中有個(gè)節(jié)徑是兩邊鋼絲繩的中到中的距離），參數(shù)設(shè)置好后開(kāi)始測(cè)試。

（6）用電機(jī)輪子靠在限速器輪上進(jìn)行測(cè)試，期間會(huì)自動(dòng)加速并動(dòng)作限速器，實(shí)驗(yàn)3 次后并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，如果是雙向限速器，就要進(jìn)行雙向動(dòng)作實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法相同，只是需要改正反轉(zhuǎn)而已，如圖3所示。

1.2 優(yōu)缺點(diǎn)

一方面，傳統(tǒng)限速器校驗(yàn)方法采用限速器測(cè)試儀自帶的電鉆對(duì)限速器直接加速，在加速的同時(shí)直接測(cè)速，限速器電氣和機(jī)械動(dòng)作后，直接讀取動(dòng)作瞬間的實(shí)時(shí)速度，測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高，能夠很好地反映限速器的動(dòng)作速度。另一方面，由于傳統(tǒng)限速器校驗(yàn)方法需要安裝維護(hù)人員熟練的拆卸限速器鋼絲繩，且在校驗(yàn)過(guò)程中，為了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要直接或者間接測(cè)量出限速器節(jié)圓直徑，才能獲得限速器節(jié)圓處的速度，而限速器節(jié)圓的半徑會(huì)隨著限速器繩槽和限速器鋼絲繩的磨損而改變，是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的值，因此每校驗(yàn)一臺(tái)限速器都需要測(cè)量一次限速器節(jié)圓的半徑和限速器鋼絲繩的半徑。然而在實(shí)際檢驗(yàn)檢測(cè)中測(cè)量限速器節(jié)圓半徑的工作并不容易開(kāi)展，受限速器結(jié)構(gòu)、安裝形式和安裝位置等限制，費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且較難測(cè)得準(zhǔn)確［6］。

總結(jié)傳統(tǒng)方法有以下不可回避的缺點(diǎn)：（1）限速器校驗(yàn)儀價(jià)格昂貴；（2）節(jié)圓直徑測(cè)量準(zhǔn)確性直接影響到限速器動(dòng)作速度測(cè)量的準(zhǔn)確性；（3）對(duì)安裝維護(hù)人員的技術(shù)要求較高，具有一定的制約性；（4）前期拆卸鋼絲繩具有一定的危險(xiǎn)性；（5）限速器校驗(yàn)時(shí)需要較長(zhǎng)的時(shí)間做準(zhǔn)備和復(fù)位工作。

2 限速器在線(xiàn)校驗(yàn)儀的設(shè)計(jì)方案

為解決現(xiàn)有測(cè)量方法中測(cè)量勞動(dòng)強(qiáng)度大、人為誤差影響測(cè)量準(zhǔn)確性的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)限速器的在線(xiàn)校驗(yàn)，在不需要拆卸鋼絲繩的前提下單人操作即可完成限速器校驗(yàn)工作，同時(shí)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、真實(shí)，主要解決以下問(wèn)題。

（1）解決在不拆卸限速器鋼絲繩的前提下如何給限速器加速的問(wèn)題。限速器校驗(yàn)，本質(zhì)上就是要準(zhǔn)確測(cè)量限速器電氣動(dòng)作速度和機(jī)械動(dòng)作速度，要完成這個(gè)目標(biāo)，首先要讓限速器動(dòng)起來(lái)［7-9］，本文運(yùn)用重力加速的方法對(duì)限速器進(jìn)行加速，具體實(shí)施如下：將電梯停在次頂層，拆掉限速器鋼絲繩和安全鉗提拉桿的插銷(xiāo)，利用固定在鋼絲繩上的提拉鋼連接板以及U 形扣的重量，實(shí)現(xiàn)限速器鋼絲繩下行方向的重力加速（松脫后讓連接板及U形扣帶著鋼絲繩自由落體）。當(dāng)校驗(yàn)限速器上行方向動(dòng)作速度時(shí)，需要在限速器的上行方向一側(cè)安裝砝碼，需要使砝碼的重量大于限速器與安全鉗聯(lián)動(dòng)裝置的重量，此時(shí)依靠砝碼的重力差使鋼絲繩向上行方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)限速器鋼絲繩上行方向的重力加速。

（2）解決限速器旋轉(zhuǎn)速度的測(cè)量［10-12］。這一部份的測(cè)量與傳統(tǒng)限速器校驗(yàn)方法測(cè)量類(lèi)似，經(jīng)過(guò)直接測(cè)量限速器鋼絲繩的線(xiàn)速度來(lái)測(cè)試限速器的旋轉(zhuǎn)速度。開(kāi)發(fā)一組預(yù)緊壓輪，可以適用不用直徑的限速器鋼絲繩（常見(jiàn)限速器鋼絲繩直徑為?6 mm、?8 mm），利用壓輪將測(cè)速滾輪與鋼絲繩進(jìn)行預(yù)壓緊，保證速度采集的準(zhǔn)確性和一致性。

通過(guò)解決以上兩個(gè)問(wèn)題，利用市場(chǎng)上常用的普通轉(zhuǎn)速表，改造后的限速器測(cè)試儀如圖4 所示，測(cè)試過(guò)程如圖5 所示。

圖4 改造后的限速器測(cè)試儀

3 限速器在線(xiàn)校驗(yàn)儀驗(yàn)證

完成校驗(yàn)儀樣機(jī)制作并使用樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。限速器校驗(yàn)儀驗(yàn)證包括限速器動(dòng)作速度校驗(yàn)準(zhǔn)確性驗(yàn)證、校驗(yàn)效率的比對(duì)試驗(yàn)和價(jià)格成本比對(duì)［13-16］。在實(shí)驗(yàn)前，將樣機(jī)進(jìn)行送檢，檢定合格進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，檢定證書(shū)如圖6所示。

從檢定證書(shū)可以看出，樣機(jī)主測(cè)速器、次測(cè)速器的測(cè)量值與測(cè)速儀測(cè)量值的擴(kuò)展不確定度較小，在±0.6%以?xún)?nèi)；主次測(cè)速器同步率都在±0.2%以?xún)?nèi)，符合技術(shù)指標(biāo)預(yù)期，證明樣機(jī)的速度檢測(cè)性能是準(zhǔn)確可靠的。

3.1 限速器動(dòng)作速度校驗(yàn)準(zhǔn)確性驗(yàn)證

通過(guò)與傳統(tǒng)限速器校驗(yàn)方法與新研制儀器同時(shí)對(duì)40余臺(tái)限速器開(kāi)展校驗(yàn)比對(duì)。每臺(tái)限速器由兩種儀器各按要求進(jìn)行3 次校驗(yàn)，取平均值。測(cè)試比對(duì)結(jié)果分3 組進(jìn)行。第1 組限速器額定速度為2.5 m／s，測(cè)試結(jié)果如表1、圖7 所示；第2 組限速器額定速度為1.6 m／s，測(cè)試結(jié)果如表2、圖8 所示；第3 組限速器額定速度為1.75 m／s，測(cè)試結(jié)果如表3、圖9 所示。

表1 額定速度2.5 m／s數(shù)據(jù)組m／s

表2 額定速度1.6 m／s數(shù)據(jù)組m／s

表3 額定速度1.75 m／s數(shù)據(jù)組m／s

由上述3 組數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)清洗和分析，可以看出新研制儀器和傳統(tǒng)限速器校驗(yàn)方法比對(duì)的數(shù)據(jù)基本上一致，但是存在一定偏差，主要原因有：（1）研制的樣機(jī)屬于在線(xiàn)校驗(yàn)，直接測(cè)試限速器鋼絲繩的速度，更能客觀(guān)地反映出限速器-安全期動(dòng)作時(shí)的速度；（2）現(xiàn)有儀器測(cè)試需要先測(cè)量節(jié)圓直徑，經(jīng)過(guò)換算到得到線(xiàn)速度，由于測(cè)試限速器均屬于在用狀態(tài)，存在一定程度上的磨損，傳動(dòng)限速器校驗(yàn)方法存在一定的偏差。所以新研制儀器更能準(zhǔn)確客觀(guān)反映限速器實(shí)際動(dòng)作速度。

圖7 額定速度2.5 m／s數(shù)據(jù)分析

圖8 額定速度1.6 m／s數(shù)據(jù)分析

圖9 額定速度1.75 m／s數(shù)據(jù)分析

3.2 校驗(yàn)效率的比對(duì)

在對(duì)上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行校驗(yàn)比對(duì)時(shí)，記錄其重復(fù)3 次的時(shí)間，包含所有準(zhǔn)備時(shí)間及復(fù)位時(shí)間，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。

表4 限速器校驗(yàn)儀校驗(yàn)耗時(shí)比對(duì)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)比對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)看，新制儀器的校驗(yàn)耗時(shí)要比現(xiàn)有限速器校驗(yàn)儀的用時(shí)要少得多，基本上只需要傳動(dòng)測(cè)試方法的1／3 左右，這主要得益于新制儀器不需要對(duì)限速器進(jìn)行脫繩及限速器節(jié)圓直徑的測(cè)量，只需要簡(jiǎn)單地拆卸速器鋼絲繩和安全鉗提拉桿的插銷(xiāo)，大幅降低了校驗(yàn)工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，校驗(yàn)效率得到了大幅提升，節(jié)約的寶貴檢測(cè)時(shí)間。

3.3 校驗(yàn)儀的價(jià)格比對(duì)

調(diào)查目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的限速器校驗(yàn)儀價(jià)格，電梯限速器測(cè)試儀GD-5 價(jià)格約為5 000 元，多功能限速器測(cè)試記錄儀DTXS-D價(jià)格約為10 000 元，無(wú)機(jī)房限速器測(cè)試儀WJXS-X價(jià)格約為40 000 元，價(jià)格都相對(duì)昂貴。本文研發(fā)的限速器在線(xiàn)校驗(yàn)儀需要兩個(gè)轉(zhuǎn)速表合成，加工一組預(yù)緊輪，以及電路的簡(jiǎn)單改造，外加限速器在線(xiàn)校驗(yàn)儀的檢驗(yàn)費(fèi)用，儀器成本可以控制在千元以?xún)?nèi)，具有非常明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文突破離線(xiàn)式校驗(yàn)的思維定式，創(chuàng)新地提出在線(xiàn)校驗(yàn)方式，通過(guò)研制一款簡(jiǎn)單的限速器在線(xiàn)校驗(yàn)儀，測(cè)試時(shí)無(wú)需拆離鋼絲繩，無(wú)需額外的驅(qū)動(dòng)裝置，測(cè)試方法由脫繩電機(jī)驅(qū)動(dòng)校驗(yàn)改為帶繩自驅(qū)動(dòng)校驗(yàn)，校驗(yàn)工作僅依靠一套測(cè)速儀便可完成數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)和顯示，最大限度簡(jiǎn)化測(cè)試過(guò)程、降低限速器校驗(yàn)的技術(shù)要求、大幅減少測(cè)試時(shí)間。該儀器直接測(cè)定限速器鋼絲繩的速度，更加客觀(guān)實(shí)際地測(cè)試出限速器的實(shí)際動(dòng)作速度，同時(shí)該儀器更加適應(yīng)于無(wú)機(jī)房電梯、超高速電梯，具有非常強(qiáng)的實(shí)用性。另外，該限速器在線(xiàn)校驗(yàn)儀由常見(jiàn)的轉(zhuǎn)速表改裝而來(lái)，價(jià)格成本也大幅降低，可以達(dá)到全面推廣的要求，達(dá)到了研究設(shè)計(jì)的預(yù)期。