内蒙古赤峰市特种设备检验所 内蒙古赤峰市 024000
摘要：电梯制动器是保障电梯安全的重要部件，其性能直接影响到使用者的生命安全与否。为了保障制动器的性能，就必须对其进行试验测试，检验其性能能否满足要求以及做出相应的调整。与此同时，电梯的安全问题也越来越受重视。而曳引机电磁制动系统的能够稳定运行直接关系到电梯运行的安全，对其故障检测展开探讨具有十分重要的意义。
关键词：电梯；曳引机；故障检测
随着城镇化的快速推进，城市常住人口迅速增长，这导致城市土地供应日渐紧张，这样就导致现在的建筑向越来越高的趋势发展。既然建筑物越来越高，那么随之而来的电梯-作为高楼必备的升降设施，自然其应用也就越来越多。电梯的轿厢在导轨上运动，一般来说导轨都是竖直的，其倾角一般不大于 15 度。电梯作为一种垂直运输设备，在生活中随处可见，如写字楼、火车站、商贸公司等。在越来越多的领域得到应用，成为日常生活中必不可少的组成部分。电梯的出现给人们的日常生活带来了
一、电梯制动器的结构
在电梯系统中，其制动器选用的是电磁制动器。电磁制动器是现代工业中一种理想的自动化执行元件，在机械传动系统中主要起传递动力和控制运动等作用。具有结构紧凑，操作简单，响应灵敏，寿命长久，使用可靠，易于实现远距离控制等优点。其是一种将主动侧扭力传达给被动侧的连接器，可以据需要自由的结合，切离或制动，因使用电磁力来作动，称之电磁制动器，具有响应速度快，结构简单等优点。因而得到广泛的应用。电磁制动器的组成部件有弹簧、电磁铁、摩擦盘等。其核心结构是由电磁力与弹簧弹力相互作用，来实现制动盘的压紧与松开，进而实现制动器动作与否。在需要制动的时候，线圈失电，在弹簧弹力的作用下，摩擦盘压紧制动盘，与制动盘相互摩擦，来实现对主轴的制动作用。设备需要工作时，需要使制动器松闸，制动器的线圈中通入电流，电磁铁芯迅速磁化吸合，电磁铁被吸向磁轭，制动盘松开。设备需要停止，制动器电感线圈绕组中电流截止，电磁作用力很快消除，弹簧伸出，在其作用下，对制动盘施加压力，实现制动功能。
二、电梯曳引机电磁制动系统故障分析
从图看出，机械结构的组成分别为惯性飞轮、扭矩传感器、压紧工位、上料工位、加载电机。惯性飞轮主要用于贮藏能量，角速度上升和下降时会对能力进行吸收和释放，这是在对制动器的负载进行模拟。扭矩传感器用来检测转速随着时间变化而产生的变化和制动器制动时产生的制动力矩。压紧工位用于在制动器制动时将压紧曳引机进行固定。上料工位能够将输送曳送至检测的地方，实现上料的自动化。
1、电磁制动器分析。电磁铁产生的磁力和弹簧产生的弹力是其最为核心的结构，两种力相互产生作用来实现制动器开启和关闭。在进行制动时，线圈当中通过的电流，电磁铁会重组产生电磁力，电磁力和摩擦盘之间的摩擦会生成运动从而达到目标想要的制动效果。设备进行工作的过程中，制动器要处于松闸的状态，电流此时通过制动器的电感线圈绕组会让电磁铁产生磁化吸合，电磁铁和磁轭之间会有吸力，在吸力的作用下会松开制动盘。根据相关的物理学知识，我们不难发现，绕组中存在一定的电流，即使我们实验所用的机械设备停止运转，线圈与所缠绕的制动器之间仍然存在电流，电流的产生对磁力会产生直接的影响，磁力消失后，也就会产生动能，实现制动器的工作原理。
2、制动性能分析。弹簧为制动力矩提供动力，制动产生时，电磁线圈会将电流中断，这种情况下电磁力会消失，制动盘和摩擦盘之间由于弹簧产生的作用力保持压紧，因此，制动器的功能性能与弹簧的弹力大小有直接性的联系。电磁制动器当中，制动盘和摩擦盘之间的间隙是判断其性能的重要指标。从接触到完全开始压紧整个过程所需要的时间主要取决于弹簧的弹性系数。从中能够看出，弹簧的弹性系数、制动器间隙、制动盘间隙是否能够均匀都会对电磁制动性能的指标造成较大的影响如下。
（1）弹簧的弹性系数。制动器运行以后，电磁线圈由于未通过电流，当K系数越小，弹簧恢复形变的时间就会越长。从中能够看出，制动器的响应性能与弹簧的弹性系数具有直接影响。
（2）制动器间隙。造成弹簧压紧力的主要因素为制动器的间隙，其也能够决定制动器完全压紧时制动力矩的最大值。从力学的相关知识能够知道，当弹簧处于伸拉或者压缩的状态时，弹簧产生的压力F 与弹簧伸缩量X 以及弹性系数K 之间存在关系，表达式为：Fs=Ks·X。X 的大小取决于制动器间隙，从公式能够得知，假设弹性系数是固定的，制动器之间的间歇变大，弹簧压紧时产生的压缩量会逐渐减小。
（3）制动盘间隙。间隙摩擦不均匀，会使制动盘和摩擦盘之间接触的面积发生改变，进而对摩擦副的摩擦因数μ 产生影响，摩擦力也不会处于一个比较稳定的状态，从而使得制动器的制动力矩产生波动。
3、性能检测的方法。制动器在运行的过程中，需要摩擦盘进行摩擦，才能够开始制动工作，为了了解其性能，我们对这两者之间产生摩擦力时的摩擦系数进行检测与分析，只有将弹力系数做好相关的记录，我们就能够对制动器性能予以客观反映。接下来这对上述的性能指标进行详细分析，选取其中的关键数据进行计算，研究能够通过何种方式得出具体的性能相关指标，并分析通过怎样的处理能够检测出客观真实的制动器性能。
（1）弹性系数的特征量，决定制动器响应性能的主要因素在于弹簧的弹性水平。具体来说，弹簧力的加载时间会受到弹性系数的影响，从而使制动盘和摩擦盘之间的接触到完全压实的时间，这样就会影响到制动力矩的具体时间。因此对于弹簧弹性系数的反映，可以主要通过制动力矩曲线的上升斜率实现，通过线性回归的方式，将相关计算公式列举出来，并将关键数据代入后，就能对上升斜率进行计算。至于斜率同弹性系数之间所存在的具体关系，其数据能够对弹性系数予以准确反映。如果斜率较小，则可能导致响应时间过长，从而使制动时间大幅度延长。
（2）间隙研究，造成弹簧伸缩量改变的具体原因是间隙的大小决定，而间隙的大小会对弹簧力产生影响，最终的结果会在制动力矩中反映出来，因此间隙的大小可以根据制动力矩来进行判断。制动力矩的公式如下：
M=μdFs
三、电梯曳引机电磁制动系统实验测试
1、实验步骤
（1）在升起顶升机构时，顶升机构中会被纵向的进行传输。当落下顶升机构以后，压紧的工作位当中会被横向的输送。
（2）曳引机，通过压紧气缸的拉伸对曳引机进行测评。
（3）在整个实验中，我们开始通电后，电闸会出现断开的状态，这样转轮还存在一定的惯性，加载电机在此作用下能够继续转，并且达到我们预设的水平。
（4）将电磁制动器的线圈断掉，摩擦盘的压紧会受到弹簧的压力，这样制动盘的制动效果就会显现出来。
（5）制动力矩和转速的测量都会受到扭矩传感器的影响而产生变化。
总之，电梯能否安全运行对于人们的生命和财产安全至关重要。电梯设备中最重要的部分为曳引机，因此保持对电梯曳引机电磁制动系统的故障检测频率能够有效确保电梯的安全运行。
参考文献：
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[2]刘英杰, 武星军, 李雨泓. 电梯制动器电气控制及检验[J]. 电子制作,2014(12):75-76.
[3]刘剑, 韦松伯. 基于图像去噪的电梯曳引机故障检测[J]. 控制工程,2014,22(S1)67.
论文作者:姜来
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/20
标签：制动器论文; 弹簧论文; 曳引机论文; 电磁论文; 电梯论文; 力矩论文; 摩擦论文; 《防护工程》2019年第3期论文;