电梯安全部件电磁系统的可靠性设计分析论文_李伟东

摘要：电梯运行过程中，由于诸多原因导致其轿厢超速、坠落、冲顶事故并不少见。所以，为了能够确保电梯运行安全性，需要在电梯中加装上行超速保护装置。基于此，针对其保护装置的安全部件中的电磁铁可靠性进行分析与评估，具有十分重要的意义。

关键词：电梯；安全部件；电磁系统；可靠行；

电梯安全部件电磁系统，需要具有非常强的可靠性来符合电磁铁运行需求，同时还需要在进行设计过程中严格遵循电磁铁时间特性。如果其中任何一个方面出现问题，会给电梯运行带来非常大的安全隐患。任何控制系统可靠性，都需要得到其系统组成元件可靠性支持，尤其是安全部件可靠性不强，对于整个控制系统的可靠性则会形成严重影响。

1电磁铁释放可靠性理论概述

在进行电磁系统设计分析过程中，可以将可靠性技术与全局优化技术进行结合，有助于对其系统的设计以及优化。通常情况下，在进行系统组成部件物理量进行研究时，会以S来代表其部件所应力作用。比如：常见的物理量有：压力、冲击力、电压、应力、温、湿度等。在研究中部件可以承受其应力的程度可以将其理解为强度，通常会以r来进行表示。因此，可以得出应力——强度干涉模型图（如图1所示）。

是对应力会产生影响的随机量。这两者之间具有相同的量纲，所以可以将其在同一个坐标每户中表示出来。通过相关的统计分布函数性质,应力——强度两条概率密度函数想要实现相交，必须要在一个特定的条件下来完成。这种相交的情况，通常称之为干涉现象。在其相交之后会形成相应的重叠的区域(如图1阴影部分所示)。当出现干涉现象时，强度与应力的关系则为。所以，当出现干涉现象时，其安全部件极容易发生失效的问题。在所构建的模型中，出现重叠的区域，可以将其称之为干涉区。电梯安全部相关部件在进行设计时，虽然没有出现干涉现象，但由于其安全部件长期处于动载荷的长时间使用状态下，其部件的强度会在一定程度上受到影响。如图1中的t=0位置所示，产生了明显的衰减退化曲线将移动到位置。在这样的工作情况下，应力与强度的概率密度函数曲线一定会产生干涉，导致问题的发生，从而让其安全部件出现故障或者发生效问题。

在某一个时刻t的应力与强度干涉情况（如图2所示）。

上图图中横坐标所表示的应力或强度，纵坐标表示的应力与强度的概率密度,曲线f(x)、g(y)则代表应力与强度概率密度变化情况。图2中出现的阴影部分所代表的是应力与强度分布“干涉区”。在这个阴影区域中非常容易发生的问题。

通过图2所示可以得知：（1）如果工作应力与安全部件的强度产生非常大的离散,所形成的干涉则会越大，从而会导致增大其安全部件的不可靠性。(2)如果其安全部件的生产材料性能相对较好，其部分的应力会保持在一个稳定状态。从而对于两者的密度分布离散度会有效减小,其所形成的干涉区也会随之减少，其安全部件的可靠性也会随之增大。

通过以上分析后发现，安全部件可靠性的保证如果只是针对传统安全系数来进行计算并不科学。应该在此基础上对其进行可靠度计算，才能够确保其安全部件的稳定性与可靠性。电梯电磁铁释放时间主要是通过磁通衰减时间与衔铁返回运动时间来完成。但对于磁通衰减时间形成影响的因素非常多，比如：材料性勇、精度、线圈缠绕模式、电源质量等等。衔铁返回运动时间同样会受到不同因素的影响，比如：弹簧刚度、安装精密度、衔铁加工精度等等。因此，在这些影响因素的作用下，电磁系统释放时间会形成非常大的随机性。如果其安全部件专用电磁铁释放时间大于其实质的额定释放时间，其安全部件电磁系统无法完成安全装置保护作用，导致整个控制系统的不可靠性增大,对电梯的安全运行形成非常大的安全隐患。所以，电梯安全部件专用电磁铁，需要严格遵循在规定释放时间内

的释放时间设计值。通过这样的要求，可以确保电磁系统能够在释放时间为时刚能释放，让其设计出的电磁产品释放可靠度为R。

3结语

在行电梯安全部件电磁系统可行性设计分析时，需要结合可靠性理论构建应力与强度干涉模型，然后再通过构建其安全部件专用电磁系统释放可靠性数学模型来进行分析，为其安全部件的可靠性设计提供有效的参考依据，确保其部件生产的可靠性得到大幅度提升。

参考文献：

[1]孙志礼，陈良玉.实用机械可靠性设计理论与方法[M].北京:科学出版社,2003.

[2]陆俭国,苏秀苹.电器电磁系统可靠性优化设计理论与应用[M].北京:机械工业出版社,2003.

论文作者:李伟东

论文发表刊物:《科技中国》2017年11期

论文发表时间:2018/5/2

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