江苏省特种设备安全监督检验研究院苏州分院 苏州 215000
摘要：研究了标准和检规对电梯紧急制动工况下曳引力和制动力的要求，分析了该工况下曳引力与制动力的联系与区别及其试验项目之间的关系，并针对制动力和曳引力的检验过程中可能出现的情况，提出了合理的判定建议。
关键词：电梯 紧急制动 曳引力 制动力
制动器是电梯最为重要的部件之一，能够使运行中的电梯在切断电源时自动把轿厢制停。电梯停止运行时，制动器应能使轿厢保持静止，位置不变。而曳引力则关系到电梯在正常运行、装卸、紧急制动、轿厢滞留等工况下的电梯的安全。
对于制动力和曳引力，TSG T7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则-曳引与强制驱动电梯》也提出了相应的试验要求，然而检规的表述方法相对简洁，而且对最终的结果判定只进行了定性的要求，导致很多检验人员对紧急制动工况下的曳引检查和125%额定载荷制动力验证不能够很好地区分，同时仅通过轿厢和驱动主机是否停止运转来判断制动力和曳引力是否达标，存在着一定的片面性。因此，有必要结合检规和标准对紧急制动工况下制动力和曳引力及两者间的关系进行讨论，希望对电梯的日常检验工作有所帮助。此外，安全钳制停轿厢或对重、作用于钢丝绳的上行超速保护装置动作等紧急制动工况和曳引力与制动力无直接关联，不在本文的讨论范围。
1 标准及安全技术规范的要求
1.1检规和标准对紧急制动工况下曳引力的要求
①GB7588-2003 9.3钢丝绳曳引应满足的三个条件中的 b)：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。
②GB7588-2003附录M2.1.2紧急制动工况下，T1/T2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，减速度不小于下面数值：
a)对于正常情况，为0.5m/s2；
b)对于使用了减行程缓冲器的情况，为0.8 m/s2。
同时还应当满足欧拉公式：
③GB7588-2003附录D D2 h)曳引检查:
1)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，试验应这样进行：
——行程上部范围内，上行，轿厢空载；
——行程下部范围内，下行，轿厢载有125％额定载重量；
④TSG T7001-2009附件A8.10项，上行制动工况曳引检查：轿厢空载以正常运行速度上行至行程上部，切断电动机与制动器供电，轿厢应当完全停止；
⑤TSG T7001-2009附件A 8.11项，下行制动工况曳引检查：轿厢装载125%额定载重量，以正常运行速度下行至行程下部，切断电动机与制动器供电，轿厢应当完全停止；
1.2 检规和标准对紧急制动工况下制动力的要求
①GB7588-2003 12.4.2.1条要求：当轿厢载有125%额定载荷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，轿厢的减速度不应超过安全钳动作或轿厢撞击缓冲器所产生的减速度。所有参与向制动轮或盘施加制动力的制动器机械部件应分两组装设。如果一组部件不起作用，应仍有足够的制动力使载有额定载荷以额定速度下行的轿厢减速下行。
②TSG T7001-2009附件A 8.13项，制动试验：轿厢装载125%额定载重量，以正常运行速度下行时，切断电动机与制动器供电，制动器应当能够使驱动主机停止运转，试验后轿厢应当无明显变形和损坏。
2对比分析
根据标准的要求，对于制动力的验证，包含着两种方法，第一种是125%额定载重量下行双臂制动，要求驱动主机必须停止运转；第二种是100%额定载重量下行单臂制动，要求能够使轿厢减速下行。两种方法对于制动力均给出了相对宽泛的要求，并无严格的数值限定，究其原因，主要是因为电梯制动是由制动闸瓦和制动轮之间产生摩擦阻力提供减速度，但制动器只能使曳引轮停止转动，而曳引轮与钢丝绳之间不是刚性连接，无法直接制停轿厢，而是通过曳引轮与钢丝绳之间的摩擦力将减速度传递给轿厢和对重。而制动力的最终评判标准是轿厢的减速度和制停距离，也就是说制动力并不是独立起作用，需要与曳引力相配合使轿厢制停。因此，对制动力设置严格的指标没有太大意义。但是，这两种试验方法实际上也给出了制动力的上下限要求，即制动力最小也要使轿厢在满载单臂制动的情况下能够减速下行，最大不能使轿厢的减速度大于1gn,实际上轿厢的减速度不可能达到这么大，要受到曳引力的限制，如果制动力过大，超出了曳引力的限制，会使钢丝绳在轮槽中打滑而发生危险，所以制动力的上限不能太大，一般要能够使轿厢制动减速度的值在曳引能力所允许的减速度的值附近。
综上所述，不难发现，紧急制动工况下制动力和曳引力既有着密不可分的联系，又有着本质上的区别，尽管它们的最终效果都是是轿厢停止。联系主要在以下几点：一是都要求电梯的减速度不应超过轿厢撞击缓冲器所产生的减速度，尽管标准上分别在各自的条款中分开进行了表述，但实际上就是要求制动力与曳引力相互协调，使轿厢的减速度在合理的范围内。制动力的最终实现要依靠曳引力，同时又受到曳引力的制约，而曳引的大小又受到制动力的影响，制动力的大小会影响轿厢的减速度，从而影响曳引力；二是曳引力和制动力均需在合理的范围，对于制动力，最大不能使轿厢的减速度大于1gn,最小也要使轿厢在满载单臂制动的情况下能够减速下行；对于曳引力，既要满足最小减速度（0.5m/s2或 0.8m/s2）的要求，也要保证滞留工况下钢丝绳能够滑移。三是试验方法类似，下行制动工况，都是轿厢装载125%额定载重量，以正常运行速度下行时，切断电动机与制动器供电。这也是大家最容易混淆的地方，实际上制动力和曳引力及其试验方法还存在着很大的不同：首先，对于曳引力的验证都需要在井道的不同位置的最不利情况或最严重制动情况下进行，而制动力的验证只需要达到额定速度，对轿厢所处的位置没有要求。其次，标准和检规对制动力的要求相对宽泛，需要满足的条件相对较少，主要是因为制动力要随着曳引力的实际大小而调整，而对曳引力的要求则比较严格，这也和摩擦传动的特性有关，电梯曳引条件设计中所能满足的加减速度是十分有限的，很少能超过0.12gn，加之需要满足不同工况的要求，曳引条件的范围实际是很窄的。此外，电梯的制动力是可调整的，可以根据每台电梯的曳引能力，设置与之相匹配的制动力，而电梯的曳引能力则是与绳槽状况、钢丝绳磨损等本质因素相关，是不能使之变化去适应制动力的。
3紧急制动工况下各项试验之间的关系
电梯紧急制动工况下的试验包括了轿厢上行超速保护试验、上行制动工况曳引检查、下行制动工况曳引检查和125%额定载荷下行制动试验。这些试验均需要依靠制动力和曳引力使轿厢停止运行或减速，但是由于载重量和速度的差异使之相互之间存在着一定的关系。对上行超速的保护的验证，完全包含了上行制动工况曳引检查，上行超速条件下，轿厢的减速度更大，曳引轮两侧拉力差更大，对曳引力的要求更高，如果此时曳引力符合要求则上行制动工况曳引检查也一定符合要求。紧急制动工况曳引检查试验，包含了对制动力的验证，但不够完全。一是因为125%额定载重量下行双臂制动，驱动主机能够停止运转并不能保证100%额定载重量下行单臂制动时，轿厢能够减速下行，二是空载上行制动情况下，是无法完全反应制动器的状况的，尽管对重和轿厢之间同样存在着重量差，曳引机工作条件类似，但是下行制动试验电梯的运行总质量增加，机构转动惯量要大得多，对制动器的要求也高得多。125%额定载荷下行制动试验，不一定能够包含下行制动工况曳引检查，这里还涉及到曳引力试验中对轿厢位置的要求。
4检验过程中应注意的点
尽管检规对制动试验和曳引检查的结果没有给出定量判断的标准，但这并不意味着轿厢可以在井道中长时间滑移，曳引轮可以在制动器动作后长时间旋转。标准实际上给出了制动力和曳引力上下限范围，通过计算能够得出具有一定参考价值的制停距离范围，只是检规尚未引入。曳引力和制动力共同决定了轿厢的制停距离，槽形摩损导致曳引力会下降，制动力也会由于环境的变化、材料的老化等有变化，对于紧急制动工况存在明显异常的电梯应当能够辨别出曳引力和制动力在哪个环节出了问题，从而提出整改意见，及时消除隐患，而不是机械地照搬检规的字面意思。通常，在紧急制动工况下，曳引轮和钢丝绳会出现表1中的几种情形，这和制动力、曳引力的大小有着一定的关系。
5结论
紧急制动工况下制动力与曳引力存在着紧密的联系，曳引轮的曳引能力制约着制动力的取值，制动力影响轿厢的减速度，从而影响制动过程的实际曳引力，实际上轿厢减速是制动器制动与钢丝绳滑移的综合结果，两者之间是一个高度非线性耦合的模型，如果制动器的制动力过大，不一定制停距离就短，因为钢丝绳容易滑移，反之，如果制动力不是太大，制停距离也不一定很长。在实际检验过程中要准确把握各项试验的特点，结合紧急制动时曳引轮与钢丝绳的制停情况，对曳引力和制动力作出正确的判定。
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[5]金琪安.关于电梯制动试验的再思考[J].中国电梯，2007，18(3):35.
论文作者:李剑晨,曹宏辉,李功宁
论文发表刊物:《防护工程》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/7
标签：曳引论文; 工况论文; 电梯论文; 制动器论文; 钢丝绳论文; 紧急论文; 载重量论文; 《防护工程》2017年第30期论文;