一種電梯制動器制動響應(yīng)時間的檢測方法與流程

本發(fā)明涉及電梯技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電梯制動器制動響應(yīng)時間的檢測方法。

背景技術(shù)：

電梯作為高層建筑中最重要的垂直交通工具，其安全性一直是人們關(guān)注的焦點，而曳引機制動器作為曳引式電梯中工作最頻繁的裝置，是其最重要的安全部件，當(dāng)轎廂發(fā)生溜梯、蹾底或沖頂?shù)入U惡狀況時，制動器是電梯的第一道安全線，更是轎廂內(nèi)乘客的第一條生命線，因此制動器的制動性能直接影響整臺電梯的安全性能。

目前的電梯制動器均為機-電式電磁制動器，主要由電磁鐵、制動彈簧(壓縮彈簧)和制動閘瓦構(gòu)成，制動器抱閘的驅(qū)動力來自制動彈簧的彈簧力，制動器松閘的驅(qū)動力來自電磁鐵的電磁吸力，具體工作原理是：當(dāng)電梯需要制動時，制動器電源電路被切斷，電磁鐵失電，制動閘瓦在制動彈簧的作用下抱緊制動輪，制動閘瓦和制動輪之間生成的摩擦力作為制動力使曳引機停止轉(zhuǎn)動(制動輪和曳引輪剛性連接)；當(dāng)電梯開始運行時，制動器需要松閘，制動器電源電路通電，電磁鐵得電，產(chǎn)生電磁吸力，克服制動彈簧的彈簧力，將制動閘瓦與制動輪分開，制動力消失，曳引機得以轉(zhuǎn)動。

gb24478-2009《電梯曳引機》中定義了制動器制動響應(yīng)時間：制動器斷電信號到達到額定制動力矩的時間差值，制動器制動響應(yīng)時間不應(yīng)大于0.5s?，F(xiàn)有的電梯控制系統(tǒng)中，對曳引機制動器制動力的檢測已經(jīng)較為成熟，主要的檢測方法為：在不打開抱閘的情況下，給曳引機輸出固定的力矩，通過檢測編碼器脈沖數(shù)變化來判斷曳引輪有無滑移，若超出設(shè)定閾值，則判斷制動力異常。對于制動器制動響應(yīng)時間的檢測，絕大部分廠家都是通過抱閘微動開關(guān)是否動作來判斷制動器是否抱閘或松閘，然后把制動器斷電到抱閘微動開關(guān)動作反饋信號之間的時間差作為制動響應(yīng)時間，在對電梯制動器進行型式試驗時，也是通過這種方法檢測制動器的制動響應(yīng)時間。但是，由于抱閘微動開關(guān)檢測探頭與觸點之間的行程很短，一般為0.3mm，而其檢測誤差則達到了0.1mm左右,該方法測得的制動響應(yīng)時間誤差較大，精度較低，一般制動響應(yīng)時間的檢測值都小于真實值，而一旦對制動響應(yīng)時間的判斷出錯，檢測值小于閾值，而真實值超過了閾值，比如抱閘微動開關(guān)實際反饋的制動響應(yīng)時間卻是0.4s，制動器為正常工作狀態(tài)，但真實的制動響應(yīng)時間其實為0.6s，已經(jīng)超過了國標(biāo)規(guī)定的0.5s，實際上制動器此時是存在故障的，一旦出現(xiàn)這種錯誤的制動響應(yīng)時間的反饋，很可能導(dǎo)致電梯發(fā)生溜梯，甚至蹾底或沖頂?shù)闹卮笫鹿?。因此需要建立一種精度更高的電梯制動器制動響應(yīng)時間的檢測裝置，對電梯制動器的制動響應(yīng)時間進行更為精確的檢測，從而提高電梯的運行安全等級。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有電梯制動器制動響應(yīng)時間檢測方法——抱閘微動開關(guān)所存在的檢測誤差較大、精度較低的問題，提供一種電梯制動器制動響應(yīng)時間的檢測方法，對電梯制動器的制動響應(yīng)時間進行更精準(zhǔn)的測定。

本發(fā)明具體如下：

(1)將電阻應(yīng)變片布置在彈簧板上，再將彈簧板放置在制動器的制動彈簧一端，對制動彈簧的壓縮量進行調(diào)節(jié)，將制動彈簧的壓縮量調(diào)至和加入彈簧板前相同；

(2)由于制動彈簧的壓力，彈簧板受壓產(chǎn)生應(yīng)變，該應(yīng)變傳遞到電阻應(yīng)變片，電阻應(yīng)變片的應(yīng)變通過應(yīng)變儀檢測，應(yīng)變儀輸出電流信號；

(3)制動器和應(yīng)變儀的輸出電流信號端分別接入雙通道示波記錄儀的兩個信號輸入端口；

(4)給制動器通電，使制動器松閘，當(dāng)制動器完成松閘時，制動彈簧的壓縮量最大，即制動彈簧施加在彈簧板上的壓力最大，則此時彈簧板的應(yīng)變最大，布置在彈簧板上的電阻應(yīng)變片被拉伸至最長、橫截面積最小，所以此時電阻應(yīng)變片的阻值最大，應(yīng)變儀的輸出電流信號幅值最??；

(5)切斷制動器電源，制動彈簧開始回復(fù)，制動彈簧的壓縮量開始減小，制動器開始抱閘；

(6)隨著制動彈簧的回復(fù)，制動彈簧施加在彈簧板上的壓力逐漸減小，彈簧板的應(yīng)變也逐漸減小，電阻應(yīng)變片由拉伸狀態(tài)逐漸回復(fù)，電阻應(yīng)變片的伸長量逐漸減小，橫截面積逐漸增大，阻值逐漸減小，相應(yīng)的，應(yīng)變儀的輸出電流信號幅值逐漸變大；

(7)當(dāng)制動器達到額定制動力矩時，制動彈簧的壓縮量達到最小，此時制動彈簧施加在彈簧板上的壓力達到最小，彈簧板的應(yīng)變達到最小，則電阻應(yīng)變片的長度達到最小、橫截面積大達到最大，其阻值達到最小，相應(yīng)的，應(yīng)變儀的輸出電流信號幅值達到最大；

(8)制動器的制動彈簧壓縮量達到最小的時刻，就是制動器達到額定制動力矩的時刻；則制動器單次制動的制動響應(yīng)時間等于制動器電源斷開時刻到制動彈簧的壓縮量達到最小的時刻之間的時間差，即制動器單次制動的制動響應(yīng)時間等于制動器電源斷開時刻到應(yīng)變儀輸出電流信號幅值達到最大的時刻之間的時間差，該時間差在雙通道示波記錄儀中直接讀取得到；

(9)再重復(fù)四次步驟(4)—(8)，讀取四次制動器單次制動的制動響應(yīng)時間，最后取這五次制動響應(yīng)時間的檢測值的均值為最終制動器的制動響應(yīng)時間。

所述的電阻應(yīng)變片采用箔式電阻應(yīng)變片。

所述的應(yīng)變儀采用動態(tài)應(yīng)變儀。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，大大提升了檢測制動器制動響應(yīng)時間的準(zhǔn)確性，且便于操作和讀取。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的檢測原理圖。

圖2為本發(fā)明檢測裝置安裝在鼓式制動器上的示意圖。

圖3為鼓式制動器電源輸入和動態(tài)應(yīng)變儀輸入波形圖。

圖4為鼓式制動器通斷電瞬間的等效電路。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的檢測原理及其特征更加易于理解，下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡述本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明中電梯制動器制動響應(yīng)時間檢測裝置的檢測原理圖，檢測裝置由彈簧板、電阻應(yīng)變片、應(yīng)變儀和雙通道示波記錄儀組成，考慮到檢測的精度，電阻應(yīng)變片選用高精度的箔式電阻應(yīng)變片13，應(yīng)變儀選用高精度的動態(tài)應(yīng)變儀14，檢測對象為安裝在永磁同步無齒輪曳引機1上的鼓式制動器2，檢測裝置的具體布置方式如圖2所示，鼓式制動器2的工作原理是：鼓式制動器2通電時，電磁裝置3得電產(chǎn)生電磁力，電磁力驅(qū)動頂桿4向外運動，頂桿4在電磁力的驅(qū)動下克服制動彈簧5作用在制動臂6上的彈簧力，推動制動臂6繞固定銷軸7旋轉(zhuǎn)，制動閘瓦8脫離制動輪9，與制動輪9剛性連接的曳引輪10在沒有制動力作用下可以轉(zhuǎn)動；鼓式制動器2斷電時，電磁裝置3失電，電磁力消失，制動臂6在制動彈簧5的作用下繞固定銷軸7旋轉(zhuǎn)，制動閘瓦8抱緊制動輪9，完成制動。gb7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》規(guī)定：所有參與向制動輪或盤施加制動力的制動器機械部件應(yīng)分兩組裝設(shè)，電磁線圈的鐵芯被視為機械部件，而線圈則不是，圖2所示的安裝在永磁同步無齒輪曳引機1上的鼓式制動器2正是根據(jù)這項規(guī)定，其機械部件分左右兩組裝設(shè)。

結(jié)合圖2，對本發(fā)明中電梯制動器制動響應(yīng)時間的檢測裝置的基本原理進行說明：當(dāng)鼓式制動器2斷電制動時，制動彈簧5開始回復(fù)，制動彈簧5的壓縮量逐漸減小，則制動彈簧5作用在其端部的彈簧板11上的壓力逐漸減小，彈簧板11的應(yīng)變也逐漸減小，相應(yīng)的，布置在彈簧板11上的箔式電阻應(yīng)變片12在長度方向的伸長量減小、橫截面積增大，箔式電阻應(yīng)變片12的阻值逐漸減小，則檢測箔式電阻應(yīng)變片12應(yīng)變的動態(tài)應(yīng)變儀14的輸出電流信號幅值逐漸增大，當(dāng)鼓式制動器2達到額定制動力矩完成制動時，制動彈簧5的長度不再變化，此時作用在彈簧板11上的壓力最小，那么彈簧板11的應(yīng)變也達到最小，相應(yīng)的，布置在彈簧板11上的箔式電阻應(yīng)變片12的應(yīng)變最小，箔式電阻應(yīng)變片12在長度方向的伸長量最小、橫截面積最大，箔式電阻應(yīng)變片12的阻值達到最小，則檢測箔式電阻應(yīng)變片12應(yīng)變的動態(tài)應(yīng)變儀14的輸出電流信號幅值達到最大，從鼓式制動器2斷電時刻到制動彈簧5壓縮量達到最小時刻之間的時間差就是鼓式制動器2的制動響應(yīng)時間，這個時間差等于從鼓式制動器2斷電時刻到動態(tài)應(yīng)變儀14的輸出電流信號幅值達到最大時刻之間的時間差，而這個時間差則可以直觀地通過雙通道示波記錄儀15觀察得到。

采用本發(fā)明中電梯制動器制動響應(yīng)時間的檢測裝置對鼓式制動器2的制動響應(yīng)時間進行檢測，具體步驟如下：

(1)將箔式電阻應(yīng)變片12布置在彈簧板11上，再將彈簧板11放置在制動彈簧5一端，因為彈簧板11的加入，使制動彈簧5的壓縮量增大，為了不改變制動彈簧5的彈簧力，需要對制動彈簧5外側(cè)的墊圈13和螺母16進行調(diào)節(jié)，將制動彈簧5的壓縮量調(diào)至和加入彈簧板11前相同；

(2)鼓式制動器2和動態(tài)應(yīng)變儀14的輸出電流信號端分別接入雙通道示波記錄儀15的兩個信號輸入端口；

(3)由于制動彈簧5的壓力，彈簧板11受壓產(chǎn)生應(yīng)變，該應(yīng)變由箔式電阻應(yīng)變片12檢測，箔式電阻應(yīng)變片12的應(yīng)變則通過動態(tài)應(yīng)變儀14檢測，動態(tài)應(yīng)變儀14的輸出信號為電流信號，當(dāng)彈簧板11的應(yīng)變發(fā)生變化時，箔式電阻應(yīng)變片12的應(yīng)變也發(fā)生相應(yīng)的變化，箔式電阻應(yīng)變片12的阻值也因此發(fā)生變化，則動態(tài)應(yīng)變儀14的輸出電流信號也發(fā)生相應(yīng)的變化，比如，制動彈簧5施加在彈簧板11上的壓力減小時，彈簧板11的應(yīng)變減小，箔式電阻應(yīng)變片12的伸長量減小，其長度減小、橫截面積增大，則箔式電阻應(yīng)變片12的阻值減小，動態(tài)應(yīng)變儀14檢測箔式電阻應(yīng)變片的輸出電流幅值增大，最終這些變化可以間接地通過雙通道示波記錄儀15觀察到；

(4)給鼓式制動器2通電，使鼓式制動器2松閘，當(dāng)鼓式制動器2完成松閘時，制動彈簧5的壓縮量最大，即制動彈簧5施加在彈簧板上的壓力最大，則此時彈簧板11的應(yīng)變最大，布置在彈簧板11上的箔式電阻應(yīng)變片12的伸長量最大、橫截面積最小，所以此時箔式電阻應(yīng)變片12的阻值最大，動態(tài)應(yīng)變儀14輸出的電流信號幅值最??；

(5)切斷鼓式制動器2的電源，如圖3所示，雙通道示波記錄儀15記錄鼓式制動器2斷開電源的時刻為t0；

(6)如圖3所示，在鼓式制動器2的電源斷開時刻t0之后，動態(tài)應(yīng)變儀14輸入的電流信號的幅值在t1時間段內(nèi)并沒有發(fā)生變化，這說明箔式電阻應(yīng)變片12的應(yīng)變沒有發(fā)生變化，即制動彈簧5的壓縮量沒有發(fā)生變化，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是：如圖4所示，鼓式制動器2內(nèi)部的繞組線圈在通電和斷電瞬間相當(dāng)于一個等效電感l(wèi)，等效電感l(wèi)和鼓式制動器2電路中的續(xù)流電阻r通過續(xù)流二極管d導(dǎo)通，構(gòu)成一個閉合的rl回路，由于等效電感l(wèi)在鼓式制動器2斷電瞬間產(chǎn)生反電動勢，使鼓式制動器2的繞組線圈內(nèi)的電流并非瞬間消失，而是慢慢通過續(xù)流電阻r耗散，致使鼓式制動器2的電磁吸力是慢慢降低的，當(dāng)電磁吸力和制動彈簧5的彈簧力平衡時，制動彈簧5才開始做回復(fù)運動，如圖3所示，制動彈簧5開始回復(fù)的時刻為t2，即t2時刻之后，制動彈簧5才開始回復(fù)，鼓式制動器2才開始抱閘；

(7)隨著制動彈簧5的回復(fù)，制動彈簧5的壓縮量逐漸減小，制動彈簧5施加在彈簧板11上的壓力逐漸減小，彈簧板11的應(yīng)變也逐漸減小，箔式電阻應(yīng)變片12的伸長量逐漸減小、橫截面積逐漸變大、阻值逐漸開始變小，相應(yīng)的，動態(tài)應(yīng)變儀14的輸出電流信號幅值逐漸變大，如圖3所示，在雙通道示波記錄儀15中體現(xiàn)為：t2時刻后一段時間內(nèi)，動態(tài)應(yīng)變儀14輸入電流信號的幅值逐漸增大；

(8)當(dāng)鼓式制動器2達到額定制動力矩時，制動彈簧5的壓縮量達到最小，此時制動彈簧5施加在彈簧板11上的壓力達到最小，彈簧板11的應(yīng)變達到最小，則箔式電阻應(yīng)變片12的長度達到最小、橫截面積大達到最大，其阻值達到最小，相應(yīng)的，動態(tài)應(yīng)變儀14的輸出電流信號幅值達到最大，在這之后，箔式電阻應(yīng)變片12的應(yīng)變不再發(fā)生變化，則動態(tài)應(yīng)變儀14的輸入電流的幅值也不再發(fā)生變化，如圖3所示，上述變化在雙通道示波記錄儀15中表現(xiàn)為：t3時刻，動態(tài)應(yīng)變儀14的輸入電流信號的幅值達到最大，t3時刻之后動態(tài)應(yīng)變儀14的輸入電流信號的幅值保持不變；

(9)根據(jù)鼓式制動器2的工作原理可知，當(dāng)制動彈簧5的壓縮量達到最小的時刻，就是鼓式制動器2達到額定制動力矩的時刻，即鼓式制動器2單次制動的制動響應(yīng)時間等于鼓式制動器2的電源斷開時刻到制動彈簧5的壓縮量達到最小的時刻之間的時間差，等于鼓式制動器2的電源斷開時刻到彈簧板11應(yīng)變最小的時刻之間的時間差，等于鼓式制動器2的電源斷開時刻到箔式電阻應(yīng)變片12阻值達到最小的時刻之間的時間差，等于鼓式制動器2的電源斷開時刻到動態(tài)應(yīng)變儀14的輸出電流信號幅值達到最大的時刻之間的時間差，則鼓式制動器2單次制動的制動響應(yīng)時間在雙通道示波記錄儀15中表現(xiàn)為t0時刻到t3時刻的時間差值，即時間段t4，可以直接讀取。

(10)再重復(fù)四次步驟(4)—(9)，讀取四次鼓式制動器2單次制動的制動響應(yīng)時間，最后取這五次制動響應(yīng)時間的檢測值的均值為最終鼓式制動器2的制動響應(yīng)時間。

如前所述，gb7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》規(guī)定：所有參與向制動輪或盤施加制動力的制動器機械部件應(yīng)分兩組裝設(shè)，本實施例中鼓式制動器左右兩組機械部件的制動響應(yīng)時間通過步驟(1)—(10)分別進行檢測。

gb24478-2009《電梯曳引機》中對制動器制動響應(yīng)時間的定義為制動器斷電信號到達到額定制動力矩的時間差值，本實施例以鼓式制動器2為檢測對象，利用與國標(biāo)規(guī)定等效的鼓式制動器2的電源斷開時刻到制動彈簧5的壓縮量達到最小的時刻的時間差值，即鼓式制動器2的電源斷開時刻到彈簧板11應(yīng)變最小的時刻之間的時間差，即鼓式制動器2的電源斷開時刻到箔式電阻應(yīng)變片12阻值達到最小的時刻之間的時間差，即鼓式制動器2的電源斷開時刻到動態(tài)應(yīng)變儀14的輸出電流信號幅值達到最大的時刻之間的時間差作為鼓式制動器2的制動響應(yīng)時間，從而真正意義上保證了制動器制動響應(yīng)時間檢測的精確度，最后鼓式制動器2的制動響應(yīng)時間可以通過雙通道示波記錄儀15直接讀取，為t0時刻到t3時刻的時間差值，即時間段t4。

本發(fā)明的檢測對象不限于上述實施例中的鼓式制動器2，目前的電梯制動器均為機-電式電磁制動器，都是以制動彈簧的彈簧力作為制動力的驅(qū)動力，因此本發(fā)明對于目前常用的其它電梯制動器也適用，比如塊式制動器、碟式制動器、盤式制動器等，這體現(xiàn)了本發(fā)明的普適性。