電梯教學實訓裝置的開發(fā)與應用

李忠生

摘要：提出了集教學、實訓、考核、技能鑒定多種功能為一體的一系列電梯教學實訓裝置，解決了中等職業(yè)學校電梯技術實訓設備單一、實訓存在危險、實訓設備不能拆解、電梯相關部件動作無法實現等不足。

關鍵詞：電梯設備；實訓裝置；發(fā)明專利

一、電梯技術類課程實訓存在的問題

隨著我國國民經濟的持續(xù)發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對生活的舒適性、便利性提出了更高的要求。近年來，高層建筑成雨后春筍般迅猛發(fā)展，電梯數量急劇增加，據北京市質量技術監(jiān)督局統(tǒng)計，截至2012年底，北京市在用電梯數量已經達到了15萬臺，電梯在人們的日常生活中，占據著越來越重要的地位。電梯是特種設備，是典型的機電一體化大型工業(yè)產品，按照質監(jiān)局要求，每15天要對電梯進行一次維護保養(yǎng)，每年要對電梯進行質量檢查。電梯維護保養(yǎng)人員的責任與技術水平直接關系著乘客的安全。

通過調查發(fā)現，電梯維修保養(yǎng)企業(yè)存在著維保人員嚴重不足的情況，個別電梯維保單位甚至出現每名維保人員需要負責上百臺電梯的維護保養(yǎng)工作，電梯維保企業(yè)急需電梯維保人才，很多職業(yè)院校意識到培養(yǎng)電梯專門人才的必要性，紛紛開設相關專業(yè)，購置電梯實訓設備。

目前，各職業(yè)院校的電梯實訓設備存在著以下幾個問題：

1.真實電梯實際操作困難，重要過程不易實現。電梯是特種設備，必須持有上崗證才能進行操作。質監(jiān)部門要求，只有年滿18周歲及以上才能考取上崗證。而對于中等職業(yè)學校來說，在校學生一般都是15—18歲之間，不符合考取電梯上崗證的條件，因此，還不能操作真實電梯。同時，很多動作過程，要么對電梯損害嚴重，比如限速器—安全鉗聯(lián)動過程，要么不易觀察，比如層門—轎門配合動作過程。

2.電梯教學設備操作安全性差。與真實電梯功能、結構一致的電梯教學設備，無需質監(jiān)部門年檢，一般設計成3層3站，樓層高度較高，操作存在一定的危險，尤其在測量調整安全鉗間隙、測量抱閘間隙、測量調整曳引鋼絲繩張力等方面的操作。

3.仿真教學電梯無法實現維護保養(yǎng)操作。雖然仿真教學電梯在結構、功能方面與真實電梯一致，但是其基本上是實現電梯功能的演示、電梯結構的展示等功能，無法實現電梯維護保養(yǎng)操作，也就是說不能真正實現動手實訓。

開發(fā)一套集教學、實訓、考核、技能鑒定多種功能為一體的電梯教學實訓裝置，對于培養(yǎng)合格的電梯操作人員具有十分重要的作用。

二、電梯教學實訓裝置的開發(fā)

（一）開發(fā)理念

按照對接企業(yè)崗位、以工作過程為導向教學原則，實現集教學、實訓、技能鑒定、上崗證考核等多種功能為一體的電梯教學實訓裝置，不僅滿足在校學生的教學、實訓使用，也能滿足服務社會需求，為電梯行業(yè)特有工種職業(yè)技能鑒定、電梯操作證培訓考核等所使用，同時考慮到真實性、安全性、實用性、易操作性等原則，設計開發(fā)了包括電梯導軌安裝與調整實訓裝置、教學仿真電梯電氣裝調考評實訓系統(tǒng)、電梯限速系統(tǒng)、電梯門系統(tǒng)、電梯轎廂系統(tǒng)安裝與維修實訓裝置、電梯曳引機安裝與實訓裝置等6套電梯實訓裝置。

（二）實訓裝置結構特點

為保證安全，每套實訓裝置均加裝穩(wěn)定支撐裝置，可以靈活拆裝、組合、調整、運輸、移動；為方便操作，大多采用螺栓聯(lián)接，方便學生反復拆裝。本文著重介紹電梯導軌安裝與調整實訓裝置和教學仿真電梯電氣裝調考評實訓系統(tǒng)兩套電梯教學實訓裝置的技術方案和結構特點。

1.電梯導軌安裝與調整實訓裝置

電梯導軌是供轎廂及對重裝置，在升降運行中起導向作用的組體，主要用于調導找導，導軌與支架的安裝對整個電梯安裝質量的好壞是一個重要環(huán)節(jié)。

因此開發(fā)一種用于教學和科研目的，且針對電梯導向系統(tǒng)的安裝與維修實訓設備是十分必要的。

該實訓裝置的目的在于提供一種用于鍛煉學生掌握電梯導向系統(tǒng)的安裝與調整的技能，從而了解導軌基本結構及作用。

為了實現上述目的，該實訓裝置采用以下技術方案：

該裝置主要由導軌及框架組成，如圖1所示。其中：由橫、豎梁組成長方體形式的框架，框架兩側豎梁外分別裝設防護板，防護板內側的豎梁間，由上到下等間距設置導軌支架；框架的頂上面、沿框架長度方向設置外橫梁，垂直于外橫梁的位置，于外橫梁近兩端處設置基準線梁，框架底端相應位置也設置基準線梁，框架頂端內側設置定滑輪，框架底端設置吊裝設備支架，框架底端的橫梁上分別安裝滾輪及支撐裝置。

支撐裝置由支撐橫梁、支撐腳及轉軸組成，支撐腳通過可調高度螺桿與支撐橫梁連接。

框架與導軌、防護板螺接。

由于采用上述技術方案，該實訓裝置具有以下優(yōu)點和效果：

1）重量輕，采用簡潔型滾輪式架構，方便運輸、移動，同時加裝穩(wěn)定支撐裝置，保障安全性能；

2）框架兩側設置防護板，模擬井道壁真實環(huán)境，即可防止掉落東西，又可避免學生實訓過程中的不良習慣；

3）組件之間均采用螺栓連接，方便反復拆卸。

采用電梯導向系統(tǒng)安裝與維修實訓裝置可以進行以下項目的實訓：

1）導軌支架安裝；

2）導軌的吊裝；

3）導軌的調整。

2.教學仿真電梯電氣裝調考評實訓系統(tǒng)

電梯的電氣控制系統(tǒng)及其復雜，電梯專業(yè)的學生若要掌握電氣系統(tǒng)安裝、調試等技能需要大量現場的實習訓練，然而，現在很多學校使用的電梯實訓模型形式單一，沒有針對電梯電氣系統(tǒng)安裝、調試的仿真電梯，這樣不利于學員進行實訓，教師也不能在現場觀測學生操作是否規(guī)范，其他學生也不能現場觀摩。

因此開發(fā)一種用于教學的仿真電梯電氣裝調考評實訓系統(tǒng)?？梢员苊馍鲜霾蛔?，提供一種用于電梯、機電專業(yè)學生通過在該裝置上的實訓，使學生能夠真正學習和掌握實際電梯的電氣安裝布線、機電調整、調試、檢測及維保、排故等技能。

為了實現上述目的，該實訓裝置采用以下技術方案來實現：

該裝置主要由鋼結構井道框架、仿真電梯及監(jiān)控臺組成，如圖2所示。其中：仿真電梯設置在鋼結構井道框架內。仿真電梯設置有便于各電氣部件安裝及其電氣線路敷設的實訓操作工位。監(jiān)控臺設有遠程監(jiān)控計算機、視頻監(jiān)控錄像計算機、語音對講裝置及相應的控制開關和指示燈等。通過監(jiān)控計算機應用程序可對電梯控制系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)測及遠程運行操作控制、設置模擬故障等，還可通過視頻監(jiān)控及對講裝置對各操作工位進行視頻監(jiān)控和語音提示。

電氣控制系統(tǒng)線路敷設的導線連接全部采用導線插接式接頭，便于學生重復拆、裝操作。

由于采用上述技術方案，該實訓裝置具有以下優(yōu)點和效果：

1）通過高度仿真實現了電梯電氣系統(tǒng)現場安裝、調試、維修及考評幾乎全部的實訓內容；

2）預留了電梯各電氣裝置安裝位置和操作工位，可方便學生進行安裝、調整及導線連接；

3）可由監(jiān)控臺控制轎廂檢修速度上下運行，方便學生以轎廂為工作平臺，進行相應電氣裝置安裝、布線等操作；

4）所有電氣裝置的安裝、導線敷設與連接等均采用了實訓中利于重復拆裝結構；

5）能實現電梯的各項電氣系統(tǒng)的調整、參數設置及性能試驗的實訓教學；

6）可作為電梯電氣系統(tǒng)維修實訓載體，利于訓練學生維修保養(yǎng)相關技能；

7）通過設置電梯電氣系統(tǒng)常見故障，學生可進行故障的診斷與排除訓練；

8）轎廂箱體安裝了多組光幕，具有違章操作報警提示及切斷安全操作保護電路功能，確保實訓作業(yè)安全；

9）在關鍵位置設置了攝像裝置，將采集到的圖像信息信息實時顯示到控制臺監(jiān)視屏上及實訓室內的多媒體投影屏幕上，以利于教師監(jiān)督、考評和學生觀摩；

10）控制臺、各工位設置了語音對講裝置及揚聲器，便于教師對學生進行現場發(fā)布指令、指導與交流、違章操作警示等。

該實訓裝置可以涵蓋以下電梯實訓項目教學：

1）機房電氣設備安裝實訓，包括：主電源開關箱安裝、控制柜柜體安裝、機房內的線槽線管敷設、機房內導線與電纜敷設及連接等實訓項目；

2）井道電氣設備安裝實訓，包括：召喚、層樓數碼顯示裝置安裝、端站保護裝置安裝、層門電鎖安裝、中線盒安裝、井道內線槽敷設、線纜敷設與連接及隨行電纜等實訓項目；

3）轎廂電氣設備安裝實訓，包括：轎內操縱箱安裝、轎頂檢修盒安裝、轎頂接線盒安裝、井道傳感器安裝、門機控制器安裝及轎廂線纜敷設及連接等實訓項目；

4）底坑電氣設備安裝實訓，包括：底坑檢修盒安裝、各安全開關安裝與調整、線纜敷設與連接等實訓項目；

5）電氣控制系統(tǒng)各部分分項檢測與調整實訓；

6）電梯整機系統(tǒng)調整試運行實訓；

7）電梯整機性能實驗實訓；

8）電梯電氣系統(tǒng)維修實訓；

9）電梯常見電氣故障的設置與排除實訓；

10）電梯電氣系統(tǒng)實訓過程考評。

三、使用效果

電梯教學實訓裝置目前已應用于我校電氣運行與控制專業(yè)2010級、2011級學生實訓教學中并收到了良好的效果，體現在以下三個方面：

1.電梯上崗證考核通過率大大提高。近年來，由于電梯事故的頻繁發(fā)生，質監(jiān)部門對電梯從業(yè)人員提出了更高的要求，嚴格控制電梯從業(yè)人員尤其是電梯維修保養(yǎng)人員的上崗證通過率，目前，北京市電梯維修保養(yǎng)人員上崗證通過率在20%左右。我校電控專業(yè)2009級學生電梯維修保養(yǎng)人員上崗證一次通過率為37.4%，通過系統(tǒng)學習、培訓，尤其是通過電梯教學實訓裝置的實踐訓練，2010級學生電梯維修保養(yǎng)人員上崗證一次通過率提高到41.2%，2011級學生更是提高到59.1%。

2.頂崗實習企業(yè)滿意率大大提升。通過與三菱電梯公司、北京康華國聯(lián)機電公司、北京地鐵機電公司等電梯企業(yè)的調研發(fā)現，企業(yè)對我校電控專業(yè)學生的實際操作能力評價很高，用人單滿意率大大提升，進一步推動了校企合作、頂崗實習的步伐。

3.電梯行業(yè)專家認可度高。電梯教學實訓裝置自2012年投入使用至今，累計電梯行業(yè)特有工種技能鑒定兩次共計60人次，北京市中等職業(yè)學校電梯維修保養(yǎng)技能比賽三次，電梯維修保養(yǎng)上崗證培訓考核四次。電梯教學實訓裝置的功能、使用等方面得到了電梯行業(yè)專家的一致好評，獲得了專家們的認可。

為保護知識產權，推廣設備的使用范圍，通過申請，6套電梯教學實訓裝置全部獲得了實用新型專利。

四、結束語

通過自行研制開發(fā)電梯教學實訓裝置，大大提高了教師自身的實踐動手能力，提高了“雙師型”教師的實踐水平。自行研制開發(fā)教學實訓裝置，提高了設備的利用率，為更好的實現理實一體化教學提供了堅實的基礎，獲得實用新型專利，極大地激發(fā)了教師的創(chuàng)作熱情。

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