電梯緊急制動時曳引輪與鋼絲繩之間打滑原因分
1引言
電梯在正常運(yùn)行時，如突然遇到斷電、安全保護(hù)保護(hù)裝置動作等危險事件時，制動器將緊急制動使電梯減速并保持停止?fàn)顟B(tài)。電梯緊急制動通常是依靠制動輪與制動閘瓦之間的滑動摩擦力使電梯減速并直至停止，但如果電梯緊急制動時制動器產(chǎn)生的減速度超過曳引力（摩擦力）所能提供的最大減速度，曳引輪與鋼絲繩之間將產(chǎn)生滑移，并依靠曳引力所能夠提供的減速度使電梯減速并直至停止。下面就以簡化電梯模型對電梯運(yùn)行至轎廂與對重處于同一水平位置緊急制動的打滑情況進(jìn)行簡要分析。雖然轎廂與對重處于同一水平位置時鋼絲繩、補(bǔ)償鏈及隨行電纜等也可能會產(chǎn)生不平衡力矩，但考慮到補(bǔ)償鏈的作用以及此不平衡力矩較小，因此忽略鋼絲繩、補(bǔ)償鏈及隨行電纜等產(chǎn)生的不平衡力矩，并將其重量計入轎廂和對重的自重進(jìn)行分析。
2空載電梯緊急制動時打滑分析
2空載電梯緊急制動時打滑分析
空載電梯在停止時，制動器和曳引力能夠使電梯保持停止?fàn)顟B(tài)。由曳引條件可知：
ergOse（1）式中，P為轎廂自重，kg；K為電梯平衡系數(shù)，取值0.4-0.5；Q為額定載重量，kg:f為當(dāng)量摩擦系數(shù)：a為鋼絲繩在繩輪上的包角。
2.1空載電梯向下運(yùn)行時緊急制動打滑分析空載電梯以額定速度向下運(yùn)行至轎廂與對重處于同一水平位置緊急制動時（以下簡稱“空載下行緊急制動”），要使曳引輪與鋼絲繩之間不打滑，則必須滿足：
3裝載125%額定載荷的電梯向下運(yùn)行緊急制動打滑分析
4空載上行和重載下行緊急制動打滑關(guān)系
從上文可知，空載上行和重載下行緊急制動時，如果曳引輪與鋼絲繩之間不打滑，需滿足：
3裝載125%額定載荷的電梯向下運(yùn)行緊急制動打滑分析
裝載125%額定載荷的電梯在停止時，制動器和曳引力能夠使電梯保持停止?fàn)顟B(tài)。由此可知：
4125Qe（5）pFKO
（6）裝載125%額定載荷的電梯以額定速度向下運(yùn)行至轎廂與對重處于同一水平位置緊急制動時（以下簡稱
“重載下行緊急制動”），要使曳引輪與鋼絲繩之間不打滑，則必須滿足：
（9r1，2500×（gta sc？（6）PFKOOXIg-aa式中，a看下為重載下行緊急制動時制動器所產(chǎn)生的制動減速度，m/s3。
由于一般明顯大于1，且滑動摩擦系數(shù)比靜摩擦系數(shù)略小導(dǎo)致緊急制動時曳引力c也會略微降低，因此結(jié)合公式（5）可知，在電梯額定速度不太高時公式（6）有可能不成立，即重載下行緊急制動時，曳引輪與鋼絲繩之間有可能打滑，并且是否打滑取決于a我MF。a林下越大，曳引輪與鋼絲繩之間越可能打滑，如很多永磁同步驅(qū)動主機(jī)：a重制下越小，曳引輪與鋼絲繩之間越不可能打滑，如很多蝸輪蝸桿驅(qū)動主機(jī)。緊急制動時如曳引輪與鋼絲繩之間打滑，則電梯是依靠曳引力所提供的減速度使電梯減速并直至停止，且曳引力所提供的制動減速度aa級下小于a重制下。此時曳引力所提供的制動減速度a重線下滿足：
（P+1.250）×（g+an）_.a pFKOOXg aA（7）式中，重載下行緊急制動時曳引力所提供的制動減速度，m/s。
4空載上行和重載下行緊急制動打滑關(guān)系
從上文可知，空載上行和重載下行緊急制動時，如果曳引輪與鋼絲繩之間不打滑，需滿足：
（（P+KO）X（S+aM上D< efa Px（g-a28制上）
|（P+1.250）X（8+n6P< ele
（P+KQ）×（8-a下）
4.1緊急制動時制動器所產(chǎn)生減速度空載上行和重載下行緊急制動時，制動器制動時產(chǎn)生的減速度a空制上和a重制下分別為：
式中，Dy為曳引輪節(jié)園直徑，m:i為減速器傳動比；r為曳引繩的倍率：J。和J分別代表空載和裝載125%額定載荷的電梯制動軸總轉(zhuǎn)動慣量，kg.m2：n為電梯系統(tǒng)效率；MZ為制動器制動力矩，N·m。
GB/T24478-2009《電梯曳引機(jī)》的4.2.2.2規(guī)定，“曳引機(jī)的額定制動力矩應(yīng)按GB7588-2003中12.4.2.1與曳引機(jī)用戶商定，或為額定轉(zhuǎn)矩折算到制動輪（盤）上的力矩的
2.5倍”：曳引機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的定義為“額定電壓和額定頻率時，曳引機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩”。額定轉(zhuǎn)矩是基于正常運(yùn)載條件下轎廂上升運(yùn)行的力矩需求設(shè)計的，在考慮轎廂運(yùn)行阻力及啟動加速度的同時，還必須考慮轎廂即將達(dá)到超載的情況，因此曳引機(jī)額定轉(zhuǎn)矩值至少大于1.1-00xDv。在此設(shè)制動器制動力矩MZ為為2：5×（1.1-k2O3Dv制動軸總轉(zhuǎn)動慣量由電動機(jī)、曳引輪、導(dǎo)向輪、反繩輪、張緊輪、制動輪及減速機(jī)等的轉(zhuǎn)動慣量及線性運(yùn)動部件轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)動慣量組成。在上述各轉(zhuǎn)動慣量中，線性運(yùn)動部件轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)動慣量占制動軸總轉(zhuǎn)動慣量比值很大，普通電梯通常能達(dá)到90%以上，為簡化分析，在此用線性運(yùn)動部件轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)動慣量代替制動軸總轉(zhuǎn)動慣量作分析。另外由于是對電梯運(yùn)行至轎廂與對重處于同一水平位置緊急制動的打滑情況進(jìn)行簡要分析，因此可將鋼絲繩、補(bǔ)償鏈及隨行電纜等線性部件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動慣量計入轎廂和對重的轉(zhuǎn)動慣量。
因此，可將公式（9）變?yōu)椋?/span>
Dy，（2.75-3.5K）0gDy
|a空制上=一CP+KQ00X2r
4'r
"D（15-15K00gD，（10）
|a重制下一（2P+125Q+K00g。2ir因此，制動器制動時產(chǎn)生的減速度a空制上和a重制下的比值可表示為：
這倒上2.75-35K×2藥+125+K1）a重/下1.5-1.5K~25+K根據(jù)公式（11），可得圖1，圖中X軸為P/Q，取值從0.7到1.5：圖中Y軸為制動器制動時產(chǎn)生的減速度a空制上和a重制下的比值：平衡系數(shù)從0.40到0.50分別對應(yīng)著圖中從上到下的11條曲線。從圖1可知，隨著平衡系數(shù)的增大，a空制上/a重制下逐步減小；隨著P/Q的增大，a空制上/a重制下也逐步減??；a空制上/a重制下的范圍是從1.8到2.6。
5總結(jié)
從圖2、圖3和圖4可以看出：隨著平衡系數(shù)的增大，所需曳引力的比值增大：隨著P/Q的增大，所需曳引力的比值增大：隨著at的增大，所需曳引力的比值增大。當(dāng)a處于通常設(shè)計的1-3m/s3時，所需曳引力的比值基本都大于1，除了a+為1m/s、平衡系數(shù)小于0.43且轎廂自重與額定載重量之比較大時。但是隨著制動器制動能力的下降，a上下降到1m/se以下時，所需曳引力的比值將逐步下降到1以下。
因此，在絕大多數(shù)情況下，空載上行緊急制動時所需的曳引力比重載下行緊急制動時所需的曳引力大。也就是說空載上行緊急制動時比重載下行緊急制動時更加容易出現(xiàn)曳引輪與鋼絲繩之間打滑。當(dāng)重載下行緊急制動時曳引輪與鋼絲繩之間打滑，空載上行緊急制動時曳引輪與鋼絲繩之間基本會打滑，而反之則不一定出現(xiàn)。但是隨著制動器制動能力的下降，重載下行緊急制動時所需的曳引力比空載上行緊急制動時所需的曳引力大，也即重載下行緊急制動時比空載上行緊急制動時更加容易出現(xiàn)曳引輪與鋼絲繩之間打滑。
5總結(jié)
在電梯檢驗中，空載上行緊急制動時或者重載下行緊急制動時曳引輪與鋼絲繩之間經(jīng)常會打滑。且往往空載上行緊急制動時比重載下行緊急制動時曳引輪與鋼絲繩之間更加容易打滑。緊急制動時曳引輪與鋼絲繩之間打滑，說明曳引輪與鋼絲繩之間的曳引力小于支撐制動器產(chǎn)生的制動減速度所需的曳引力，轉(zhuǎn)而只能由曳引力提供一個更小的減速度，即開始滑移后的減速度，也是我們測量到的減速度。
在電梯檢驗中，如果電梯運(yùn)行記錄顯示某電梯或某型號電梯在進(jìn)行空載上行緊急制動時曳引輪與鋼絲繩之間打滑，而在本次空載上行緊急制動時曳引輪與鋼絲繩之間不打滑，說明該臺電梯的制動力下降或者曳引力發(fā)生了明顯變化，建議進(jìn)行制動試驗以驗證制動力是否符合要求，并在此基礎(chǔ)上選擇是否進(jìn)一步排查鋼絲繩、曳引輪槽、潤滑情況等是否發(fā)生了影響曳引力的明顯變化。
