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浅谈电梯和自动扶梯制动系统

来源:未知作者:铭皇时间:2018-04-22关注:

   
前言
制动(brake)器是电梯和自动(automatic)扶梯最重要的部件之一,其对保障设备的安全运行起着至关重要的作用。电梯轿箱装饰专业从事电梯装潢,电梯装饰服务.公司自成立以来,已承接了数千部扶梯及乘客电梯装潢工程.依靠专业化的电梯装饰和营销方式,得到了社会各界的认可

近年来由制动器引发的恶性事故频发,制动器的安全性和可靠性引起了行业(industry)的广泛重视。

电梯行业所使用的部分制动器技术(technology)要求(不含安全防护/紧急制动器)

无齿轮曳引电梯安全技术要求在标准中有充分明确的表述

问题主要出在设计与制造,以及选用,使用维修等问题提升制动器的可靠性和寿命是解决问题的关键与北美安全规定(guī dìng)有所差异,有齿轮差异不大

自动扶梯关于制动的安全技术要求不充分,存在很严重的安全隐患制动器的自检测和智能制动对于扶梯安全十分重要。

液压电梯线性制动器:应用很少,省略

安全技术标准对制动器的技术要求
$电梯的制动系统在出现下述情况时能自动动作(action):
a)动力电源失电;
b)应为失电式机—电式(摩擦型)制动器
$机—电式制动器及在主机上设置的安全技术要求
$当轿厢载有125%额定载重量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、轿厢的减速度<1g
$所有作用在摩擦轮上,参与制动的机械部件应(至少)分两组装设。当一组失效时,另一组应仍有足够的制动力使载有额定载重量以额定速度下行的轿厢和空载以额定速度上行的轿厢减速、停止并保持停止。电磁线圈(winding)的铁心被视为机械部件,而线圈不算 。
$被制动部件应以机械方式与曳引轮或卷筒、链轮直接刚性连接。
$制动力应该由具有导向的压缩弹簧(Spring)施加
$制动闸瓦应使用不易燃材料,禁止使用带式制动
$制动器人工释放应采取持续手动操作或备用电气装置完成
$制动器控制电路的技术要求
*控制电路要与主机控制独立
*控制电路断电时,制动器要立刻动作,不得使用续流装置。为了最大化减少线圈火花的被动元件如二极管,电阻(resistance)和电容除外
*电动(electric)机的驱动力施加要优先于制动器释放
$当制动器直接作用在曳引轮或邻近部分,并被用于上行超速保护(bǎo hù )和UCMP时
*不考虑曳引力不足或失效导致的风险
*自动监测(Food Monitor)制动器的打开和关闭动作或进行制动力验证(Experimental)
*系统需要按照含有电子元件或Pessral进行型式验证
$当制动器设置在有齿轮主机的高速端时,考虑到联轴器(Coupling),减速机齿轮和轴等部件可能(maybe)的失效情况,需要再设置专用安全保护装置用于轿厢的上行超速和轿厢意外移动保护
$专用安全保护装置设置作用在
*曳引轮或邻近装置
*悬挂(钢丝绳(由钢丝、绳芯及润滑脂组成))
*滑轨(TTW guide)
$专用安全保护装置
*紧急制动器
*夹绳器
*双向安全钳和夹轨器
以上标准规定对有齿轮技术的应用是个抑制。主要目的是按照这个要求进行老旧电梯的改造。欧洲70%以上的电梯使用时间超过了20年,有齿轮系统是占绝大部分,改造市场潜力巨大
北美A17.1/B44的制动系统名词术语定义
brake, driving-machine, escalator, or moving

walk: an electro-mechanical device that is partof the electric driving machine of the escalatoror moving walk, used to apply a controlledforce to a braking surface to stop and hold theescalator/moving walk system.

braking, electrically assisted: retardation ofthe elevator, assisted by energy generated bythe driving machine motor.

brake, emergency: a mechanical device independentof the braking system used to retardor stop an elevator should the car overspeedor move in an unintended manner. Such devicesinclude, but are not limited to, those that applybraking force on one or more of the following:

(a) car rails;

(b) counterweight rails;

(c) suspension or compensation ropes;

(d) drive sheaves; and(e) brake drums.

北美A17.1/B44的制动系统要求
$制动器可以保持125%额定负载或空载轿厢静止不动

$在125%额定负载轿厢额定速度下行时,制动系统必须能够在最大1g的减速度下减速电梯

$当主机制动器失效导致上行超速或意外移动时,需要紧急制动器或安全钳制停轿厢

$在上行超速110%时,要求紧急制动器能以小于1g的减速度减速空载轿厢

$欧洲/中国vs北美

*欧洲/中国:使用冗余制动器来保障上行超速或UCM不会发生,属于预防性措施(指针对问题的解决办法)。制动器有自监测的要求,当用于安全保护时,需要对制动器进行型式检验

*北美:当主机制动器失效时,使用紧急制动器进行保护。对制动器没有自监测的要求。对紧急制动器的动作没有准确的要求,制动器没有失效时,紧急制动器仍然要施加。

变频(frequency conversion)调速电梯制动器的主要型式和工作环境
$电梯制动器的主要形式

*外抱块式制动器

*内张蹄式制动器

*盘式制动器

$电梯制动器为常闭式,摩擦型。采用涡流,磁粉(magnetic particle),液变等工作原理的非摩擦型制动器目前还未采用

$制动器的工作状态和环境

*绝大多数情况下为0速下闸保持制动器(holding brake):

*紧急制动

  (emergency stop):停电或安全(security)电路动作

*年动作频次:高层住宅楼:20~30万;

写字楼和医院:50~70万

*工作温度:0~40°C

*紧急制动时乘客安全需要考虑曳引系统的曳引力的情况

$要求:在整个寿命周期(cycle)动作可靠,制动力基本恒定,噪音低

$寿命:20年

*工作次数:500万~1000万次

$线圈设计

*100%工作制

*F级绝缘,B级使用(use)

*是否所有制动器也需要采用每组制动单元一个线圈的设计?

$制动蹄摩擦块材料的选择

*普通电梯(:半金属,树脂,陶瓷(原料:非金属矿物)

*高速梯:巨大的能量可能(maybe)使制动器抱死或失效,

优先采用陶瓷、碳(C)纤维等摩擦材料

*摩擦系数μ通常要小于0.4,太高不稳定,对污染敏感(感觉敏锐),噪音大

*选择磨损率比较低,粉末产生比较少的产品

*热衰退问题,高速梯要重视这个问题

$结构最好采用密封的形式,以增强对环境污染的抵抗能力

$制动器响应时间要短,以满足UCMP的要求

$制动间隙<0.3mm,微动开关(switch)的动作检测很困难;高温时,微动开关也容易失效

$认为打开制动器:手柄设计和辅助电源、操作控制和控制

$制动器控制器:电压;过激励;节能问题

$最好做到全寿命周期免维护,免调整

$需要编制定期检验方法和手段

$设计/选用制动器时应该对制动器进行严格的验证/测试。观光电梯装饰主要提供电梯装饰,电梯装潢,别墅电梯装修,酒店电梯装潢 轿厢装饰等。电梯装饰的解释为:对特定的建筑物或室内按照一定的思路和风格进行美化的一种活动或行业。装饰,Decoration在英文中可简写为“dec”。电梯装饰是一个汉语词汇,读音为zhuāng shì,指一般人日常生活中的化妆打扮交语速装束。装饰也有点缀,装点等意思。应该在寿命中期,0~50度的温度范围内验证/测试:

*静态和动态制动力矩

*噪音水平(Level)

*动作相应时间

电梯制动器的常见问题
$动铁心Actuator卡阻和制动表面(appearance)摩擦系数大幅度降低

$线圈烧毁和控制器故障

$由于制动器调整和维护不当导致:

*在制动器未完全打开情况下,曳引机运行导致制动器的严重磨损, 制动表面硬化或玻化。制动力降低导致轿厢的意外移动

*制动机构变形影响到施加到制动表面的力

*制动器的维保要求过度频繁,复杂,需要常常拆解维护也是很严重的问题,一旦维保不到位就会导致严重的问题

$油、灰尘等污染物进入制动表面导致制动力不足

$片面提高摩擦片摩擦系数,摩擦片选用不当或质量问题

$制动力和噪音随着使用快速变坏,性能不够稳定

$寿命太短;缺乏与主机同寿命的设计理念

$鼓式vs盘式

*盘式制动器工作表面的接触面积相对较小,散热(Cooling)性较好,制动盘的热膨胀也不会像制动鼓那样引起制动行程损失。产品具有体积小,结构简单,模块化,装设灵活简便等优点,在电梯行业得到了越来越多的应用。

提示
电梯标准中要求制动器必须采用冗余设计,以双组为例,单边制动力设计通常要设计为125%额定载荷的制动力才行,双边共同施加的制动力将是额定载荷所需制动力的250%!当紧急制停时,特别是轻载情况下,在曳引力同时也很强的情况下,制动所产生的减速度可能会对乘客产生伤害!但这个问题是标准的规定产生的,GB7588在中国已经不是通常意义的 ;标准 ;而是法规,我们必须执行!不能通过调整,减少制动力的方法控制减速度或刹车距离!否则将会导致严重的法律问题!如果对此有异议,必须先改 ;标准/法律 ;才行!
自动扶梯的制动系统
$自动扶梯事故报道大大普及了使用紧急制动按钮的常识,紧急制动的情况可能会增加
$紧急制动的难题
*需要迅速的制停以解救被机械夹带的乘客
*太快的制停会导致乘客摔倒,产生事故
*自动扶梯载荷变化巨大导致常规制动器制动产生的减速度和抖动以及制动距离很难控制
*扶梯在使用中为了均衡设备磨损或商场营销(Marketing)的需要,往往上下行扶梯的周期性交换使得常规制动器的调整更加困难
$需要智能化的制动系统,控制制停的减速度和制动距离
$制动器制动力的自检测功能
$变频驱动的智能化的停车,0速抱闸(zhá)以减少制动器的磨损