电梯有载下行制动性能的无载荷测试方法技术

一种电梯有载下行制动性能的无载荷测试方法，涉及电梯制动性能检测技术，能够对电梯空载制动过程轿厢平均减速度进行测试，并通过计算模型对电梯是否满足125％额定载荷行程下端双边下行制动性能和100％额定载荷行程下端单边下行制动性能进行判断。电梯有载下行制动性能的无载荷测试方法，建立轿厢在125％额定载荷行程下部下行双边制动情况下制动减速度为

【技术实现步骤摘要】
电梯有载下行制动性能的无载荷测试方法
本专利技术涉及电梯制动性能检测
，尤其涉及一种电梯有载下行制动性能的无载荷测试方法。
技术介绍
电梯制动性能犹如汽车的刹车性能，其对电梯安全运行所起的作用不言而喻。现行国家标准GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第12.4.2.1条规定，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。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。电梯检验法律规程TSGT7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》第8.13项关于“制动试验”的检验内容和要求为：轿厢装载125％额定载重量，以正常运行速度下行时，切断电动机和制动器供电，制动器应当能够使驱动主机停止运转，试验后轿厢应无明显变形和损坏。上述检规和国标规定了电梯的125％额定载荷双边制动(双边制动的含义为：曳引主机两个制动臂同时进行制动)要求和100％额定载荷单边制动(单边制动的含义为：曳引主机两个制动臂中其中一个进行制动)要求。电梯有载制动性能的传统检测方法需要搬运砝码进入轿厢再进行轿厢有载下行制动试验，该方法费时费力，测试不方便，效率低下，且搬运砝码过程中存在溜梯的安全隐患。因此，研究有载制动性能的无载荷测试方法一直是电梯行业研究的热点。目前，现有文献报道的关于电梯有载制动性能的无载荷检测与评估方法主要包括：外接驱动制动力检测法、空载上下行制动法、能量转换减速度计算法、多参数智能监测法、压力监测计算法、空载上行制动法等。上述几种方法主要存在以下问题：外接驱动制动力检测法通过外接变频驱动可对制动力进行监测，反应出制动能力，但计算数学模型针对特定型号的电梯，测试通用性不足；空载上下行制动法通过两次空载试验减速度对125％载荷双边制动和100％载荷单边制动减速度是否大于零进行判断，可直接与国标GB7588和检规TSGT7001对应，但是不能计算出具体的有载制动减速度数值，无法实现制动性能更深入地评估；能量转换减速度计算法通过空载上行制动减速度对125％载荷制动减速度计算时需要提前知道对重及轿厢的质量，实际获取难度较大；多参数智能监测法通过在线监测制动器抱闸间隙、温度、制动力等多个参数代入模型进行综合判断，该方法一定程度上反映了特定型号电梯的综合制动性能，但仍无法直接测试检规和标准中规定的125％载荷和100％载荷下行制动性能；压力监测计算法根据力平衡关系利用压力传感器对制动力进行间接计算，是否能够应用于其它多种不同形式制动器还有待进一步验证，且并未给出制动力的合理区间；空载上行制动法是目前行业应用较多的一种制动性能检测方法，形成的标准给出了不同额定速度下制停距离和制动减速度的合理范围，具有很好的参考价值，但该标准并没有很好地说明空载制动减速度、制停距离与检规、国标中有载下行制动减速度、制停距离间的关系，与检规对应性还不够强。因此，如何提供一种电梯有载下行制动性能的无载荷测试系统及方法，不仅能够进行电梯的空载制动试验，并且能够测得制动过程的平均减速度，进而对电梯有载下行制动性能进行检测，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题，其具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电梯有载下行制动性能的无载荷测试系统及方法，该系统能够对电梯空载制动过程轿厢平均减速度进行测试，并通过计算模型可对电梯是否满足125％额定载荷行程下端双边下行制动性能和100％额定载荷行程下端单边下行制动性能进行判断；该方法能够根据空载制动试验测得的平均制动减速度对有载制动平均减速度进行快速便捷计算。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电梯有载下行制动性能的无载荷测试系统，包括：制动减速度测量模块，所述制动减速度测量模块用于测量电梯制动过程中该电梯轿厢的平均制动减速度；制动瞬间检测模块，所述制动瞬间检测模块装配于制动执行机构，用于在制动执行机构对制动轮制动的瞬间进行检测，以获取制动执行瞬间的时刻；制动触发模块，所述制动触发模块用于控制制动器线圈失电，以触发制动执行机构对旋转的制动轮进行制动，并使与制动轮同轴的曳引轮停止转动，实现电梯轿厢的制停；主控制器，所述主控制器分别与所述制动减速度测量模块、所述制动瞬间检测模块及所述制动触发模块连接，用于控制所述制动触发模块触发电梯制动执行机构动作，并获取所述制动减速度测量模块测得的电梯轿厢减速度数据，以及所述制动瞬间检测模块检测的制动执行机构的动作瞬间信号。实际应用时，所述电梯有载下行制动性能的无载荷测试系统还包括：人机交互模块，所述人机交互模块与所述主控制器连接，用于对所述主控制器进行控制，以获取测试系统信息，实现人机交互。其中，所述人机交互模块通过显示屏、鼠标、键盘、按键或触摸屏中的任一种或多种方式对所述主控制器进行控制。具体地，所述主控制器选用PLC、个人计算机、工控机或单片机中的任一种，且所述主控制器与所述制动减速度测量模块、所述制动瞬间检测模块及所述制动触发模块之间采用有线或无线的方式进行通讯连接。进一步地，无线通讯方式采用WiFi或蓝牙，且所述主控制器与所述制动减速度测量模块、所述制动瞬间检测模块及所述制动触发模块之间分别设置有信号中转模块。更进一步地，所述制动减速度测量模块采用旋转编码器模块，所述旋转编码器模块通过测速滚轮与电梯曳引钢丝绳接触，且所述测速滚轮与所述旋转编码器模块同轴固定连接。可替代地，所述制动减速度测量模块采用加速度传感器，且所述加速度传感器置于电梯轿厢的内部。再进一步地，所述制动触发模块能够使控制柜中动力回路主继电器触点断开，并触发电梯控制系统对外输出制动命令，以使制动器的制动线圈失电，实现对制动轮进行制动。相对于现有技术，本专利技术所述的电梯有载下行制动性能的无载荷测试系统具有以下优势：本专利技术提供的电梯有载下行制动性能的无载荷测试系统中，由于制动减速度测量模块能够用于测量电梯制动过程中轿厢的平均制动减速度，制动瞬间检测模块能够用于在制动执行机构对制动轮制动的瞬间进行检测、以获取制动执行瞬间的时刻，制动触发模块能够用于控制制动器线圈失电、以触发制动执行机构对旋转的制动轮进行制动、并使与制动轮同轴的曳引轮停止转动、实现电梯轿厢的制停，主控制器能够用于获取制动减速度测量模块测得的电梯轿厢减速度数据及制动瞬间检测模块检测的制动执行机构的动作瞬间信号、以控制制动触发模块触发电梯制动执行机构动作，因此通过制动瞬间检测模块能够准确识别制动器制动瞬间的时刻、有利于提高平均制动减速度计算的准确性，通过制动触发模块能够使轿厢在指定位置自动触发制动过程，减少人为断电时对轿厢位置判断不准确的问题，并且测试时无需搬运砝码、能够实现通过三次空载制动试验对有载制动性能的快速评估，从而有效减少人力物力、提高测试效率和测试过程安全性。一种电梯有载下行制动性能的无载荷测试方法，包括以下步骤：步骤S1、建立电梯轿厢在12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电梯有载下行制动性能的无载荷测试方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1、建立电梯轿厢在125％额定载荷行程下部下行双边制动情况下减速度a125、以及在100％额定载荷行程下部下行单边制动情况下减速度a100的计算模型；/n步骤S2、根据计算模型的判断条件，进行电梯有载下行制动性能无载荷测试；/n其中，所述步骤S1具体包括以下步骤：/n步骤S11、根据偏载力矩、转动惯量建立电梯制动过程动力学模型；/n步骤S12、根据动力学模型对不同制动工况进行动力学分析；/n步骤S13、计算125％额定载荷行程下端下行双边制动减速度为

【技术特征摘要】
20201218 CN 20201150247291.一种电梯有载下行制动性能的无载荷测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、建立电梯轿厢在125％额定载荷行程下部下行双边制动情况下减速度a125、以及在100％额定载荷行程下部下行单边制动情况下减速度a100的计算模型；
步骤S2、根据计算模型的判断条件，进行电梯有载下行制动性能无载荷测试；
其中，所述步骤S1具体包括以下步骤：
步骤S11、根据偏载力矩、转动惯量建立电梯制动过程动力学模型；
步骤S12、根据动力学模型对不同制动工况进行动力学分析；
步骤S13、计算125％额定载荷行程下端下行双边制动减速度为
步骤S14、计算100％额定载荷行程下端下行单边制动减速度为
所述步骤S2具体包括以下步骤：
步骤S21、查阅资料，或进行平衡系数测试，得到被测电梯的平衡系数K；
步骤S22、操作电梯以正常运行速度从底层开始空载上行，当轿厢运行至行程中部时切断电梯电源，进而触发双边制动器执行制动操作，通过加速度测试仪器测量从制动器开始动作到电梯完全停止过程中轿厢的平均制动减速度a1；
步骤S23、操作电梯以正常运行速度从顶层开始空载下行，当轿厢运行至行程中部时切断电梯电源，进而触发双边制动器执行制动操作，通过加速度测试仪器测量从制动器开始动作到电梯完全停止过程中轿厢的平均制动减速度a2；
步骤S24、操作电梯以正常运行速度从顶层开始空载下行，当轿厢运行至行程下部时切断电梯电源，进而触发双边制动器执行制动操作，通过加速度测试仪器测量从制动器开始动作到电梯完全停止过程中轿厢的平均制动减速度a0；
步骤S25、对数据进行处理，并根据获得的平衡系数和上述三个步骤测得的三个制动减速度，判断是否满足和若符合说明电梯满足125％额定载荷下行双边制动要求，否则不满足；若符合说明电梯满足100％额定载荷下行单边制动要求，否则不满足。


2.根据权利要求1所述的电梯有载下行制动性能的无载荷测试方法，其特征在于，所述步骤S11具体包括：根据力矩平衡关系，忽略导轨摩擦力对系统的影响，可得曳引电梯在不同位置、不同运行方向、不同装载质量下制动的动力学模型：


3.根据权利要求2所述的电梯有载下行制动性能的无载荷测试方法，其特征在于，所述步骤S12具体包括：对三种电梯轿厢空载工况和两种有载工况进行制动过程动力学分析，三种空载工况分别为空载行程中部上行双边制动、空载行程中部下行双边制动、空载行程下端下行双边制动，两种有载工况分别为125％额定载荷行程下部下行双边制动工况和100％额定载荷行程下部下行单边制动工况；五种制动工况下c和x取值如下表1所示：



假设制动器双边制动力矩为M，且单边制动力矩为双边制动力矩的一半，得出五种工况制动工况下制动力矩、偏载力矩、轿厢装载量对应转动惯量如下表2所示：








4.根据权利要求3所述的电梯有载下行制动性能的无载荷测试方法，其特征在于，所述步骤S13具体包括：实际传动效率近似于100％，为简化计算过程，假设传动效率为100％，即η＝1；整理得到125％额定载荷行程下端下行双边制动的制动减速度表达式：


5.根据权利要求2所述的电梯有载下行制动性能的无载荷测试方法，其特征在于，所述步骤S11更具体包括：电梯制动过程中由于曳引轮两侧重量差将对制动轮轴心产生偏载力矩，假设偏载力矩正方向为轿厢减速运动方向，即制动时制动力矩的反方向，则偏载力矩可表示为：式中：
MP——偏载力矩，单位N·m；
x——装载系数，即轿厢装载量占额定载荷的比例；
ms1——曳引轮轿厢侧钢丝绳质量，单位kg；
mb1——曳引轮轿厢侧补偿绳质量，单位kg；
ms2——曳引轮对重侧钢丝绳质量，单位kg；
mb2——曳引轮对重侧补偿绳的质量，单位kg；
W——对重质量，单位kg；
P——轿厢质量，单位kg；
Q——额定载荷，单位kg；
D——曳引轮节圆直径，单位m；
i——曳引比，即电梯运行时钢丝绳移动速度与轿厢移动速度的比值；
r——制动轮到曳引轮的传动比，即制动轮转速与曳引轮转速的比值，对于同步电机等于1；
g——重力加速度系数，取值9.8m·s-2；
若电梯轿厢总提升高度为H，补偿绳总质量为mb，则有：
ms1＝(1-c)ms——(2)，式中：
ms——钢丝绳总质量，单位kg；
c——轿厢位置系数，无量纲，取值范围为0到1，0表示轿厢位于底层端站，1表示轿厢位于顶层端站；
曳引轮对重侧钢丝绳质量为：ms2＝cms——(3)，曳引轮轿厢侧补偿绳质量为：mb1＝cmb——(4)，式中：
mb——补偿绳总质量，单位kg；
曳引轮对重侧补偿绳的质量为：mb2＝(1-c)mb——(5)，将式(2)、式(3)、式(4)和式(5)代入式(1)可得：

偏载力矩与电梯轿厢装载质量和电梯轿厢所处位置有关，若钢丝绳和补偿绳达到理想补偿状态，则偏载力矩只与轿厢所处位置有关；
电梯制动过程中运动系统转动惯量可由两部分组成：J＝JZ+J0——(7)，式中：
J——系统总转动惯量，单位kg.m2；
J0——曳引轮、制动轮等旋转部件的转动惯量，单位kg.m2；
JZ——除曳引轮、制动轮等旋转部件以外其余直线运动部件的转动惯量，即包括轿厢、对重、轿厢中载荷、钢丝绳、补偿绳的总转动惯量，单位kg·m2；
由刚体动力学可得，直线运动物体转动惯量与质量间存在如下关系：式中：
ω——制动轮转动角速度，单位s-1；
v——轿厢运行速度，单位m.s-1；
m——轿厢、对重和载荷的总质量，单位kg；
m可表示为：m＝P+W+xQ——(9)，制动轮转动角速度与轿厢线速度关系为：将式(9)和式(10)代入式(8)可得：
GB7588附录G2.4对平衡系数的定义为“额定载...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建勋，戚政武，苏宇航，梁敏健，林晓明，杨宁祥，罗伟立，汤景升，李继承，庞慕妮，
申请(专利权)人：广东省特种设备检测研究院珠海检测院，
类型：发明
国别省市：广东;44