老舊曳引乘客電梯減速器安全評估方法研究

李紅昌 陳志良 韓建軍 鄒杰

（1.西安市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測院，陜西 西安 710068；2 長安大學(xué)，陜西 西安 710064）

1 引言

老舊曳引乘客電梯減速器作為電梯一個(gè)重要部件， 它在控制整個(gè)電梯的速度方面起著不可替代的作用，雖然從電梯的發(fā)展形勢來看， 電梯減速器將逐漸在電梯的設(shè)計(jì)中被淘汰，而被永磁同步電機(jī)所取代，但是減速器在老舊電梯中的使用仍然占有很大的比重，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅西安市及周邊地區(qū)的電梯有95%采用的是減速器來調(diào)控電梯的速度；另外考慮到永磁同步無齒輪電梯高昂的成本，以及國內(nèi)永磁同步無齒輪電梯發(fā)展較晚，故在我國國內(nèi)，傳統(tǒng)的帶減速器的曳引電梯還將占有很大的比重，同時(shí)國內(nèi)房地產(chǎn)市場的火爆，還會(huì)刺激電梯的大量安裝與使用，而帶減速器的電梯還將會(huì)有很大的發(fā)展空間。 而減速器作為重要部件， 對老舊電梯的安全具有舉足輕重的作用。 所以對老舊電梯減速器的力學(xué)研究和故障診斷是很必要的。

2 結(jié)構(gòu)失效分析

老舊電梯減速器大多采用蝸輪蝸桿減速器， 電動(dòng)機(jī)軸通過聯(lián)軸器與蝸桿連接，通過蝸桿與蝸輪嚙合將電動(dòng)機(jī)較高的旋轉(zhuǎn)速度減少到合適的程度，進(jìn)而帶動(dòng)曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得電梯轎廂上下運(yùn)行。

電梯減速器一般包含有齒輪、滾動(dòng)軸承和軸，這些零部件失效時(shí)造成的故障會(huì)彼此影響，據(jù)統(tǒng)計(jì)，齒輪、軸和滾動(dòng)軸承產(chǎn)生的故障占減速器故障的90%以上，因此分析其主要失效形式對檢驗(yàn)檢測有重要意義。

通常減速器齒輪使用后由于制造缺陷和維護(hù)保養(yǎng)不善，會(huì)產(chǎn)生一些失效，常見失效形式有[1-2]：齒面磨損、齒面膠合和擦傷、齒面接觸疲勞、彎曲疲勞和斷齒；在減速器中軸的失效形式有：軸有嚴(yán)重的不平衡、輕度彎曲和嚴(yán)重彎曲，軸系通過聯(lián)軸器連接時(shí)存在種不對中現(xiàn)象； 在減速器中滾動(dòng)軸承的失效形式有：內(nèi)環(huán)、外環(huán)和滾動(dòng)體的點(diǎn)蝕和疲勞剝落，保持架損壞。 在減速器中，軸的失效和滾動(dòng)軸承的失效形式多數(shù)情況下也會(huì)引起齒輪的嚙合狀態(tài)變化，而表現(xiàn)為齒輪的失效。

3 評估模型建立

實(shí)際在日常的電梯檢測和維護(hù)方面， 電梯相關(guān)的工作人員通常由于各方面原因的限制，只能對電梯減速機(jī)做一些定性的檢測，包括目測其運(yùn)行狀況、辨識(shí)其工作噪聲、感受其裝置工作溫升等，而這樣的檢測與維護(hù)方法往往會(huì)顯得過于單一和不盡合理，獲得的檢測結(jié)果也很難有說服力，特別是對于老舊電梯，這樣的檢測與維護(hù)方法就顯得更為單薄、片面、不夠科學(xué)。正是基于此方面的原因，本文提出了關(guān)于老舊電梯減速安全評估的新方法。

鑒于前面分析的老舊電梯減速器零部件的失效形式以及影響其正常運(yùn)行的因素，歸結(jié)起來老舊電梯減速器的安全因素主要蝸輪蝸桿的磨損和工作溫升兩方面原因，而這些原因會(huì)在其工作時(shí)表現(xiàn)出一些現(xiàn)象，例如蝸輪蝸桿的磨損會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)、噪音和油液的質(zhì)量下降，歸納起來見下圖所示。

圖1 減速器故障分析圖

因此綜合考慮， 振動(dòng)及噪音較大和軸向竄動(dòng)可以通過振動(dòng)檢測來評估；減速箱的發(fā)熱可以通過溫升檢測評估；油液質(zhì)量的下降可以由油液檢測進(jìn)行評估。 具體內(nèi)容如表1 所示。

表1 電梯減速器評估項(xiàng)目

如表1 所示，對老舊電梯減速器進(jìn)行檢測時(shí)，分四個(gè)方面進(jìn)行，電梯運(yùn)行狀況檢測，檢測人員根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)對減速器做出一個(gè)初始的定性判斷，主要觀察減速器是否運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作正常，有無特別的雜音，在此基礎(chǔ)上對電梯減速器作進(jìn)一步的定量檢測。

零件狀況檢測，利用某些便攜式儀器、儀表對減速器各個(gè)單一的狀態(tài)參數(shù)給出某些定性和定量的分析，以確定該減速器處于一種什么樣的狀態(tài)，雖然該種檢驗(yàn)?zāi)：容^大，不能對故障進(jìn)行精密的分析，不能診斷減速箱產(chǎn)生故障的類型， 但是它可以在現(xiàn)場快捷的判斷出故障的大體部位、嚴(yán)重程度等，而對于老舊電梯減速器的安全評估來說已經(jīng)足夠[3]。

工作溫升檢測， 首先利用紅外測溫儀分別測出油箱中油液和軸承處在冷態(tài)時(shí)的溫度， 然后讓電梯正常工作一段時(shí)間（大約運(yùn)行20min）選擇減速機(jī)的軸承處或箱體中的油液為測量點(diǎn)，通過測溫儀直接獲取各測點(diǎn)處的溫度。 根據(jù)最終測出的實(shí)際工況中的溫度并結(jié)合表一中的要求，由檢測人員給出較為合理的分值。

油品檢測，抽取減速器的油樣與新油進(jìn)行質(zhì)量對比分析，由于減速器蝸輪蝸桿的磨損會(huì)導(dǎo)致油液的比重增大。 定期對使用超過10 年的老舊電梯減速機(jī)的油液進(jìn)行取樣， 每一個(gè)月進(jìn)行一次取樣，取樣時(shí)保證油液為等體積，用電子天平稱量，取樣時(shí)必須保證減速器中的油液已充分均勻，并記錄下重量。 然后在此基礎(chǔ)上建立老舊電梯的油液檔案。 根據(jù)該測量值，檢測人員給出合理的分值。

綜合以上四方面的要求， 就可以得出關(guān)于老舊電梯減速器科學(xué)合理的評估結(jié)果， 將定性檢測與定量檢測很好的融合，保證了檢測的科學(xué)性、合理性。

4 檢測結(jié)果判定

通過3 中建立的評估模型， 從四個(gè)方面對減速器進(jìn)行檢測并給出分值， 由專家組將電梯零部件評估項(xiàng)目分為A、B、C三個(gè)缺陷等級(jí)。電梯零部件按照缺陷等級(jí)評分?，F(xiàn)場評估時(shí)，若出現(xiàn)A 類缺陷等級(jí)項(xiàng)目不合格，則其余缺陷等級(jí)項(xiàng)目可不予評估，直接確定該電梯零部件實(shí)得分為0。 對于其他缺陷組合，電梯零部件具體得分率根據(jù)表2 所列評分規(guī)則協(xié)商確定。

表2 電梯零部件評分規(guī)則表

對于電梯減速器的各檢測項(xiàng)目的缺陷等級(jí)劃分如表3 所示。

a)若被檢測減速器的實(shí)得分率＜60%，則該減速器評估為“應(yīng)更換”。

b)若被檢測減速器的實(shí)得分率≥60%且＜80%，則該減速器評估為“應(yīng)大修”。

c)若被檢測減速器的實(shí)得分率≥80%，則該減速器評估為“維修后可繼續(xù)使用”。

表3 電梯減速器評估判定

5 結(jié)論

本文提出的老舊電梯減速器安全評估方法， 具有以下優(yōu)勢：

（1）克服了傳統(tǒng)的電梯檢測方法中無法定量檢測的弊端，建立了科學(xué)有效的老舊電梯減速器安全評估模型，為本行業(yè)的發(fā)展有一定的指導(dǎo)作用。

（2） 利用缺陷等級(jí)對老舊電梯減速器的檢測項(xiàng)目評估判定，提高了工作效率，有利于快速得出科學(xué)合理的評估結(jié)果。

[1]劉連昆,馮國慶,樊運(yùn)華.電梯適用技術(shù)手冊[M].北京：中國紡織出版社.1995 年8 月第1 版

[2]劉愛國,張洪學(xué),宋振木,張明生.電梯工程技術(shù)——安裝維修與故障排除[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社.2005 年3 月第1 版

[3]丁康，李巍華，朱小勇.齒輪及齒輪箱故障診斷實(shí)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005 年8 月第1 版