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1、电梯可靠性分析本讲稿第一页，共二十九页1参考文献机械可靠性设计机械可靠性设计 刘惟性，清华版，刘惟性，清华版，1996机械概率设计与模糊设计机械概率设计与模糊设计,朱文予，朱文予，高教版，高教版，20013机械可靠性设计，陈建元，机械工业机械可靠性设计，陈建元，机械工业出版社，出版社，200242对部分电梯事故隐患的统计与分析对部分电梯事故隐患的统计与分析 王宝学王宝学，北京市顺义县特种设备检测中心北京市顺义县特种设备检测中心，2008本讲稿第二页，共二十九页1网页vhttp:/ v四大空间包括：机房部分、井道及地坑部分、轿厢部分、层站部分。v 八大系统包括：曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、
2、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统 v参见下图本讲稿第四页，共二十九页v现代电梯主要由现代电梯主要由曳引机曳引机（绞车）、导轨、（绞车）、导轨、对重对重装装置、安全装置置、安全装置(如限速器、安全钳和如限速器、安全钳和缓冲器缓冲器等等)、信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。信号操纵系统、轿厢与厅门等组成。这些部分分别安装在建筑物的井道和机房中。通常采用钢丝绳摩擦传动，钢丝绳绕过曳引轮，两端分别连接轿厢和平衡重，电动机驱动曳引轮使轿厢升降。电梯要求安全可靠、输送效率高、平层准确和乘坐舒适等。电梯的基本参数主要有额定载重量、可乘人数、额定速度、轿厢外廓尺寸和井道型式等。本讲稿第五页
3、，共二十九页本讲稿第六页，共二十九页一、乘用电梯可靠性提出的背景 近几年来，电梯安全事故频发对社会造成重大的生命财产损失。如何进一步提高电梯的安全可靠性成为急需解决的问题。本讲稿第七页，共二十九页 随机对北京市顺义县内50 部电梯,从1995 年至1997 年的技术检验情况进行了统计,结果发现:3 次电梯安全技术检验共查出事故隐患或缺陷738 条(次),平均每台每年存在近5 条(次)隐患或缺陷。主要缺陷或隐患参照劳动部电梯安全术检验大纲GB10060 93电梯安装验收规范进行统计分类的结果见表1。本讲稿第八页，共二十九页本讲稿第九页，共二十九页v在上述统计结果提及的8项重大隐患或缺陷中属于机械
4、失效问题的有以下两项：v1制动器开闸间隙超标。v2牵引钢丝绳磨损超标。本讲稿第十页，共二十九页制动器开闸间隙v电梯制动器的作用：v（1）能够使运行中的电梯在切断电源时自动把轿厢制停。v（2）电梯停止运行时，制动器应能保证在 125%的额定载荷情况下，使轿厢保持静止，位置不变。参见下图 本讲稿第十一页，共二十九页制动瓦块片与制动轮之间的间隙，是指松闸时制动块从制动轮上脱开的移动量。其大小，决定着制动器动作的快慢。间隙小间隙小，虽然制动快，但制动瓦块与制动轮很容易发生脱开时的半联动现象，使制动瓦块片（衬垫）加快磨损，制动轮温度升高，消耗动力，增加振动。间隙过大间隙过大，衔铁行程增大，电磁铁吸力减小
5、，上闸动作慢，易产生制动时的半联动现象，使制动轮与制动瓦块迅速磨损，同时制动瓦块冒烟，制动轮变色及线圈发紫，本讲稿第十二页，共二十九页本讲稿第十三页，共二十九页v制动器使用后，瓦块垫衬逐渐磨损，弹簧随之伸长，制动器产生的制动力矩逐渐减小。因此必须对制动器进行必要的调整。本讲稿第十四页，共二十九页v电梯制动器提高可靠性的方案电梯制动器提高可靠性的方案v为进一步提高电梯可靠性可在制动器上添加自动检测装置实时监测间隙大小，并提供报警指示。v进行大量统计实验确定各种制动器在不同的工况下的失效情况确定适当的人工检测的周期与设备大修期限。本讲稿第十五页，共二十九页v曳引钢丝绳是电梯重要的悬挂装置，承受着轿
6、厢和对重的全部重量，并依靠曳引轮槽的摩擦力驱动轿厢升降。在电梯运行过程中，曳引钢丝绳绕着曳引轮、导向轮或反绳轮单向或交变弯曲，会产生拉应力。所以，要求曳引钢丝绳有较高的强度和耐磨性，其抗拉强度、延伸率、柔性等均应符合GB8903的规定。正是由于曳引钢丝绳的损伤程度及承载能力直接关系到人的生命和财产的安全，在使用过程中如何对其进行正确的定期检验和润定期检验和润滑维护滑维护显得尤为关键。本讲稿第十六页，共二十九页v起重机械的总体设计不允许钢丝绳具有无限长的寿命。v产生磨损的两种情况：va.内部磨损及压坑vb.外部磨损本讲稿第十七页，共二十九页v钢丝绳提高可靠性的方案：v对电梯钢丝绳失效情况进行统计
7、学分析确定合理的保养检测时间。v对进行钢丝绳的工作情况通过监测钢丝绳电容变化予以自动记录并分析，实时掌握钢丝绳参数变化。（这一点是我自己想到的-钢丝绳直径、润滑、断丝数目等情况都会对钢丝绳电容系数产生影响）本讲稿第十八页，共二十九页a.内部磨损及压坑 v这种情况是由于绳内各个绳股和钢丝之间的摩擦引起的，特别是当钢丝绳经受弯曲时更是如此。vb.外部磨损 v钢丝绳外层绳股的钢丝表面的磨损，是由于它在压力作用下与滑轮和卷筒的绳槽接触摩擦造成的。这种现象在吊载加速和减速运动时，钢丝绳与滑轮接触的部位特别明显，并表现为外部钢丝磨成平面状。本讲稿第十九页，共二十九页v润滑不足，或不正确的润滑以及还存在灰尘
8、和砂粒都会加剧磨损。v磨损使钢丝绳的断面积减小因而强度降低。当外层钢丝磨损达到其直径的40%时，钢丝绳应报废。v当钢丝绳直径相对于公称直径减小7%或更多时，即使未发现断丝，该钢丝绳也应报废。本讲稿第二十页，共二十九页电梯安全保护装置v电梯安全钳装置是在限速器的操纵下，当电梯出现超速、断绳等非常严重的故障后，将轿厢紧急制停并夹持在导轨上的一种安全装置。他对电梯的安全运行提供有効的保护作用，一般将其安装在轿厢架或对重架上。随著轿厢上行超速保护要求的提出，现在双向安全钳有较广泛的使用。本讲稿第二十一页，共二十九页v安全钳的组成：安全钳的组成：安全钳装置是由安全钳操纵机构和安全钳体两部份组成。即安全钳
9、机构动作时，首先触动电器机构使电梯安全回路断开制停电梯，如果制动器无法制停时安全钳就会进一步动作，使电梯制停在导轨上。本讲稿第二十二页，共二十九页本讲稿第二十三页，共二十九页电梯限速器v限速器是电梯的安全保护装置：限速器是电梯的安全保护装置：它随时监测控制着轿厢的速度，当出现超速度情况时，即电梯额定速度的115%时，能及时发出信号，继而产生机械动作切断供电电路，使曳引机制动。如果电梯仍然无法制动则安装在轿厢底部的安全钳动作将轿厢强制制停。限速器是指令发出者，而安全钳是执行者。两者的共同作用才出现了安全电梯之说。本讲稿第二十四页，共二十九页本讲稿第二十五页，共二十九页电梯设计中的其他可靠性思想v
10、不能超载运行，人员超载时请主动退出。v电梯轿箱内照明和通风以及电梯轿厢顶部的电源插座和报警装置的电源线需要另设隔离电器和保护电器，其电源可从该电梯的主电源开关前取得。v一旦停电，电梯的制动器会自动制动，使电梯不能运行。本讲稿第二十六页，共二十九页v在电梯控制系统内有防超速装置（限速器，当电梯的速度超过额定速度的115%，它就会动作），此时，该装置会自动动作，使电梯减速或停止运行。v电梯在关门过程中，如果厅轿门碰到人或物，门会自动重新开启，不会伤人。因为在门上设有防夹人的开关，一旦门碰触到人或物，此开关动作使电梯不能关门，并重新开启，然后重新关门。另外，关门力是有规定的，不会达到伤人的程度。当门关到最后的时候是不会再开门的，请注意。本讲稿第二十七页，共二十九页v电梯安装、维修保养、改造单位应取得质量技术监督局核发的资格证书后，方可从事相应工作；电梯安装、维修保养、电梯操作人员均应取得特种人员操作证后，持证上岗。v当轿厢发生冲顶或者坠落时，缓冲器对电梯轿厢的冲击力产生缓解的作用，有效避免对电梯内乘客造成严重的伤害。v 电梯中都有独立通信系统，当有人员被困时便于向外界求救。本讲稿第二十八页，共二十九页 谢谢！本讲稿第二十九页，共二十九页