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電梯曳引鋼絲繩斷股檢測裝置的設計

淺談電梯曳引鋼絲繩斷股檢測裝置的設計
1. 【摘  要】電梯曳引鋼絲繩對于電梯安全運行有至關重要作用，目前電梯安全系統對于曳引鋼絲繩損傷是沒有任何保護和檢測裝置。曳引鋼絲繩只要出現斷股情況，輕則造成電梯舒適感變差或噪音，重則造成困人事件或者損壞其它部件。本文嘗試設計一種電梯曳引鋼絲繩斷股檢測簡易裝置，此設計可以在很大程度上及時預防鋼絲繩出現斷股停梯事故，增加電梯安全檢測功能。 
【關鍵詞】曳引鋼絲繩；檢測裝置；斷股；預防 
目前電梯安全保護系統未有此類鋼絲繩保護裝置。本文所設計的裝置主要是針對鋼絲繩出現斷股或散股時，鋼絲繩會出現斷股處鋼絲外露或散股處直徑增大的情況，當這些鋼絲繩異常位置經過配置安裝在電梯上的檢測裝置時，就會觸動探測裝置上的開關部件，開關裝置就會形成電信號，經過處理后發出報警，從而提示檢測到鋼絲繩異常情況。 
一、目前鋼絲繩檢測的主要方法 
鋼絲繩并非耐用的電梯部件，更屬于易耗品，因為其長期處于受載，并反復彎曲、拉伸、摩擦等工況中，在達到其使用壽命極限時，發生鋼絲繩斷裂、磨損等情況也屬于正常現象，但能夠及時發現鋼絲繩的損傷情況，并正確的判斷鋼絲繩已達到了報廢更換標準，對于電梯的正常安全運行則非常重要。 
根據tsgt7001-2009《電梯監督檢驗和定期檢驗規則－曳引與強制驅動電梯》5.1項要求，出現以下情況必須報廢更換： 
①出現籠狀畸變、繩芯擠出、扭結、部分壓扁、彎折； 
②斷絲分散出現在整條鋼絲繩，任何一個捻距內單股斷絲數大于4根；或斷絲集中在鋼絲繩某一部位或一股，一個捻距內斷絲總數大于12根（對于股數為6的更絲繩）或大于16根（對于股數為8的鋼絲繩）磨損后的鋼絲繩直徑小于鋼絲繩工程直徑90％。采用其他類型懸掛裝置的，懸掛裝置的磨損、變形等應不超過制造單位設定的報廢指標。 
以上三種報廢情況的檢查，通常采用的方法有：觀察法、摸查法、無損探傷法等，可以有效的進行判斷和排除。 
（1）觀察法：電梯檢修慢速行使狀態下，檢查人員在轎頂對曳引鋼絲繩的整體及局部狀態進行檢查，一般可用于扭結、彎折、畸變等情況； 
（2）摸查法：電梯檢修慢速行使狀態下，檢查人員在轎頂用手（帶手套）握緊對重側曳引鋼絲繩通過手的觸覺，感覺鋼絲繩是否存在變形、扭結、彎折、斷絲、直徑變化等情況，同時還可以了解鋼絲繩的整體含油量是否充足。此種方法可以大致掌握整條鋼絲繩的質量狀態。 
（3）無損探傷法：電梯檢修慢速行使狀態下，檢查人員在機房，利用鋼絲繩探傷儀器，通過漏磁感應技術（如圖1），對鋼絲繩進行全程檢測，然后通過進行探傷曲線波形分析，輔助判斷鋼絲繩上斷絲位置。以上三種方法的結合運用，可以有效的找出曳引鋼絲繩的損傷部位，了解鋼絲繩的實際損傷情況，并采取有效的維護措施，以及時避免由于鋼絲繩問題導致的電梯發生故障事故。電梯專用鋼絲繩探傷儀可以對鋼絲繩進行探傷檢測，但這種探傷儀不是配置在電梯上，只是作為一種定期或專項檢查的工具，無法普及，也無法及時發現和排除鋼絲繩異常情況。 
二、檢測裝置的設計原理 
1、檢測裝置設計的依據。根據多起鋼絲繩斷股事故，有一個共同點，就是防跳桿被打爛或者打彎，這個力度是很大的，斷股時絕對會先出現鋼絲外露情況，外露的鋼絲繩慢慢變嚴重，然后外露鋼絲繩經過繩輪或者防跳桿纏住阻擋物，從而拉扯整股鋼絲繩造成停梯事故。所以此裝置可以在鋼絲繩完全斷股之前檢測出異常現象。 
2、檢測裝置部件構造。在曳引輪與導向輪之間的架機梁上加裝檢測裝置，裝置檢測部件主要由微動開關、觸動片以及相關輔助電路組成圖2，當鋼絲繩開始出現鋼絲繩外露，鋼絲繩經過并觸發裝置時，裝置就會報警或者亮燈，并記錄觸發次數，維保人員根據亮燈或者報警對應的樓層數檢查鋼絲繩異常情況。 
3、檢測裝置電氣構造。檢測裝置電氣構造示意圖如圖3。檢測裝置電氣部分主要由電源電路、信號處理器、顯示電路、報警電路以及檢測元件組成。各電路主要功能為： 
（1）變壓整流電路。主要把外界電源轉換為檢測裝置適用的電壓； 
（2）顯示電路。主要顯示檢測到鋼絲繩異常信號的數量； 
（3）報警電路。主要把檢測的鋼絲繩異常信號用蜂鳴器或者發光燈作報警提示； 
（4）檢測元件。主要檢測鋼絲繩異常情況的觸片開關； 
（5）信號處理器。主要對檢測的鋼絲繩異常信號進行處理和傳輸。 
4、檢測裝置動作的信號處理。當裝置檢測到鋼絲繩存在異常情況，裝置就會輸出電信號，電梯可以根據此信號判斷鋼絲繩出現損傷情況，并在運行方向的最近平層停梯，并顯示故障，提示維保人員檢查鋼絲繩；如信號不進入控制柜，也可以做成一個外置的裝置，當維保人員維保時，把裝置電源打開，在機房全程運行電梯，觀察裝置蜂鳴器或者燈亮情況，并根據相應異常樓層，停車檢查鋼絲繩。 
三、檢測裝置的影響因素 
1、鋼絲繩晃動。鋼絲繩在運行過程中會自身轉動和晃動，尤其在鋼絲繩放氣和張力調整不均的情況下最為嚴重。為避免或減少這種因素的影響，選擇把此裝置安裝在曳引輪與導向輪之間的架機梁上，對兩個繩輪間的鋼絲繩進行檢測，因為曳引輪與導向輪之間的鋼絲繩是受力繃緊的，運行過程中擺動幅度小，除非出現鋼絲繩扭曲現象，但也說明這個裝置同時可以檢測出鋼絲繩嚴重扭曲情況。 
2、鋼絲繩油泥。鋼絲繩油泥如果不是因天氣原因變硬的話，不會造成裝置誤動作，因這個力度較小，如果真要考慮這個原因，可以在開關方面做一些優化，比如增加開關阻尼作用，保證要用一定力才能觸動開關。 
3、鋼絲繩斷絲不外露。此裝置只能對斷絲外露情況進行檢測，如果鋼絲繩斷絲不外露，無論鋼絲繩損傷情況如何嚴重，裝置都無法檢測，它是這種檢測裝置最大的缺點。 
4、斷絲嚴重，損壞檢測裝置。如斷絲外露情況較嚴重，很可能撞壞檢測元件，造成檢測裝置失效。對于此情況，可以增加一個監控檢測裝置損壞失效的元件，從而達到增強檢測裝置的檢測性能。 
5、鋼絲繩彎折。如鋼絲繩無斷絲和散股現象，也可能存在因安裝不良造成的鋼絲繩彎折現象，彎折嚴重處會觸發檢測裝置。從相關標準和要求來說，彎折嚴重情況也是判斷鋼絲繩報廢的依據，因鋼絲繩彎折處是誘發鋼絲繩斷絲或散股的主要原因之一，也同時說明此裝置同樣可以對鋼絲繩彎折現象進行檢測。 
四、檢測裝置的經濟性和實用性 
1、增加電梯鋼絲繩斷股預防選配功能，提高電梯市場競爭力和功能多樣性； 
2、提前處理鋼絲繩斷股問題，避免出現困人事件發生，從而引發事態上升，造成投訴處理成本倍數增加； 
3、在售后方面，可以向客戶推薦加裝此裝置； 
4、可以加強電梯鋼絲繩維保工作的效果，及時發現鋼絲繩異常情況。 
五、總結 
針對電梯曳引鋼絲繩保護和檢測手段的缺乏，不能及時有效發現鋼絲繩異常情況，依據鋼絲繩出現斷股的特征，設計出一種鋼絲繩斷股檢測裝置，可以在很大程度上預防鋼絲繩出現斷股停梯事故，減少安全事故發生，增強電梯安全檢測性能。 
 
參考文獻 
[1]gb 8903-2005 電梯用鋼絲繩. 
[2]gb/t 5972-2006/iso 4309:1990  起重機用鋼絲繩檢驗和報廢實用規范. 
[3]tsg t7001-2009 電梯監督檢驗和定期檢驗規則－曳引與強制驅動電梯. 
 

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