曳引电梯制动力矩的确定和检测曳引电梯制动力矩的确定和检测曳引电梯制动力矩的确定和检测摘要关键词一文/路俊秀王薇 21.石家庄市汇通路 47 号,050021:2.天津师范大学数学科学学院,300074)通过直线运动方程和动力学相关定理推导出了曳引电梯制动力矩的计算方法.并根据电梯实际制动系统制动力矩不便的原则推算出轿箱轻载时的制动检测参数.电梯制动制动力矩制动检测曳引电梯的制动分动态制动和静态制动两种情况.动态制动是指轿箱在运动状态下发生故障时,促使轿箱停止运动.静态制动是指轿箱在静止状态下,阻止因曳引轮两侧钢丝绳的拉力不等而导致轿箱运动.一般来说,动态制动力矩比静态制动力矩要大的多.所以曳引机制动系统所具有的制动能力如果能满足动态制动的要求自然能满足静态制动的要求.一,制动力矩的确定GB7588—2003《电梯制造与安装安全规范》中第 12.4.2.1 款对于电梯应具有的制动能力是这规定的:当轿箱载有 125%额定载重并以额定速度向下运行时,操作制动器应能使曳引机停止运转.在上述情况下,轿箱的减速度应不超过安全钳动作或轿箱撞击缓冲器所产生的减速度.而第 9.8.4 款规定:在装有额定载重量的轿箱自由下落的情况下,渐进式安全钳制动时的平均减速度应为 0.2g～10g.第 10.4.1.2.1 中 a)款规定:当装有额定载重量的轿箱自由落体并以 115%额定速度撞击轿箱缓冲器时,缓冲器作用期间的平均减速度不应大于 1g.这些话可以理解为:轿箱在动态制动时的减速度不得超过 10g.不超过 10g 是个很大的范围,由此计算出的制动力矩也是个很大的范围.标准只规定“操作制动器应能使曳引机停止运转“,但制动减速度具体应多大,制停距离应该是多长 7 或者说制动力矩应该是多大 7 这就是本文研究的目的.下面就从研究标准的条文入手来研究如何确定曳引机的制动力矩.对以额定速度运行的轿箱进行制动,其力学实质是通过制动轮与闸瓦之间的摩擦阻力将电梯的所有运动零部件的动能消耗掉,并在规定的距离之内使轿箱停止运动.电梯运动零部件的动能包括:125%额定载重量和轿箱,随行电缆,钢丝绳,对重,补偿绳(链)等直线运动部件以及抗绳轮,滑轮,曳引轮,曳引机轴和齿轮,电动机转子,制动轮等旋转部件的全部动能之和(见附图).1,求制动轮上的总转动惯量将电梯各运动零部件的转动惯量折算到制动轮上,总转动惯量为:=叭+J(kgm)(1)式中:J 一电梯全部运动部件折算到制动轮轴上的总转动惯量(kgm).Q 一 125 倍的额定载重量和轿箱(含装在轿箱上的所有零部电梯工业 http:www.chnaII39件),随行电缆,钢丝绳,对重(含装在对重上的所有零部件),补偿绳(链)等 n 个直线运动部件的质量之和-QX:ZQ(kg)(2)R 一曳引轮半节径(m);N 一一制动轮的转速(rpm);N 一一曳引轮的转速(rpm);k 一钢丝绳的悬挂比(正整数)T1 一井道系统的机械效率;T1 一曳引机的机械效率;J 一抗绳轮,滑轮等 m 个旋转部件折算到曳引轮轴上的转动惯量之和:=(kgm)(3)J.一每个抗绳轮,滑轮等旋转部件自身的转动惯量(Kgm);N.一每个抗绳轮,滑轮等旋转部件的自身转速(rpm);J 一电动机转子,制动轮等 X 个与制动轮同轴旋转零件的转动惯量之和::gm2)(4)2,选择制停减速度当曳引电梯的轿箱发生超速或坠落事故时,安全钳或缓冲器将力直接作用于轿箱而促使轿箱停止运动.而本文所说的制动则不是.制动是由制动器的摩擦片与制动轮之间产生摩擦阻力,再通过曳引轮与曳引钢丝绳之间的摩擦力传递给轿箱和对重.所以曳引电梯的制动受其曳引能力的限制.如果制动器所产生的制动力矩过大,超出了曳引能力的限制,将会导致钢丝绳与曳引轮之间打滑甚至钢丝绳松脱而发生危险.所以,尽管国标规定制动减速度不超过10g,但轿箱的实际制动减速度不可能达到这麽大.于是选择制动减速度值不要超过曳引能力所允许的范围,最好与曳引能力所允许的减速度相当.一般4nlhttD:WWW.chinaI附图1 曳引轮,2 抗绳轮,3 载重4 轿箱,5 随行电缆,6 钢丝绳7 滑轮,8 对重,9 补偿绳(链)附表轿钔预定述瞍(m/s)0.50063{.O0{.60{.752002.5O最人圳距离 I(I11)0.150.651.402.883.1l4._0625制刘应减迷嫂(Ill/S)0.280.310.:360—50.450.450.5距离刈制停时 M(S){.792.032.783561.894.q4坡小删离 L.(m)0.0l30.020.050.L30.i60.200.32制 f 刈应减述瞍(m/s)9.89.8g.89.89.89.89.8距离对应剖 ff-ll,JtS)0.0510.06,iO.1020.1630l790.2040.255m 制距离 L'm)0.25().4()l00l802.O02.q03.60对应减选嫂(in/'s)0.5().5()50.710.760.830.87刈制停州(S)l1.262.252.32.4l2.87可掌握不超过 0.1g,最大也不要超过O.2g.梯速低的可选低点,梯速高的可适当高点.具体数据可参考附表.3,计算制停时间根据所选择的制动减速度计算制停时间 t:f:)(5)离 L度 E式中,V 一一轿箱额定速度(m/s)4,计算制停距离根据直线运动方程式计算制停距Mz=g￡(Nm)(8)式中:g 一一重力加速度(m/sz)M 就是电梯所必须具有的制动力矩.7,计算静态制动力矩M 是按动态制动要求所计算出的制动力矩.可是曳引机在出厂时不便于检测动态制动力矩.所以实际操作时,应该按照上文计算出的动态制动力矩,再根据动摩擦系数与静摩擦系数的比例关系计算出静态制动力矩.按着此静态制动力矩来进行曳引机制动系统的设计计算和曳引机的出厂检验.(6)二,制动力矩的检测m/s)5,计算制动轮制停减角速度根据减速度 a 计算制动轮的减角速一一 z入v,z￡(6,计算动态制动力矩根据(7)式所得的减角减速度 E,和(1)式所得的转动惯量 J 求取制动力矩 Mz按照国家标准的规定应该是在轿箱中加上 1.25 倍额定载荷并在轿箱以额定速度下行的情况下,实施电梯制动力矩的检测.具体作法是按照(6)式计算的结果检测轿箱的制停距离或用专用仪器检测轿箱的制停减速度.但是,在现场有时不容易找到这麽多重物.可否在轿箱空载或轿箱内有少量载荷(通称轻载)的情况下进行制动力矩的检测呢答案是肯定的.不管载荷如何变化,当制动系统的结构参数一旦确定,制动力矩并不会随之改变.轿箱轻载与装有 1.25 倍额定载荷两种情况下制动的区别仅在于折算到制动轮上的转动惯量不一样.不同的只是(2)式的 Q 中的载荷不是 12.5 倍的额定载荷,而应该是零或者是实际加载数.令轿箱轻载制动时折算到制动轮上的总转动惯量,轿箱的减速度,制停距离和制停时间分别用 JaL.和 t.来表示,则根据(5),(6),(7),(8)四式可得:3 一了ofQ(S)“,,1上 Q},fQ+Q(9)(10)(11)如果由(9)式计算所得的制动减速度 a 值超过了曳引能力所允许的范围,则应在轿箱内适当增加重物,重新计算Ja.和 L..通过检测制停距离 L.或制停减速度 a 就可判断电梯的制动力矩是否合格.参考文献:…王薇,路俊秀.自动扶梯和自动人行道制动能力的计算.《机械设计》2006 年第 5 期【2】张国桢.论曳引电梯制动要求.《中国电梯》2000 年第 7 期电梯工业 http:w~.chinaII41窨 p(塞减10[h士}一●1,|一+7,舯。