自動跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度檢測方法研究

摘要：電梯因長時間使用，由于共振等原因?qū)к壢菀自斐梢莆唬绊戨娞莸倪\(yùn)行舒適感;結(jié)合相關(guān)現(xiàn)存專利的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10060-2011要求，通過理論分析和結(jié)合使用環(huán)境，設(shè)計(jì)一種自動跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度檢測儀，檢測電梯導(dǎo)軌垂直度，提高電梯的使用舒適感和避免安全事故。

關(guān)鍵詞：電梯;舒適感;導(dǎo)軌;跟隨式;垂直度

0.引言

隨著我國城市化快速推進(jìn)，近十幾年電梯得到迅猛發(fā)展，電梯已然實(shí)現(xiàn)快速、安全和智能等特點(diǎn)。電梯廣泛使用和長時間運(yùn)行，根據(jù)電梯特有結(jié)構(gòu)，使用過程中導(dǎo)軌需要永久保持垂直狀態(tài);但經(jīng)歷長時間洗禮，固定導(dǎo)軌的圈梁、磚墻和支架變得不牢靠，導(dǎo)致側(cè)工作面和頂工作面發(fā)生偏移并加劇電梯的振動，電梯承運(yùn)質(zhì)量差，更有甚者電梯導(dǎo)軌脫落，導(dǎo)致特種設(shè)備安全事故發(fā)生，因此電梯導(dǎo)軌垂直度檢測變?yōu)橹匾?/p>

1.電梯導(dǎo)軌失效形式分析

電梯導(dǎo)軌的安裝方式主要包括：（1）導(dǎo)軌安裝在磚墻之上，該安裝方式在使用年限較長時，導(dǎo)軌支架鉗在墻上膨脹螺栓易脫落;（2）導(dǎo)軌安裝與圈梁之上，電梯長時間運(yùn)行，導(dǎo)軌在固定頻率下振動，螺栓容易松動，導(dǎo)致導(dǎo)軌垂直度不在規(guī)定范圍之內(nèi)，影響電梯運(yùn)行質(zhì)量;（3）導(dǎo)軌通過導(dǎo)軌支架固定在圈梁上，長時間運(yùn)行也會導(dǎo)致電梯運(yùn)行質(zhì)量較差。

導(dǎo)軌因使用年限過長，引起螺栓或者支架松動，在前期電梯因?yàn)閷?dǎo)軌輕微移位，電梯運(yùn)行質(zhì)量差，但是等到情況繼續(xù)發(fā)展，會出現(xiàn)導(dǎo)軌歪扭變形、脫落導(dǎo)軌變形導(dǎo)致電梯無法運(yùn)行，甚至出現(xiàn)支架脫落導(dǎo)致電梯事故發(fā)生。

2.導(dǎo)軌垂直度檢測裝置設(shè)計(jì)

通過研究分析電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置的相關(guān)專利，現(xiàn)存電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置基本框架如圖1所示，電梯導(dǎo)軌垂直檢測裝置設(shè)計(jì)一種支架，檢測裝置安裝于支架上，利用驅(qū)動裝置驅(qū)動手動或者自動驅(qū)動支架在導(dǎo)軌上運(yùn)行，把采集下來的數(shù)據(jù)發(fā)送到PC端運(yùn)算，利用儲存器儲存并顯示測試結(jié)果。

根據(jù)GB/T10060-2011《電梯安裝驗(yàn)收規(guī)范》要求，安裝安全鉗的導(dǎo)軌工作面相對安裝基準(zhǔn)線每5m長度內(nèi)的偏差均不應(yīng)大于0.6mm，工作面接頭處不應(yīng)有連續(xù)縫隙，局部縫隙不應(yīng)大于0.5mm，臺階不應(yīng)大于0.05mm，導(dǎo)軌位置保持精度要求高，對導(dǎo)軌垂直度檢測提出較高要求。對現(xiàn)存的電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置綜合分析和實(shí)際考量，電梯運(yùn)行期間構(gòu)造通用性和特殊性，根據(jù)電梯實(shí)際特性和使用便捷性、可操作性和檢測效率，對電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置提出設(shè)計(jì)理念：電梯在檢修狀態(tài)下運(yùn)行，電梯運(yùn)行速度較慢（不會超過0.6m/s），跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置直接安裝于轎頂上，通過檢驗(yàn)人員簡單安裝后，可以實(shí)現(xiàn)檢測導(dǎo)軌垂直度的檢測，同時兼顧兩列導(dǎo)軌頂面的偏差檢測。

跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度檢測儀原理設(shè)計(jì)如圖2中所示，以導(dǎo)軌的頂面為例，導(dǎo)軌垂直度為非垂直狀態(tài)下，導(dǎo)軌的偏差等于導(dǎo)軌上任意兩點(diǎn)之間最大偏差值，等同于以A1點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，測量其它位置Bn與基準(zhǔn)點(diǎn)A1的偏差值Ln，取上下極限偏差值的絕對值即可以得到導(dǎo)軌位置的偏差。設(shè)計(jì)一種隨行裝置，已知A1和B1垂直距離固定LA1B1（如圖2所示），可得B1與A1之間的偏差位置L1值：

當(dāng)B1與A2相重合時，B1為B2的相對基準(zhǔn)點(diǎn)，同理可得B2的垂直度相對基準(zhǔn)點(diǎn)A2偏離，偏離A2角度α2，計(jì)算LA2A3：

且A2與B1在同一個位置，可得B2相對于A1的位置偏離L2：

由于基準(zhǔn)點(diǎn)A1到B1之間之間距離較小，假設(shè)導(dǎo)軌在基準(zhǔn)點(diǎn)A1到B1之間L1內(nèi)為線性偏差，可在A1與B1之間任何位置m的偏差。A1相對A1的偏差為0，B1相對于A1的偏差為L1，可得：;;（式中：相對于A1的偏差、—表示在A1和B1之間任意位置相對于A1的偏差;相對于B1的偏差L1）。同理可以計(jì)算得到導(dǎo)軌任何位置上與基準(zhǔn)點(diǎn)的偏差。

式中：INT（n）—表示對距離A1和Bn距離的LA1Bn與LA1B1取整?！硎緦嚯xA1和Bn距離的LA1Bn與LA1B1取余?！硎驹贏1和B1之間（A1和Bn距離的LA1Bn與LA1B1取余）位置偏差距離。

跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度檢測儀原理設(shè)計(jì)需要測量導(dǎo)軌垂直度，采用激光測距儀測量軌位置。激光測距儀安裝于轎頂，與支架分開，單獨(dú)安裝通過通信線把電梯位置發(fā)送到運(yùn)算模塊上。

3.跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度檢測儀的實(shí)現(xiàn)方法

根據(jù)電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置檢測電梯導(dǎo)軌垂直度的特性，跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置基本框架與圖1基本一致，包括：支架、驅(qū)動裝置、檢測裝置、運(yùn)算、儲存、輸出。由于電梯本身可自行而上或者自下而上的運(yùn)行，可借助電梯本身的運(yùn)動，把電梯導(dǎo)軌垂直度儀快速、便捷安裝于電梯轎頂，跟隨著電梯運(yùn)行而運(yùn)行，能夠滿足全導(dǎo)軌檢測;同時利用電梯自身固有屬性，可免去其中的動力元件，減少電梯導(dǎo)軌自身因?yàn)檠b配或者運(yùn)動帶來的間接誤差，提高了檢測精度。5G手機(jī)廣泛使用，在設(shè)備上不設(shè)置傳統(tǒng)的人機(jī)交互界面，采用藍(lán)牙技術(shù)，使用APP，跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度裝置上只設(shè)置通信串口，采集來的數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙發(fā)送到手機(jī)，通過手機(jī)上的專有APP程序，利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，把采集來的數(shù)據(jù)保存到手機(jī)或者云端。跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度檢測儀突出特性：跟隨式、檢測原理、大數(shù)據(jù)計(jì)算和儲存。

4.結(jié)束語

本文根據(jù)電梯長時間使用，導(dǎo)軌容易造成錯位，通過總結(jié)電梯導(dǎo)軌安裝與失效形式，確認(rèn)自動跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度檢測方法研究。結(jié)合相關(guān)現(xiàn)存專利的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10060-2011要求，理論分析自動跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度檢測儀的設(shè)原理，設(shè)計(jì)滿足一種自動跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度檢測儀，為今后的導(dǎo)軌垂直度檢測提供一種可靠方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB/T 7588-2003）

[2]《電梯安裝驗(yàn)收規(guī)范》（GB/T 10060-2011）

[3]李醒飛.電梯導(dǎo)軌幾何誤差測試系統(tǒng)[J];中國機(jī)械工程.2005（04）71-74

[4]林建新.自動跟隨式電梯導(dǎo)軌垂直度檢測儀及其檢測方法[P]：中國，2019106878366.2019.10.25

作者簡介：林建新（1988—），男，福建連城人，學(xué)歷：碩士研究生，工程師，研究方向：流體傳動與控制。