一、电梯控制技术的演变早期电梯的控制方式几乎全部采用有司机轿内开关控制,电梯的起动、运行、减速、平层、停车等判断均靠司机作出,操作起来很不方便。1894年,奥的斯公司开发了一种由层楼控制器自动控制平层的技术,从而成为电梯控制技术发展的先导。 1915年,奥的斯公司又发明了由两个电动机控制的微驱动平层控制技术,它由一个电动机专用于起动和快速运行,另一个则用于平层停车,从而得到了16∶1的减速范围,运行较为舒适,平层较准。为了解决乘客候梯时间长的矛盾,1925年出现了一种集选控制技术。它能将各层站上下方向的召唤信号和轿厢内的指令集中和电梯轿厢位置信号比较,从而使电梯合理运行,缩短了乘客候梯的时间,提高了电梯运行效率。这种技术使司机的操作大大简化,不再需要司机对电梯的运行方向和停层选择作出判断,司机仅需按层楼按钮及关闭层门按钮。这一种控制技术现在还在广泛使用,被认为是电梯控制技术的一大进步。 20世纪30年代,交流感应电动机因其价格低,制造和维修方便而广泛应用于电梯上。用改变电动机极对数的方法达到了双速控制的要求,使拖动系统结构简化,可靠性大大提高。目前我国大多数在用电梯均采用这种交流双速变极拖动控制。早期的直流拖动电梯,在发展到交单、双速拖动后,随着30年代高层建筑的发展,人们对电梯额定运行速度的要求日益提高,产生了直流调速控制的直流电动机拖动的高速电梯。这一系统从*初的开环、有级、有触点控制发展到今天的闭环、无级、无触点控制系统。这是电梯控制技术的又一次进步。 随着电子技术的发展,从20世纪60年代末到70年代初,开始发展了应用交流电动机的交流调速拖动,它从交流调压调速进而发展到变频变压调速系统。它以其突出的节能效果在一定范围内(≤4m/s)完全取代了直流拖动系统。这是目前正在大力发展的技术,被认为是电梯拖动技术的一次飞跃。 微电子技术的飞速发展使微电脑用于电梯的控制,正全面替代有触点的继电器控制方式。从而使电梯的拖动控制,信号操作及自动调度控制达到了一个新的高度。如今,微电脑的大量应用及大功率半导体元件的技术发展使得电梯控制系统日益自动化、智能化,交流调频调压技术也正向大功率、高速度方向发展。目前,这一技术的发展已使交流调速拖动的电梯速度达到了7m/s,必将逐步取代直流拖动电梯。 二、电梯技术的现状我国电梯生产的概况,我国电梯事业发展的历史较短,在新中国成立之前,只有上海、天津、北京有美国奥的斯电梯公司的维修服务站,但也只能修配电梯零件,根本不能制造电梯。新中国成立以后,自1952~1954年期间,我国先后在上海、天津、沈阳建立了三家电梯生产厂。到了60年代,又在西安、广州、北京等地先后建立了电梯厂。至1972年,全国有电梯定点生产厂家8家,年产电梯近2000台。自1978年以后,在经济增长和基建规模扩大的情况下,电梯市场在1985年完全由卖方市场支配和占领,这一形势大大刺激了电梯生产。全国各地出现了一大批中小电梯厂,至1999年,全国共有电梯生产厂家近400多家,年产电梯近3万台。电梯品种从一般载货电梯发展到乘客电梯、**乘客电梯、自动扶梯(包括小高度、中高度、大高度的单人、双人自动扶梯)和自动人行道等产品。并从1996年开始,天津、上海等电梯厂有少量产品销往国外。电梯的操纵方式也从手柄开关控制发展到按钮信号控制和集选控制,直到多台电梯的梯群控制。电梯的运行速度从0.25m/s发展到2.5m/s以上,并已由交流调速拖动全面取代了4m/s以下的直流调速拖动。
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一、电梯的起源 l.电梯结构的演变电梯是现代多层及高层建筑物中不可缺少的垂直运输设备。早在公元前1100年前后,我国古代的周朝时期就出现了提水用的辘轳,这是一种由木制(或竹制)的支架、卷筒、曲柄和绳索组成的简单卷扬机。公元前236年在古希腊,由**的科学家阿基米德制成了第一台人力驱动的卷筒式卷扬机。这些就是电梯的雏形。公元1765年,瓦特发明了蒸汽机后,英国于1835年在一家工厂里装用了一台由蒸汽机拖动的升降机。1845年,英国人阿姆斯特朗制作了第一台水压式升降机,这是现代液压电梯的雏形。由于早期升降机大都采用卷筒提升,棉麻绳牵引,断绳坠落事故时有发生,因而电梯的发展受到了安全性的考验。1852年,41岁的美国人奥的斯发明了一种安全钳,在吊索断裂时,它能将轿厢锁住在导轨上,防止下坠。从此老式升降机发生了一次重大变革。1854年,在纽约“水晶宫”展览会上,奥的斯亲自表演了安全钳的性能,他站在高高的升降机平台上,然后把吊索割断,在观众们的一片惊呼声中,平台被安全钳稳稳地咬住,奥的斯先生安然无恙地走下了平台。由此开始,电梯的防坠安全性能有了可靠的保证。 现代电梯兴盛的根本在于采用电力作为动力的来源。1831年法拉第发明了直流发电机。1880年德国*早出现了用电力拖动的升降机,从此一种称为电梯的通用垂直运输机械诞生了。尽管这台电梯从当今的角度来看是相当粗糙和简单的,但它是电梯发展史上的一个里程碑。1889年,美国纽约的“戴纳斯特”大厅内装用了第一批电梯,它们由直流电动机与蜗杆传动直接连接,通过卷筒升降电梯轿厢,速度为0.5m/s,构成了现代电梯的基本传动结构。虽然曳引式的驱动结构早在1853年已在英国出现,但当时卷筒式驱动的缺点还未被人们充分认识,因而早期电梯以卷筒强制驱动的型式居多。随着技术的发展,卷筒驱动的缺点日益明显,如耗用功率大,行程短、安全性差等等。1903年,奥的斯电梯公司将卷筒驱动的电梯改为曳引驱动,为今天的长行程电梯奠定了基础,从此在电梯的驱动方式上,曳引驱动占居了主导地位。曳引驱动使传动机构体积大大减小,而且还使电梯曳引机在结构设计时有效地提高了通用性和安全性。 从20世纪初开始,交流感应电动机进一步完善和发展,开始应用于电梯拖动系统,使电梯拖动系统简化,同时促进了电梯的普及。直至今日,世界上绝大多数速度在2.5m/s以下的电梯均采用交流电动机来拖动。20世纪30年代,美国奥的斯电梯公司采用直流发电机——电动机方式在纽约的102层摩天大楼内安装了74台电梯,其中**额定运行速度已达6m/s。西屋电器公司也于1937年在纽约70层的“洛克菲勒”中心安装了75台电梯,其中**额定运行速度达7m/s。
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随着社会的发展,人们的财富不断累积,消费观念逐渐转变,对居住环境要求也越来越高。家用电梯进入了人们的生活,市场需求越来越大。20世纪90年代,我国电梯企业开始关注家用电梯市场,迅速发展起来。当时,由于没有统一的行业标准,家用电梯产品良莠不齐,质量难以保证,市场亟待规范。2008年10月,国家出台GB/T21739-2008《家用电梯制造与安装规范》,标准从保护人员和设备的角度出发制定家用电梯制造与安装规范,以降低与使用、维修或紧急操作相关的危险。此规范填补了我国相关产品标准的空白,还使电梯制造和安装能够做到有法可循,有法可依,为电梯购买者、使用者的提高了安全保障。 用户理性选择电梯产品,对家用电梯市场的良性发展有着积极的意义。消费者选择电梯时需要注意以下几个方面:首先要选对电梯品牌,不能一味的以价格为导向,价格低廉,物不一定美;其次,在购买和安装电梯时能积极的与制造商和安装方沟通。电梯的好坏不仅取决于电梯本身的品质,还取决于电梯的安装。因此选择一个技术过硬的安装方也是很有必要的;再次,电梯的日常维护和保养也是很重要的,应该多听取制造商的对电梯维护和保养的建议。可以要求制造商进行一些电梯使用、维护和保养的培训和指导。
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世界电梯巨头奥的斯,明显强化了对于中国产品的管理。 从今年2月上任以来,奥的斯总裁巴兰达已两赴中国进行监督。在*近这次来华时,巴兰达特向记者承诺,今年至少还要再来两次。 作为全球**的电梯市场,中国对于奥的斯的意义显而易见。早在1900年,奥的斯便与中国结缘。中国首部电梯就是奥的斯生产并安装在上海和平饭店的。 不过,在百余年后的今天,特别是北京地铁4号线扶梯事故之后,奥的斯屡屡因为安全问题遭受质疑。 再次谈起这些电梯事故,巴兰达说,“OETY欧亿体育 对受到影响的相关人士表达深深歉意。奥的斯公司在1853年由奥的斯先生设立,一个基石性原则就是安全。作为一家老牌企业,OETY欧亿体育 会竭尽所能,确保类似事故不再发生”。进行3000次质量审查 新增600名维保技师 到任的4个月里,巴兰达对奥的斯在中国的运营情况进行了分析。 在接受记者采访时,巴兰达说,奥的斯在两方面需要改进,第一就是“加强在供应链上的质量控制”。 去年7月7日,北京市政府新闻办在“北京地铁4号线电扶梯事故处理情况”通报会上称,事故原因为“固定零件损害,驱动主机发生偏移,驱动链条脱落,造成扶梯下滑”。 对于事故中的设计缺陷问题,巴兰达认为,很大程度在于供应链上的质量把控不严。 根据零部件本身的特点,以及对于安全的重要性,巴兰达表示,奥的斯正在既有供应商审查体系基础上,更新供应商审查的频率要求。 “这意味着在今年内奥的斯将对供应商进行3000多次质量审查。”巴兰达表示,“奥的斯提高了专门检查供应商质量的工程师人数,增长比例达到30%,今年末将达100人”。 对于事故的第二个原因,巴兰达认为是维护保养不到位。 在事故发生后,奥的斯加强了对于维修技师的培训,以确保全球标准的维保服务能被正确执行,“OETY欧亿体育 认命了一位在工地现场运营方面有40年经验的专家,担当工地运营部长。同时,新增了600名维保技师。” 针对维保技师队伍,巴兰达表示,“奥的斯制定了一个包括12门科目的培训项目。OETY欧亿体育 把在工地现场来进行内部审核的专业人员数量增加了3倍,他们将负责审查维修技师在工地现场的维保工作是否符合标准”。 加大中国公司各项投入 组建***研发中心 过度重视规模扩张,导致产品研发滞后,这是业内不少人对奥的斯在中国的看法。 对于这一点,巴兰达不置可否。不过,他明确表示,“奥的斯加快了中国市场的战略升级。” “去年底开始,奥的斯进行了新一轮人员调整。”巴兰达说,曾在多个地区担任运营总监、总裁职务的汤伟明,调任中国区域总裁;曾任奥的斯全球质量、安全和工地运营管理副总裁的腾逸博,调任奥的斯电梯(中国)投资有限公司总裁。 “OETY欧亿体育 在中国的团队具备丰富的经验,这能帮助奥的斯中国公司协调和共享全球范围内的优秀经验。”巴兰达介绍,“中国区域升级为奥的斯全球六大业务区之一。中国区域总裁直接向我汇报。” 面对电梯事故频发的现实,巴兰达坦言,这也促使奥的斯加大了在中国的各项投入,“这也使得中国公司有能力研发世界水平的产品”。 目前,奥的斯已经在上海建成了一个***的高速梯研发中心,“有100名来自全球各地的技术专家在这里工作,他们在奥的斯工作的平均时间超过了20年”。 “奥的斯还在中国落成了电子部件中心,不光要设计电梯所需的电子部件,还要支持全球电子部件的采购。”巴兰达说,为了加强在中国的研发能力,“奥的斯在中国的工程师增至500名。” 为了保证电梯的质量和安全,巴兰达介绍,“从今年起奥的斯确立了质量评估的周例会。周例会由汤伟明先生领导和主持,以便对有关质量和安全的情况作出快速有效的响应。
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电梯安装质量核验中常见问题 在电梯安装阶段,进行现场综合调试和对电梯安装质量的全面检查,是保证电梯安全可运行的一项 极其重要工作。每部电梯安装完成后,均应按GB 10060-93《电梯安装验收规范》所规定的59项要求逐项 检查。现提出电梯安装质量核验中经常遇到的几个问题,希望引起大家的重视。 1、上极限保护开关的安装位置与对重装置越程的配合及试验 电梯冲顶与蹾底是电梯运行故障之一,虽不常见,但一旦发生,为确保电机能及时停下来,GB7588-1995《电梯制造与安装安全规范》规定,电梯应设极限开关。由于其对安装位置没有明确规定,形成了不同厂家的产品有不同的设计安装要求。现行GB 10060-93验收规范第4.6.5条上下极限动作试验规定:设在井道上下两端的极限位置保护开关,它应在轿厢或对重接触缓冲器前起作用,并在缓冲器被压缩期间保持其动作状态。这里强调在接触缓冲器前起作用,其目的是要求在缓冲器被压缩前切断电机供电,抱闸闭合,以确保轿厢止停。第4.5.1条又规定:轿厢在两端站平层位置时,轿厢、对重装置的撞板与缓冲器顶面间的距离(这里用S1、S2表示),耗能型缓冲器应为150~400mm,蓄能型缓冲器应为200~350mm。如单就这一检验项目来说,现场安装阶段达到要求应该是很容易的。但由于曳引绳的不断伸长,S2在不断减小。当S2减小到一定程度后,加上上极限开关安装位置相对不够合理,则必然出现不能满足4.6.5条要求的情况。造成因对重已压缓冲器(指蓄能型缓冲器),且平衡了轿厢的重量,轿厢不再上升,而电机仍在转动,引起曳引绳在曳引轮槽中打滑,损坏了设备。否则,就必须加大日常保养工作量,重复调整曳引绳来避免设备损坏。为此,OETY欧亿体育 建议:在安装阶段,在对重装置已安装2~3个调整垫的基础上,S2的值应尽量取上限。而上极限开关的安装位置,对于耗能型缓冲器,宜不大于150mm,对于蓄能型缓冲器宜不大于200mm。这也符合GB 7588-1995第10.5.1条“电梯应设有极限开关,并应设置在尽可能接近端站时起作用而无误动作危险的位置上”的规定。上下极限动作试验是GB 10060-93中15个重要检验项目之一,是具有一票否决的项目,它直接影响到乘客和设备的安全。现场试验的方法应以检修速度,点动向上和向下运行,极限开关应动作可*,并考核与缓冲器安装匹配。当由于导轨接头或导轨架安装等原因,影响极限开关的安装位置时,也应设法完全满足规范要求。 2、电梯运行试验 GB10060-93第4.6.7条规定了电梯运行试验,规定:轿厢分别以空载、50%额定载荷和额定载荷三种工况,并在通电持续率40%情况下,到达全行程范围,按120次/h,每天不少于8h,各起、制动运行1 000次,电梯应运行平稳、制动可*,连续运行无故障。但在现场质量核验和核查资料中常发现如下问题。2.1 试验工况不符合规范要求电梯运行试验应分别在3种工况条件下进行。其中空载运行试验和满载运行试验是规范规定的2种重要工况条件下的试验。是为了考核轿厢与对重在这2种工况条件下的平衡、电梯的制动是否可*、 电梯的平层准确度等性能。现场发现常忽略了空载和满载工况的要求,或以20%、80%的额定载荷替代,或根本不考虑工况条件,这样做均是不符合要求的。 2.2 电梯的起、制动运行频率不符合要求 规范规定按120次/h,每天不少于8h,各起、制动1 000次,按这样的起、制动频率,此项试验一般应在3天内完成。但从安装企业的自检资料中OETY欧亿体育 发现,此项试验持续了4天、5天,甚至更长的时间,但运行次数并未增加。这样做大大降低了试验的严酷度,也达不到考核电梯连续运行能力的目的。2.3 没有做到连续运行无故障 “连续运行无故障”即在连续运行的3 000次中不能出现故障。若试验中出现了故障,应在排除故障后重新试验,即从零开始计数而不能排除故障后继续原来的试验。电梯运行试验是在指定试验条件下进行的,有特定的试验目的,属于GB 10060-93中15个重要的检查项目之一。无论电梯调试过程中和验收前运行了多少次,均不能代替此项试验。3 电梯平衡系数试验 电梯平衡系数是关系到电梯运行性能和驱动装置输出功率大小的一个重要参数。电梯安装后,由于材料的误差或轿厢可能改变了装饰,实际的轿厢重量将会偏离设计值。因此,电梯在试运行之前,必须测定平衡系数,以保证符合设计要求。进行平衡系数试验时,载荷应当用砝码,当不具备条件而用其他重物代替时,应将重物分别称重,而不能估算重量。如用袋装水泥做载荷,只凭包装袋上所标的重量计算载重量,或以人做载荷,*估算人的体重来计算载重量,这样的做法都是不规范的。平衡系数的确定通常采用绘制电流-负载曲线,以向上、向下运行曲线的交点来确定。GB 10060-93第4.6.1条规定了平衡系数应为40%~50%。为使曲线比较准确,应在40%和50%的额定载荷及周围取点。根据GB/T 10059-1997《电梯试验方法》第5.1.1条“对平衡系数, 宜在轿厢以空载和额定载重量的25%、40%、50%、75%、100%、110%时作上、下运行,当轿厢与对重运行到同一水平位置时,记录电流、电压及转速的数值。”的规定,结合现场的实际工作量,建议取25%、40%、50%、75%的额定载荷来绘制电流-负载曲线,*终确定平衡系数的大小。但是有的试验人员,常忽略了40%的额定载荷,而用空载、25%、50%、75%、100%的额定载荷绘制曲线,这样得到的平衡系数相对40%~50%的规定值来说误差较大,这也是GB/T 10059-1997相对GB 10059-88的改动之一。 4、部件尺寸的配合或安装位置不合理 电梯作为垂直运输工具,不仅要确保正常工作时乘客和设备的安全,更要考虑长期使用以及发生不正常运行时,能确保人身、设备的安全。有时由于安装人员没有充分注意到这些,留下了不安全的隐患,并在电梯不正常运行时表现出来。例如,电梯处于下端站平层时,轿厢下导靴到底梁的距离L小于轿厢撞板到缓冲器的距离S1与缓冲器压缩行程H之和,即LS1+H+0.1m的要求,或另外采取其他措施。再如,某些电气开关,由于开关本身或使开关动作的碰铁或拨*的安装位置或安装角度不合理,(个别还属于结构不合理),造成需要开关动作时,开关不能动作,或降低了开关动作的可*性。尤以限速器松绳开关、安全钳开关、油压缓冲器开关、极限开关等安全开关为重要。电梯安装完成后,除严格按GB 10060-93第4.6.6条安全开关动作试验要求一一检查外,还要注意检查当需开关动作时,开关是否能被动作,以确保动作可。
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装有自动门的电梯,门系统经常会产生各种故障,影响电梯的正常运行。现以当前大量使用的XPM电梯为例。 1. 电梯既不能关门,又不能开门。 检修和排除方法:①控制电路熔断器1RD、2RD或门机电路熔断器11RD过松或熔断,拧紧或更换;②门机传动皮带打滑,张紧皮带或更换;③门机电动机DM损坏,用万用表M3、M4之间直流电压为110V,而门机不转,说明电动机损坏,加以修复或更换;④门机电阻RMD断丝不通,更换电阻RMD;⑤门机电路个别连接端点(M1或M2或M3或M4)松动脱落,拧紧使线路畅通;⑥在基站用钥匙无法开、关门,如果将22、24点短接,电梯关门或将22、32短接,电梯开门,说明厅外钥匙开关DYK接点接触不良或折断。若接触不良,可用无水酒精清洗,并调整接点弹簧片;若接点折断,则更换DYK。2. 到站平层后,电梯门不开。 检修和排除方法:①二级开门限位开关2KM损坏,使开门继电器JKM不能得电,电梯无法开门。短接两点38、01检查确定,能开门,说明2KM损坏,更换2KM;②继电器JKM损坏,更换JKM;③开门电气回路出现故障,如运行继电器JYT常闭接点不通等,给予排除;④开门区域永磁继电器(俗称干簧管)损坏,使开门控制继电器JMQ不能吸合,其常开触点仍断开,继电器JKM无法得电,而不能开门,更换开门区域永磁继电器。 3. 按下关门按钮,门不关。 检修和排除方法:①关门按钮AGM接点接触不良或损坏,短接两点23、24检查测定,然后修复或更换;②三级关门限位开关3GM损坏,使关门继电器JGM不能得电,电梯无法关门,短接28、01两点检查测定,能关门,说明3GM损坏,更换3GM;③关门继电器JGM损坏,更换JGM;④启动开门继电器1JQ损坏,其常开触点1JQ仍断开,JGM无法得电,因而不能关门,更换继电器1JQ。4.电梯已接受选层信号,门关闭,但不能起动。 检修和排除方法:①轿门闭合到位,但轿门联锁开关KMJ未接通,门锁继电器JMS不能得电,因而不能起动,调整或更换开关KMJ;②厅门未关闭到位,厅门联锁开关KMT未能接通,门锁继电器JMS不能得电,因而不能起动,重新开关门,如不奏效,应调整门速或门锁开关KMT;③门关到位,但门锁开关KMT出现故障,排除或更换门锁;④运行继电器JYT出现故障,修复或更换JYT。5.门未关,电梯能选层启动。 检修和排除方法:①门锁继电器JMS有卡阻常吸不放,排除和更换继电器JMS;②门锁开关KMT触头粘连(微动开关的门锁),排除或更换门锁。6.电梯在行驶途中突然停车。 检修和排除方法:门刀碰撞门轮,使锁臂脱开,门锁开关KMT断开,门锁继电器JMS失电,电梯立即停车,调整门锁滚轮与门刀位置。7.开门速度无变速。 检修和排除方法:①开门一级限位开关1KM损坏,更换开关1KM;②开门分路电阻RKM断丝不通,更换电阻RKM。8.关门速度无变速。 检修和排除方法:①关门一、二级限位开关1GM、2GM损坏,更换1GM、2GM;②关门分路电阻RGM断丝不通,更换电阻RGM。9.开关门速度变慢 检修和排除方法:开门机皮带打滑,张紧皮带。10.开关门时门扇振动大。 检修和排除方法:①门滑轮磨损严重,更换门滑轮;②门导轨变形或发生松动偏斜,校正门导轨,调整、紧固导轨;③地坎中的滑槽积尘过多或有杂物,妨碍门的滑行,应清理滑槽;④门锁两个滚轮与门刀未紧贴,间隙大,调整门锁。
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