一種齒條式施工升降機制動力矩的測試自檢裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于升降機領(lǐng)域，涉及一種齒條式升降機，特別涉及一種齒條式施工升降 機制動力矩的測試自檢裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 建筑機械中最常用的齒條式垂直升降機是把人及建筑器材等送到所需樓層的常 用運輸設(shè)備。這種升降機的井架垂直地面固定在地基上，并通過支架和建筑墻壁固定，裝載 人及貨物的吊籠通過固定在吊籠頂端傳動板的電機帶動齒輪沿著固定的井架上的齒條來 實現(xiàn)升降工作。升降機的載重吊籠能夠停止在井架的任意位置是依靠制動器制動。制動器 的制動摩擦力矩大于重物運動時產(chǎn)生的重力扭矩時就能夠可靠制動。如果制動器的摩擦制 動力矩不夠，則升降機載重吊籠就不能夠停止在指令位置而下滑。這種由于制動力矩的不 足，后果十分嚴重，不但會產(chǎn)生溜勾下滑，甚至會導致機毀人亡。
[0003] 制動器制動力矩的測試是升降機最重要的安全措施之一。以往的對制動器制動力 矩的測試是憑操作員的經(jīng)驗來判別，如果操作員覺得制動疲軟，即不能在很短時間內(nèi)停止 吊籠，就要求更換制動器制動片。這種方法受人為因素影響大，既不可靠又不安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決齒條式升降機制動器測試依靠人為判斷，可靠性差的問 題，提供一種齒條式施工升降機制動力矩的測試自檢裝置和方法。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種齒條式施工升降機制動力矩的 測試自檢裝置，包括井架、豎直固定在井架上的齒條、吊籠以及隨吊籠升降的電機，電機輸 出軸剛性連接與齒條嚙合的齒輪，所述吊籠上方設(shè)有帶動吊籠升降的傳動板，電機設(shè)置在 傳動板上，電機上固定有制動器，傳動板上還設(shè)有監(jiān)測吊籠升降動作的位移傳感器，傳動板 和吊籠之間設(shè)有獲取吊籠重量信息的重力傳感器，吊籠上設(shè)有控制電機運行參數(shù)的變頻 器。
[0006] 作為優(yōu)選，所述吊籠上還設(shè)有控制器，所述變頻器、位移傳感器、重力傳感器均與 控制器相連。
[0007] 作為優(yōu)選，所述位移傳感器為設(shè)置在電機軸上的電機轉(zhuǎn)動傳感器或者設(shè)置在齒條 上的齒輪齒數(shù)傳感器。
[0008] -種齒條式施工升降機制動力矩的測試自檢方法，包括以下步驟： 步驟1、電機運行參考參數(shù)標定：吊籠在125%額定負載的條件下，電機驅(qū)動吊籠上行， 在最高速上行的條件下，測得變頻器的輸出頻率A、輸出電壓m、輸出電流h、及重力傳感器 信息HlLg ;在后續(xù)測試自檢中保持輸出頻率fl穩(wěn)定不變； 步驟2、升降機新裝時的制動器參考制動力矩~標定： 步驟2.1、計算吊籠重物重量所產(chǎn)生的扭矩IY與步驟1頻率fi、電壓Ui、電流ii、重力IIiLg 的函數(shù)關(guān)系:11 = 1^1版8 = ;^(;^1.111.;[1)=1^口1; 其中A1為重力扭矩轉(zhuǎn)換系數(shù)，與制動器制動盤面積、摩擦系數(shù)、彈簧壓力的有關(guān)的已 知參數(shù);kP為輸出功率pi與重力扭矩Tl之間的關(guān)系系數(shù)，pi為變頻器輸出的功率pi = Uiii; 步驟2.2、在制動的狀態(tài)下，變頻器對電機輸出反向轉(zhuǎn)矩功率，此時電機堵轉(zhuǎn)，保持輸出 頻率為h，不斷加大變頻器輸出功率，直至電機轉(zhuǎn)動傳感器檢測到轉(zhuǎn)動信號，記錄此時的變 頻器輸出電壓u2、輸出電流1 2和輸出功率pm，計算電機施加于制動器的電機堵轉(zhuǎn)扭矩
其中，km為常數(shù)，與電機的材料、結(jié)構(gòu)等有關(guān)，對于固定電機來說是固定常數(shù)； S是電機工作時的轉(zhuǎn)差比，
N為電機同步轉(zhuǎn)速，對于額定電機N = 60f1;n為電機實際轉(zhuǎn)速，電機堵轉(zhuǎn)時n = 0,此時S=I; R2是轉(zhuǎn)子內(nèi)阻;X2為堵轉(zhuǎn)時候的轉(zhuǎn)子電感量，即X2= ?L2，L2為轉(zhuǎn)子等效電感，ω =SJTf1 為變頻器提供的角頻率； 因此得到
步驟2.3、制定參考制動力矩Tr，當Tm < Tl時，取Tr = TL+Im，當Tm 2 Tl，取Tr = 2??; 步驟3、升降機每次開機時制動力矩自檢： 步驟3.1、在開機后的第一時間，使吊籠處于懸空狀態(tài)，并測得吊籠的重力信息mL'g，計 算吊籠重力扭矩TL'=kiML'g; 步驟3.2、制動器處于制動狀態(tài)，變頻器對電機輸出反向轉(zhuǎn)矩功率，此時電機堵轉(zhuǎn)，保持 輸出頻率為A，不斷加大變頻器輸出功率，直至電機轉(zhuǎn)動傳感器檢測到轉(zhuǎn)動信號，記錄此時 的變頻器輸出電壓u2'，輸出電流i 2'和輸出功率pm'，計算電機堵轉(zhuǎn)扭矩
步驟3.3、將U2 '，i2 '與分別與標定參數(shù)ui、ii比較，若是U2 '>ui、i2 ' >ii，則認定制動器合 格，否則進行步驟3.4; 步驟3.4、計算電機實際制動力矩Th = Tl ' +Tm'，與Tr對比，若Th 2 80 % Tr，則認為制動器 合格;若50 %Tr < Th < 80 % Tr，認為制動器制動力不足報警;若50 %Tr < Th，則認為制動器失 效，強制停機。
[0009] 工程應用上按照[TSGT7001-2009]規(guī)定，當?shù)趸\載有125%的額定負載并以額定速 度向下運行時，升降機突然失電時制動器應該使使電機停止轉(zhuǎn)動并使吊籠可靠停止。即制 動器必須迅速吸收此時的能量
式中:m為吊籠載重總重量;V為吊籠最大下降速度;Fh為制動器摩擦力;S為制動力做功 的距離，也即吊籠下墜距離;s = RsinQ為制動摩擦盤偏移量，Θ為制動盤的旋轉(zhuǎn)角度，Th為制 動力矩，由上可見，制動器摩擦力越大，制動力矩就越大，制動時的下墜時間越短，制動越安 全可靠。因此驗證時必須設(shè)置足夠可靠的制動力矩參考值，才能保證制動安全。
[0010]本發(fā)明以新裝制動器的最大制動力矩或者超載狀態(tài)下的吊籠重力力矩的兩倍值 為參考制動力矩，并在每次升降機開機時進行制動力矩校驗，保障升降機工作安全可靠。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明參考制動力矩標定流程圖。
[0013] 圖3是本發(fā)明升降機啟動自檢流程圖。
[0014] 圖中：1-井架，2-齒條，3-齒輪，4-吊籠，5-制動器，6-電機，7-電機轉(zhuǎn)動傳感器，8-控制器，9-變頻器，10-傳動板，11-重力傳感器。
【具體實施方式】
[0015] 下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[0016] 實施例：一種齒條式施工升降機制動力矩的測試自檢裝置，如圖1所示。本裝置包 括井架1，吊籠4,吊籠4上方設(shè)有帶動吊籠升降的傳動板10,傳動板上設(shè)有電機6,電機輸出 軸剛性連接有齒輪3,井架上固定有豎向設(shè)置的齒條2,齒輪3與齒條2嚙合，通過電機轉(zhuǎn)動帶 動齒輪在齒條上嚙合滾動實現(xiàn)吊籠升降。電機6上固定有制動器5,電機軸上還設(shè)有檢測電 機軸是否轉(zhuǎn)動的電機轉(zhuǎn)動傳感器7,傳動板和吊籠之間設(shè)有獲取吊籠重量信息的重力傳感 器11，吊籠上設(shè)有控制電機運行參數(shù)的變頻器9以及控制變頻器輸出參數(shù)的控制器8。
[0017] 齒條式施工升降機制動力矩的測試自檢方法，包括以下步驟： 步驟1、電機運行參考參數(shù)標定：吊籠在125%額定負載的條件下，電機驅(qū)動吊籠上行， 在最高速上行的條件下