【word】 对电梯紧急制动工况下曳引力计算方法的商榷.doc

对电梯紧急制动工况下曳引力计算方法的商榷没汁研究蝙蛐乐对电梯紧急制动工况下曳引力计算方法的商榷电梯曳引力计算涉及到3种工况:轿厢装载,紧急制动,轿厢滞留.轿厢装载和滞留工况的计算,业内人士认同一致,计算也比较简单,而紧急制动工况的曳引力计算一直存在争议.在本文中,笔者针对紧急制动工况的计算谈一些个人看法,与电梯界同行商榷.1紧急制动工况下曳引力计算涉及的相关标准gb75882003电梯制造与安装安全规范第9.3条第b)款规定:”必须保证在任何紧急制动的状态下,不管轿厢内是空载还是满载,其减速度的值不能超过缓冲器(包括减行程的缓冲器)作用时减速度的值.”而缓冲器作用时减速度的值则规定在gb75882003第10.4.1.2.1条第a)款及第10.4.-3.3条第a)款中,这两条都规定平均减速度不应大于1g.gb75882003附录d第d2条第h款规定:”在相应于电梯最严重制动情况下,停车数次,进行曳引检查.每次试验,轿厢应完全停止,”此条只定性的要求”轿厢应完全停止”.gb75882003附录m第m2.1.2条规定:”/的动态比值应按照轿厢空载或装有额定载荷时在井道的不同位置的最不利情况进行计算.每一个运动部件都应正确考虑其减速度和钢丝绳的倍率.任何情况下,减速度不应小于下面数值:a)对于正常情况,为0.5m/s”在附录m第m2条中还要求”r/r2e用于轿厢装载和紧急制动工况”.2紧急制动工况常用的曳引力计算方法及现场出现的问题按照gb75882003附录m第m2.1.2条,国内不少厂刘照东,江任根,东莞市三洋电梯有限公司刘照东江任根家在计算曳引力时,减速度取0.5m/s.,曳引绳张力丁只考虑直线运动部件,对轿厢空载上行到最高层站紧急制动和轿厢装有额定载荷下行到最低层站紧急制动两种情况进行计算.按照各电梯制造商的设计,电梯曳引力都是足够的.但在电梯整机的检验现场,细心的安装人员和检验人员都会发现,在作制动力和曳引力检查时,制动工况下曳引绳和曳引轮槽之间总会产生少量的相对滑移,更有同行作出过测量记录,滑移量约在2040ram之间.按照gb7588-2003,若满足曳引条件t/e,则应该不会打滑,那么是否应怀疑计算有问题呢?答案是否定的.在中国电梯2007年第19期电梯制动系统安全技术与检验检测一文中,作者指出是减速度取0.5m/s.,其值太小所致.笔者认同这一观点.实际上每台电梯的平均制动减速度都可以作出计算.下面通过一个实例,考虑每一个运动部件的惯性,计算出台台电梯在制动工况下的平均制动减速度,再对比一下按这个实际平均制动减速度和按通常取0.5m/s减速度计算出的t/的值有多大的差别,从而说明打滑的原因.3按实际制动减速度作紧急制动工况曳弓i力计算的一个实例以一台曳引比为2:1的乘客电梯为例,其技术参数及部件配置如下.额定载重量q=1000kg,轿厢自重为p=i400kg;额定速度=2.00m/s,提升高度h=100m,平衡系数=0.45;曳引机型号为wyts2.0d.其曳引结构如图1所示.额定功率e=l3.4kw,额定转速/.=192r/min,曳引轮转动惯量=4.3kg?m,额定转矩m额665nm,制动力矩m=6652.51662.5(n?m),曳引轮直径d=400mm,曳引机效率,7=0.8.曳引轮绳槽为带切口的半圆槽y=30.,卢=95.,曳引轮包角a=160.;导向轮直径d导=400mm,质量m=41kg轿顶轮直径d轿顶=650mm,质量m轿=128kg;对重轮直径d对重540mm,质lm对重一100kg;5一10钢丝绳,q绳=0.34kg/m;2一8卒偿ii11曳引力计算简图链,q朴=1.479kg/m;随行电缆一条,q=1.2kg/m.此外,根据曳引机制造商提供的数据:曳引轮转动惯量=4.3kg?m,曳引机制动力矩1=665x2.5=1662.5(n?m).事实上制动力矩应按照gb/t244782009电梯曳引机第4.2.2.2条的规定计算,即”曳引机的额定制动力矩应按gb75882003中第12.4.2.1条,与曳引机用户商定,或为额定转矩折算到制动轮(盘)上的力矩的2.5倍.”国内的曳引机制造商,曳引机出厂时调整的制动力矩,大多为额定转矩折算到制动轮(盘)上的力矩的2.5倍.下面按照”每一个运动部件都应正确考虑其减速度和钢丝绳的倍率”的原则,计算一下轿厢装有额定载荷下行到最低层站紧急制动时的曳引能力(紧急制动过程实际上不是匀减速过程,但笔者尚难分析透彻,暂按匀减速计算).(1)计算轿厢装有额定载荷下行到最低层站紧急制动时的负载转矩:=(一p+q-p-0.45q-2hq,s+5hq)0.55x10002x100x1.479(=_一+5x100x0?34)0.4x9.810.8=_466.33(n?m).(2)计算轿厢装有额定载荷下行到最低层站紧急制动时的惯性转矩:mt2=1一m负21662.5466.331196.17(nm).(3)计算轿厢装有额定载荷下行到最低层站紧急制动时所有运动部件的惯性转化到制动轴上的转动惯量.轿厢装有额定载荷下行到最低层站所有线性运动部件转化到制动轴上的转动惯量(丁2p+1.45q+2hq,b+5孕=(删)0.42=52.26(kg-m2).轿顶轮转动惯量(按徐灏主编的机械设计手册(4)第29351页中表29.13_4近似计算:竺:=8.112(kg-m2).轿顶一一一一.轿顶轮转化到制动轴(即曳引轮轴)上的转动惯量古ss.(0.42)=0.768(kg?m2).对重轮转动惯量重:4-37/4(1g.mz).对重一:一?jjo对重轮转化到制动轴(即曳引轮轴)上的转动惯量专)2:s74(0.42)=0.6(kg-m).导向轮转动惯量等于导向轮转化到制动轴(即曳引轮轴)上的转动惯量km导向d导向0.641x0.42自转0?984(kgm).轿厢装有额定载荷下行到最低层站所有运动部件转化到制动轴上的转动惯量,2=2+厂轿顶转+,对重转+-厂导向转=52.26+4.3+0.768+0.6+0.984=58.912(kg?m.).(4)计算轿厢装有额定载荷下行到最低层站紧急制动时曳引轮的角减速度:21196.17一_25.38(rad/s).(5)计算轿厢装有额定载荷下行到最低层站紧急制动中国电梯2011年10月第22卷第19期43设计研究i栏蝙謦时的制动时间:翥一30x25.3872(s)o(6)计算轿厢装有额定载荷下行到最低层站紧急制动时的平均制动减速度:a需=2.525(m/s).0.7922a制一f蠹一一.这相当于0.26g,符合gb7588-2003附录m第m2.1.2条的要求:”任何情况下,减速度不应小于下面数值:a)对于正常情况,为0.5m/s”(7)按计算出的实际平均制动减速度a需=2.525m/s,计算此种工况下的曳引能力.轿厢装有额定载荷下行到最低层站紧急制动时轿厢侧拉力丁+罢一2400f9.81+2.525)8.112x2.525+_220.325+500x0.34x(9.81+2x2.525)=17425.16(n).侧拉力一满下(p+0-450+2补)(一a蔷)-,对重a蔷对重一22r2j导自a喾(1850+2001.479)(9.812.525)醚自2:一一7616.1(n).2x0.270.2紧急制动工况时的摩擦系数0.10.12x2.0眠紧急制动工况时的当量摩擦系数4(c.s_sin等)f=_=_=一.丌一卢一ysin+siny这里,cos(y/2)=cos(30./2):0.9659,44chiaelevatorvol22no190ct2f=sin(卢/2)sin(95./2):0.7373,卢=95.=1.658rad,y=30.一0.524rad,sin=0.9962,siny0.5,故,=0.1404.紧急制动工况时的曳引能力系数e=en.404292=e吼21=1.48.这里,口=160.:2.7925rad.验算紧急制动工况曳引条件:攀一皇29>1.48.丁7616.1.由此可见,不满足gb75882003附录m要求.这就是曳引绳和曳引轮槽之间产生打滑的原因.4紧急制动工况下按通用方法计算上述实例的曳引能力取减速度a=0.5m/s,轿厢装有额定载荷下行到最低层站紧急制动时轿厢侧拉力丁十en十2a)轿厢一.j绳l.,2400x(9.81+0.5)=+5000.342(9.81+20.5)=14209.7(n).轿厢装有额定载荷下行到最低层站紧急制动时对重侧拉力一满下(p+0.45q+2/-/q,b)(占na)轿厢一一(1850+2001.479)x(9.810.5)=一2=9988.7(n).三=1.42<1.48,满足gb75882003附录9988.7一一m要求.(1-r下转第54页)监督检测i蝙吗存在的设计缺陷,并最终导致了此次安全钳召回事件.型式试验作为检验电梯安全部件性能的重要手段,其报告的真实有效性也是质监部门对电梯进行监督检验及定期检验的基础,脱离这一基础就很难保证在用电梯的安全性能.然而从这一事件上我们也看到了现有型式试验模式对电梯安全部件技术管理存在的漏洞,如何才能弥补漏洞,提高技术管理能力是一个值得我们思考的问题.制造企业对于电梯使用维保过程中发现问题及时地进行处理,是保证电梯使用安全性的重要环节.此次事件也是一次典型的事例,体现了制造企业商对使用维保中反馈问题进行处理以弥补产品安全缺陷的负责行为.4结语鉴于以上分析,笔者认为应通过下列途径改进对电梯安全部件的性能的监管.(1)型式试验机构应该加强对电梯安全部件的技术管理,严格按照型式试验细则进行型式试验,认真执行好(上接第44页)5电梯制造商在紧急制动工况下,如何作曳引力计算的思考(1)不能按计算出的实际平均制动减速度来作曳引力计算,这样很难满足曳引条件:t/e.从以上计算看出,当减速度取计算值a誊=2.525m/s时,:i2.29>1_48.77616.1.当减速度取a=0.5m/s时,蹇=424s,两.(2)gb75882003第9.3条第b)款的规定是比较严密的,它只是要求”必须保证在任何紧急制动的状态下,不管轿厢内是空载还是满载,其减速度的值不能超过缓冲器(包括减行程的缓冲器)作用时减速度的值”.并没有要求丁./e.可是按此条不便作定量计算.对安全部件两年一次的抽样复验.(2)特种设备检验检测机构应该在安装监检,定期检验及监督抽查过程中,注意对电梯安全部件安全性能的检验,针对存在的安全隐患应及时上报.(3)质监部门应该采取积极长效的管理机制,保证对反馈意见处理的时效性,把质量问题解决在源头发展阶段.(4)各级质监机构要特别注意对电梯制造企业质量管理体系运转情况的监督检查,以促进企业主动发现问题,解决问题.本次安全钳召回事件,给电梯安全监督管理提出了一个新的课题,也提示电梯制造企业保证电梯产品安全性能的稳定是一个必须加以重视的问题.碴参考文献i】毛怀新电梯与自动扶梯技术检验mi北京:学苑出版社,2oo1(2】刘亚盈,蔡根喜等轴承工程塑料保持架的制造与应用j】工程塑料应用,1994,22(1)3qb7588-2005,电梯制造与安装安全规范【s】4】tsgt70102004,电梯安全钳型式试验细则ss(3)实际工作中,曳引力计算还是按照gb75882003附录m第m2.1.2条,减速度取0.5m/s(减速度取多大合理,恳请业内同行发表见解),曳引绳张力只考虑直线运动部件,对轿厢空载上行到最高层站紧急制动,以及轿厢装有额