電梯緊急制動(dòng)時(shí)曳引輪與鋼絲繩之間打滑原因分
1引言
電梯在正常運(yùn)行時(shí)，如突然遇到斷電、安全保護(hù)保護(hù)裝置動(dòng)作等危險(xiǎn)事件時(shí)，制動(dòng)器將緊急制動(dòng)使電梯減速并保持停止?fàn)顟B(tài)。電梯緊急制動(dòng)通常是依靠制動(dòng)輪與制動(dòng)閘瓦之間的滑動(dòng)摩擦力使電梯減速并直至停止，但如果電梯緊急制動(dòng)時(shí)制動(dòng)器產(chǎn)生的減速度超過(guò)曳引力（摩擦力）所能提供的最大減速度，曳引輪與鋼絲繩之間將產(chǎn)生滑移，并依靠曳引力所能夠提供的減速度使電梯減速并直至停止。下面就以簡(jiǎn)化電梯模型對(duì)電梯運(yùn)行至轎廂與對(duì)重處于同一水平位置緊急制動(dòng)的打滑情況進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。雖然轎廂與對(duì)重處于同一水平位置時(shí)鋼絲繩、補(bǔ)償鏈及隨行電纜等也可能會(huì)產(chǎn)生不平衡力矩，但考慮到補(bǔ)償鏈的作用以及此不平衡力矩較小，因此忽略鋼絲繩、補(bǔ)償鏈及隨行電纜等產(chǎn)生的不平衡力矩，并將其重量計(jì)入轎廂和對(duì)重的自重進(jìn)行分析。
2空載電梯緊急制動(dòng)時(shí)打滑分析
2空載電梯緊急制動(dòng)時(shí)打滑分析
空載電梯在停止時(shí)，制動(dòng)器和曳引力能夠使電梯保持停止?fàn)顟B(tài)。由曳引條件可知：
ergOse（1）式中，P為轎廂自重，kg；K為電梯平衡系數(shù)，取值0.4-0.5；Q為額定載重量，kg:f為當(dāng)量摩擦系數(shù)：a為鋼絲繩在繩輪上的包角。
2.1空載電梯向下運(yùn)行時(shí)緊急制動(dòng)打滑分析空載電梯以額定速度向下運(yùn)行至轎廂與對(duì)重處于同一水平位置緊急制動(dòng)時(shí)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“空載下行緊急制動(dòng)”），要使曳引輪與鋼絲繩之間不打滑，則必須滿足：
3裝載125%額定載荷的電梯向下運(yùn)行緊急制動(dòng)打滑分析
4空載上行和重載下行緊急制動(dòng)打滑關(guān)系
從上文可知，空載上行和重載下行緊急制動(dòng)時(shí)，如果曳引輪與鋼絲繩之間不打滑，需滿足：
3裝載125%額定載荷的電梯向下運(yùn)行緊急制動(dòng)打滑分析
裝載125%額定載荷的電梯在停止時(shí)，制動(dòng)器和曳引力能夠使電梯保持停止?fàn)顟B(tài)。由此可知：
4125Qe（5）pFKO
（6）裝載125%額定載荷的電梯以額定速度向下運(yùn)行至轎廂與對(duì)重處于同一水平位置緊急制動(dòng)時(shí)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)
“重載下行緊急制動(dòng)”），要使曳引輪與鋼絲繩之間不打滑，則必須滿足：
（9r1，2500×（gta sc？（6）PFKOOXIg-aa式中，a看下為重載下行緊急制動(dòng)時(shí)制動(dòng)器所產(chǎn)生的制動(dòng)減速度，m/s3。
由于一般明顯大于1，且滑動(dòng)摩擦系數(shù)比靜摩擦系數(shù)略小導(dǎo)致緊急制動(dòng)時(shí)曳引力c也會(huì)略微降低，因此結(jié)合公式（5）可知，在電梯額定速度不太高時(shí)公式（6）有可能不成立，即重載下行緊急制動(dòng)時(shí)，曳引輪與鋼絲繩之間有可能打滑，并且是否打滑取決于a我MF。a林下越大，曳引輪與鋼絲繩之間越可能打滑，如很多永磁同步驅(qū)動(dòng)主機(jī)：a重制下越小，曳引輪與鋼絲繩之間越不可能打滑，如很多蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)主機(jī)。緊急制動(dòng)時(shí)如曳引輪與鋼絲繩之間打滑，則電梯是依靠曳引力所提供的減速度使電梯減速并直至停止，且曳引力所提供的制動(dòng)減速度aa級(jí)下小于a重制下。此時(shí)曳引力所提供的制動(dòng)減速度a重線下滿足：
（P+1.250）×（g+an）_.a pFKOOXg aA（7）式中，重載下行緊急制動(dòng)時(shí)曳引力所提供的制動(dòng)減速度，m/s。
4空載上行和重載下行緊急制動(dòng)打滑關(guān)系
從上文可知，空載上行和重載下行緊急制動(dòng)時(shí)，如果曳引輪與鋼絲繩之間不打滑，需滿足：
（（P+KO）X（S+aM上D< efa Px（g-a28制上）
|（P+1.250）X（8+n6P< ele
（P+KQ）×（8-a下）
4.1緊急制動(dòng)時(shí)制動(dòng)器所產(chǎn)生減速度空載上行和重載下行緊急制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的減速度a空制上和a重制下分別為：
式中，Dy為曳引輪節(jié)園直徑，m:i為減速器傳動(dòng)比；r為曳引繩的倍率：J。和J分別代表空載和裝載125%額定載荷的電梯制動(dòng)軸總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg.m2：n為電梯系統(tǒng)效率；MZ為制動(dòng)器制動(dòng)力矩，N·m。
GB/T24478-2009《電梯曳引機(jī)》的4.2.2.2規(guī)定，“曳引機(jī)的額定制動(dòng)力矩應(yīng)按GB7588-2003中12.4.2.1與曳引機(jī)用戶商定，或?yàn)轭~定轉(zhuǎn)矩折算到制動(dòng)輪（盤(pán)）上的力矩的
2.5倍”：曳引機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的定義為“額定電壓和額定頻率時(shí)，曳引機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩”。額定轉(zhuǎn)矩是基于正常運(yùn)載條件下轎廂上升運(yùn)行的力矩需求設(shè)計(jì)的，在考慮轎廂運(yùn)行阻力及啟動(dòng)加速度的同時(shí)，還必須考慮轎廂即將達(dá)到超載的情況，因此曳引機(jī)額定轉(zhuǎn)矩值至少大于1.1-00xDv。在此設(shè)制動(dòng)器制動(dòng)力矩MZ為為2：5×（1.1-k2O3Dv制動(dòng)軸總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量由電動(dòng)機(jī)、曳引輪、導(dǎo)向輪、反繩輪、張緊輪、制動(dòng)輪及減速機(jī)等的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及線性運(yùn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量組成。在上述各轉(zhuǎn)動(dòng)慣量中，線性運(yùn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量占制動(dòng)軸總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比值很大，普通電梯通常能達(dá)到90%以上，為簡(jiǎn)化分析，在此用線性運(yùn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量代替制動(dòng)軸總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量作分析。另外由于是對(duì)電梯運(yùn)行至轎廂與對(duì)重處于同一水平位置緊急制動(dòng)的打滑情況進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，因此可將鋼絲繩、補(bǔ)償鏈及隨行電纜等線性部件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)入轎廂和對(duì)重的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
因此，可將公式（9）變?yōu)椋?/span>
Dy，（2.75-3.5K）0gDy
|a空制上=一CP+KQ00X2r
4'r
"D（15-15K00gD，（10）
|a重制下一（2P+125Q+K00g。2ir因此，制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的減速度a空制上和a重制下的比值可表示為：
這倒上2.75-35K×2藥+125+K1）a重/下1.5-1.5K~25+K根據(jù)公式（11），可得圖1，圖中X軸為P/Q，取值從0.7到1.5：圖中Y軸為制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的減速度a空制上和a重制下的比值：平衡系數(shù)從0.40到0.50分別對(duì)應(yīng)著圖中從上到下的11條曲線。從圖1可知，隨著平衡系數(shù)的增大，a空制上/a重制下逐步減?。浑S著P/Q的增大，a空制上/a重制下也逐步減??；a空制上/a重制下的范圍是從1.8到2.6。
5總結(jié)
從圖2、圖3和圖4可以看出：隨著平衡系數(shù)的增大，所需曳引力的比值增大：隨著P/Q的增大，所需曳引力的比值增大：隨著at的增大，所需曳引力的比值增大。當(dāng)a處于通常設(shè)計(jì)的1-3m/s3時(shí)，所需曳引力的比值基本都大于1，除了a+為1m/s、平衡系數(shù)小于0.43且轎廂自重與額定載重量之比較大時(shí)。但是隨著制動(dòng)器制動(dòng)能力的下降，a上下降到1m/se以下時(shí)，所需曳引力的比值將逐步下降到1以下。
因此，在絕大多數(shù)情況下，空載上行緊急制動(dòng)時(shí)所需的曳引力比重載下行緊急制動(dòng)時(shí)所需的曳引力大。也就是說(shuō)空載上行緊急制動(dòng)時(shí)比重載下行緊急制動(dòng)時(shí)更加容易出現(xiàn)曳引輪與鋼絲繩之間打滑。當(dāng)重載下行緊急制動(dòng)時(shí)曳引輪與鋼絲繩之間打滑，空載上行緊急制動(dòng)時(shí)曳引輪與鋼絲繩之間基本會(huì)打滑，而反之則不一定出現(xiàn)。但是隨著制動(dòng)器制動(dòng)能力的下降，重載下行緊急制動(dòng)時(shí)所需的曳引力比空載上行緊急制動(dòng)時(shí)所需的曳引力大，也即重載下行緊急制動(dòng)時(shí)比空載上行緊急制動(dòng)時(shí)更加容易出現(xiàn)曳引輪與鋼絲繩之間打滑。
5總結(jié)
在電梯檢驗(yàn)中，空載上行緊急制動(dòng)時(shí)或者重載下行緊急制動(dòng)時(shí)曳引輪與鋼絲繩之間經(jīng)常會(huì)打滑。且往往空載上行緊急制動(dòng)時(shí)比重載下行緊急制動(dòng)時(shí)曳引輪與鋼絲繩之間更加容易打滑。緊急制動(dòng)時(shí)曳引輪與鋼絲繩之間打滑，說(shuō)明曳引輪與鋼絲繩之間的曳引力小于支撐制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)減速度所需的曳引力，轉(zhuǎn)而只能由曳引力提供一個(gè)更小的減速度，即開(kāi)始滑移后的減速度，也是我們測(cè)量到的減速度。
在電梯檢驗(yàn)中，如果電梯運(yùn)行記錄顯示某電梯或某型號(hào)電梯在進(jìn)行空載上行緊急制動(dòng)時(shí)曳引輪與鋼絲繩之間打滑，而在本次空載上行緊急制動(dòng)時(shí)曳引輪與鋼絲繩之間不打滑，說(shuō)明該臺(tái)電梯的制動(dòng)力下降或者曳引力發(fā)生了明顯變化，建議進(jìn)行制動(dòng)試驗(yàn)以驗(yàn)證制動(dòng)力是否符合要求，并在此基礎(chǔ)上選擇是否進(jìn)一步排查鋼絲繩、曳引輪槽、潤(rùn)滑情況等是否發(fā)生了影響曳引力的明顯變化。
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