一、電梯控制技術的演變早期電梯的控制方式幾乎全部采用有司機轎內開關控制,電梯的起動、運行、減速、平層、停車等判斷均靠司機作出,操作起來很不方便。1894年,奧的斯公司開發了一種由層樓控制器自動控制平層的技術,從而成為電梯控制技術發展的先導。 1915年,奧的斯公司又發明了由兩個電動機控制的微驅動平層控制技術,它由一個電動機專用于起動和快速運行,另一個則用于平層停車,從而得到了16∶1的減速范圍,運行較為舒適,平層較準。為了解決乘客候梯時間長的矛盾,1925年出現了一種集選控制技術。它能將各層站上下方向的召喚信號和轎廂內的指令集中和電梯轎廂位置信號比較,從而使電梯合理運行,縮短了乘客候梯的時間,提高了電梯運行效率。這種技術使司機的操作大大簡化,不再需要司機對電梯的運行方向和停層選擇作出判斷,司機僅需按層樓按鈕及關閉層門按鈕。這一種控制技術現在還在廣泛使用,被認為是電梯控制技術的一大進步?! 。玻笆兰o30年代,交流感應電動機因其價格低,制造和維修方便而廣泛應用于電梯上。用改變電動機極對數的方法達到了雙速控制的要求,使拖動系統結構簡化,可靠性大大提高。目前我國大多數在用電梯均采用這種交流雙速變極拖動控制。早期的直流拖動電梯,在發展到交單、雙速拖動后,隨著30年代高層建筑的發展,人們對電梯額定運行速度的要求日益提高,產生了直流調速控制的直流電動機拖動的高速電梯。這一系統從*初的開環、有級、有觸點控制發展到今天的閉環、無級、無觸點控制系統。這是電梯控制技術的又一次進步。 隨著電子技術的發展,從20世紀60年代末到70年代初,開始發展了應用交流電動機的交流調速拖動,它從交流調壓調速進而發展到變頻變壓調速系統。它以其突出的節能效果在一定范圍內(≤4m/s)完全取代了直流拖動系統。這是目前正在大力發展的技術,被認為是電梯拖動技術的一次飛躍。 微電子技術的飛速發展使微電腦用于電梯的控制,正全面替代有觸點的繼電器控制方式。從而使電梯的拖動控制,信號操作及自動調度控制達到了一個新的高度。如今,微電腦的大量應用及大功率半導體元件的技術發展使得電梯控制系統日益自動化、智能化,交流調頻調壓技術也正向大功率、高速度方向發展。目前,這一技術的發展已使交流調速拖動的電梯速度達到了7m/s,必將逐步取代直流拖動電梯。 二、電梯技術的現狀我國電梯生產的概況,我國電梯事業發展的歷史較短,在新中國成立之前,只有上海、天津、北京有美國奧的斯電梯公司的維修服務站,但也只能修配電梯零件,根本不能制造電梯。新中國成立以后,自1952~1954年期間,我國先后在上海、天津、沈陽建立了三家電梯生產廠。到了60年代,又在西安、廣州、北京等地先后建立了電梯廠。至1972年,全國有電梯定點生產廠家8家,年產電梯近2000臺。自1978年以后,在經濟增長和基建規模擴大的情況下,電梯市場在1985年完全由賣方市場支配和占領,這一形勢大大刺激了電梯生產。全國各地出現了一大批中小電梯廠,至1999年,全國共有電梯生產廠家近400多家,年產電梯近3萬臺。電梯品種從一般載貨電梯發展到乘客電梯、**乘客電梯、自動扶梯(包括小高度、中高度、大高度的單人、雙人自動扶梯)和自動人行道等產品。并從1996年開始,天津、上海等電梯廠有少量產品銷往國外。電梯的操縱方式也從手柄開關控制發展到按鈕信號控制和集選控制,直到多臺電梯的梯群控制。電梯的運行速度從0.25m/s發展到2.5m/s以上,并已由交流調速拖動全面取代了4m/s以下的直流調速拖動。
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一、電梯的起源 ?。?電梯結構的演變電梯是現代多層及高層建筑物中不可缺少的垂直運輸設備。早在公元前1100年前后,我國古代的周朝時期就出現了提水用的轆轤,這是一種由木制(或竹制)的支架、卷筒、曲柄和繩索組成的簡單卷揚機。公元前236年在古希臘,由**的科學家阿基米德制成了第一臺人力驅動的卷筒式卷揚機。這些就是電梯的雛形。公元1765年,瓦特發明了蒸汽機后,英國于1835年在一家工廠里裝用了一臺由蒸汽機拖動的升降機。1845年,英國人阿姆斯特朗制作了第一臺水壓式升降機,這是現代液壓電梯的雛形。由于早期升降機大都采用卷筒提升,棉麻繩牽引,斷繩墜落事故時有發生,因而電梯的發展受到了安全性的考驗。1852年,41歲的美國人奧的斯發明了一種安全鉗,在吊索斷裂時,它能將轎廂鎖住在導軌上,防止下墜。從此老式升降機發生了一次重大變革。1854年,在紐約“水晶宮”展覽會上,奧的斯親自表演了安全鉗的性能,他站在高高的升降機平臺上,然后把吊索割斷,在觀眾們的一片驚呼聲中,平臺被安全鉗穩穩地咬住,奧的斯先生安然無恙地走下了平臺。由此開始,電梯的防墜安全性能有了可靠的保證?! ‖F代電梯興盛的根本在于采用電力作為動力的來源。1831年法拉第發明了直流發電機。1880年德國*早出現了用電力拖動的升降機,從此一種稱為電梯的通用垂直運輸機械誕生了。盡管這臺電梯從當今的角度來看是相當粗糙和簡單的,但它是電梯發展史上的一個里程碑。1889年,美國紐約的“戴納斯特”大廳內裝用了第一批電梯,它們由直流電動機與蝸桿傳動直接連接,通過卷筒升降電梯轎廂,速度為0.5m/s,構成了現代電梯的基本傳動結構。雖然曳引式的驅動結構早在1853年已在英國出現,但當時卷筒式驅動的缺點還未被人們充分認識,因而早期電梯以卷筒強制驅動的型式居多。隨著技術的發展,卷筒驅動的缺點日益明顯,如耗用功率大,行程短、安全性差等等。1903年,奧的斯電梯公司將卷筒驅動的電梯改為曳引驅動,為今天的長行程電梯奠定了基礎,從此在電梯的驅動方式上,曳引驅動占居了主導地位。曳引驅動使傳動機構體積大大減小,而且還使電梯曳引機在結構設計時有效地提高了通用性和安全性。 從20世紀初開始,交流感應電動機進一步完善和發展,開始應用于電梯拖動系統,使電梯拖動系統簡化,同時促進了電梯的普及。直至今日,世界上絕大多數速度在2.5m/s以下的電梯均采用交流電動機來拖動。20世紀30年代,美國奧的斯電梯公司采用直流發電機——電動機方式在紐約的102層摩天大樓內安裝了74臺電梯,其中**額定運行速度已達6m/s。西屋電器公司也于1937年在紐約70層的“洛克菲勒”中心安裝了75臺電梯,其中**額定運行速度達7m/s。
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隨著社會的發展,人們的財富不斷累積,消費觀念逐漸轉變,對居住環境要求也越來越高。家用電梯進入了人們的生活,市場需求越來越大。20世紀90年代,我國電梯企業開始關注家用電梯市場,迅速發展起來。當時,由于沒有統一的行業標準,家用電梯產品良莠不齊,質量難以保證,市場亟待規范。2008年10月,國家出臺GB/T21739-2008《家用電梯制造與安裝規范》,標準從保護人員和設備的角度出發制定家用電梯制造與安裝規范,以降低與使用、維修或緊急操作相關的危險。此規范填補了我國相關產品標準的空白,還使電梯制造和安裝能夠做到有法可循,有法可依,為電梯購買者、使用者的提高了安全保障?! ∮脩衾硇赃x擇電梯產品,對家用電梯市場的良性發展有著積極的意義。消費者選擇電梯時需要注意以下幾個方面:首先要選對電梯品牌,不能一味的以價格為導向,價格低廉,物不一定美;其次,在購買和安裝電梯時能積極的與制造商和安裝方溝通。電梯的好壞不僅取決于電梯本身的品質,還取決于電梯的安裝。因此選擇一個技術過硬的安裝方也是很有必要的;再次,電梯的日常維護和保養也是很重要的,應該多聽取制造商的對電梯維護和保養的建議??梢砸笾圃焐踢M行一些電梯使用、維護和保養的培訓和指導。
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世界電梯巨頭奧的斯,明顯強化了對于中國產品的管理。 從今年2月上任以來,奧的斯總裁巴蘭達已兩赴中國進行監督。在*近這次來華時,巴蘭達特向記者承諾,今年至少還要再來兩次。 作為全球**的電梯市場,中國對于奧的斯的意義顯而易見。早在1900年,奧的斯便與中國結緣。中國首部電梯就是奧的斯生產并安裝在上海和平飯店的。 不過,在百余年后的今天,特別是北京地鐵4號線扶梯事故之后,奧的斯屢屢因為安全問題遭受質疑?! ≡俅握勂疬@些電梯事故,巴蘭達說,“我們對受到影響的相關人士表達深深歉意。奧的斯公司在1853年由奧的斯先生設立,一個基石性原則就是安全。作為一家老牌企業,我們會竭盡所能,確保類似事故不再發生”。進行3000次質量審查 新增600名維保技師 到任的4個月里,巴蘭達對奧的斯在中國的運營情況進行了分析。 在接受記者采訪時,巴蘭達說,奧的斯在兩方面需要改進,第一就是“加強在供應鏈上的質量控制”。 去年7月7日,北京市政府新聞辦在“北京地鐵4號線電扶梯事故處理情況”通報會上稱,事故原因為“固定零件損害,驅動主機發生偏移,驅動鏈條脫落,造成扶梯下滑”。 對于事故中的設計缺陷問題,巴蘭達認為,很大程度在于供應鏈上的質量把控不嚴。 根據零部件本身的特點,以及對于安全的重要性,巴蘭達表示,奧的斯正在既有供應商審查體系基礎上,更新供應商審查的頻率要求。 “這意味著在今年內奧的斯將對供應商進行3000多次質量審查。”巴蘭達表示,“奧的斯提高了專門檢查供應商質量的工程師人數,增長比例達到30%,今年末將達100人”。 對于事故的第二個原因,巴蘭達認為是維護保養不到位。 在事故發生后,奧的斯加強了對于維修技師的培訓,以確保全球標準的維保服務能被正確執行,“我們認命了一位在工地現場運營方面有40年經驗的專家,擔當工地運營部長。同時,新增了600名維保技師。” 針對維保技師隊伍,巴蘭達表示,“奧的斯制定了一個包括12門科目的培訓項目。我們把在工地現場來進行內部審核的專業人員數量增加了3倍,他們將負責審查維修技師在工地現場的維保工作是否符合標準”。 加大中國公司各項投入 組建***研發中心 過度重視規模擴張,導致產品研發滯后,這是業內不少人對奧的斯在中國的看法。 對于這一點,巴蘭達不置可否。不過,他明確表示,“奧的斯加快了中國市場的戰略升級。” “去年底開始,奧的斯進行了新一輪人員調整。”巴蘭達說,曾在多個地區擔任運營總監、總裁職務的湯偉明,調任中國區域總裁;曾任奧的斯全球質量、安全和工地運營管理副總裁的騰逸博,調任奧的斯電梯(中國)投資有限公司總裁。 “我們在中國的團隊具備豐富的經驗,這能幫助奧的斯中國公司協調和共享全球范圍內的優秀經驗。”巴蘭達介紹,“中國區域升級為奧的斯全球六大業務區之一。中國區域總裁直接向我匯報。” 面對電梯事故頻發的現實,巴蘭達坦言,這也促使奧的斯加大了在中國的各項投入,“這也使得中國公司有能力研發世界水平的產品”。 目前,奧的斯已經在上海建成了一個***的高速梯研發中心,“有100名來自全球各地的技術專家在這里工作,他們在奧的斯工作的平均時間超過了20年”。 “奧的斯還在中國落成了電子部件中心,不光要設計電梯所需的電子部件,還要支持全球電子部件的采購。”巴蘭達說,為了加強在中國的研發能力,“奧的斯在中國的工程師增至500名。” 為了保證電梯的質量和安全,巴蘭達介紹,“從今年起奧的斯確立了質量評估的周例會。周例會由湯偉明先生領導和主持,以便對有關質量和安全的情況作出快速有效的響應。
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電梯安裝質量核驗中常見問題 在電梯安裝階段,進行現場綜合調試和對電梯安裝質量的全面檢查,是保證電梯安全可運行的一項 極其重要工作。每部電梯安裝完成后,均應按GB 10060-93《電梯安裝驗收規范》所規定的59項要求逐項 檢查?,F提出電梯安裝質量核驗中經常遇到的幾個問題,希望引起大家的重視?! ?、上極限保護開關的安裝位置與對重裝置越程的配合及試驗 電梯沖頂與蹾底是電梯運行故障之一,雖不常見,但一旦發生,為確保電機能及時停下來,GB7588-1995《電梯制造與安裝安全規范》規定,電梯應設極限開關。由于其對安裝位置沒有明確規定,形成了不同廠家的產品有不同的設計安裝要求?,F行GB 10060-93驗收規范第4.6.5條上下極限動作試驗規定:設在井道上下兩端的極限位置保護開關,它應在轎廂或對重接觸緩沖器前起作用,并在緩沖器被壓縮期間保持其動作狀態。這里強調在接觸緩沖器前起作用,其目的是要求在緩沖器被壓縮前切斷電機供電,抱閘閉合,以確保轎廂止停。第4.5.1條又規定:轎廂在兩端站平層位置時,轎廂、對重裝置的撞板與緩沖器頂面間的距離(這里用S1、S2表示),耗能型緩沖器應為150~400mm,蓄能型緩沖器應為200~350mm。如單就這一檢驗項目來說,現場安裝階段達到要求應該是很容易的。但由于曳引繩的不斷伸長,S2在不斷減小。當S2減小到一定程度后,加上上極限開關安裝位置相對不夠合理,則必然出現不能滿足4.6.5條要求的情況。造成因對重已壓緩沖器(指蓄能型緩沖器),且平衡了轎廂的重量,轎廂不再上升,而電機仍在轉動,引起曳引繩在曳引輪槽中打滑,損壞了設備。否則,就必須加大日常保養工作量,重復調整曳引繩來避免設備損壞。為此,我們建議:在安裝階段,在對重裝置已安裝2~3個調整墊的基礎上,S2的值應盡量取上限。而上極限開關的安裝位置,對于耗能型緩沖器,宜不大于150mm,對于蓄能型緩沖器宜不大于200mm。這也符合GB 7588-1995第10.5.1條“電梯應設有極限開關,并應設置在盡可能接近端站時起作用而無誤動作危險的位置上”的規定。上下極限動作試驗是GB 10060-93中15個重要檢驗項目之一,是具有一票否決的項目,它直接影響到乘客和設備的安全?,F場試驗的方法應以檢修速度,點動向上和向下運行,極限開關應動作可*,并考核與緩沖器安裝匹配。當由于導軌接頭或導軌架安裝等原因,影響極限開關的安裝位置時,也應設法完全滿足規范要求?! ?、電梯運行試驗 GB10060-93第4.6.7條規定了電梯運行試驗,規定:轎廂分別以空載、50%額定載荷和額定載荷三種工況,并在通電持續率40%情況下,到達全行程范圍,按120次/h,每天不少于8h,各起、制動運行1 000次,電梯應運行平穩、制動可*,連續運行無故障。但在現場質量核驗和核查資料中常發現如下問題。2.1 試驗工況不符合規范要求電梯運行試驗應分別在3種工況條件下進行。其中空載運行試驗和滿載運行試驗是規范規定的2種重要工況條件下的試驗。是為了考核轎廂與對重在這2種工況條件下的平衡、電梯的制動是否可*、 電梯的平層準確度等性能?,F場發現常忽略了空載和滿載工況的要求,或以20%、80%的額定載荷替代,或根本不考慮工況條件,這樣做均是不符合要求的?! ?.2 電梯的起、制動運行頻率不符合要求 規范規定按120次/h,每天不少于8h,各起、制動1 000次,按這樣的起、制動頻率,此項試驗一般應在3天內完成。但從安裝企業的自檢資料中我們發現,此項試驗持續了4天、5天,甚至更長的時間,但運行次數并未增加。這樣做大大降低了試驗的嚴酷度,也達不到考核電梯連續運行能力的目的。2.3 沒有做到連續運行無故障 “連續運行無故障”即在連續運行的3 000次中不能出現故障。若試驗中出現了故障,應在排除故障后重新試驗,即從零開始計數而不能排除故障后繼續原來的試驗。電梯運行試驗是在指定試驗條件下進行的,有特定的試驗目的,屬于GB 10060-93中15個重要的檢查項目之一。無論電梯調試過程中和驗收前運行了多少次,均不能代替此項試驗。3 電梯平衡系數試驗 電梯平衡系數是關系到電梯運行性能和驅動裝置輸出功率大小的一個重要參數。電梯安裝后,由于材料的誤差或轎廂可能改變了裝飾,實際的轎廂重量將會偏離設計值。因此,電梯在試運行之前,必須測定平衡系數,以保證符合設計要求。進行平衡系數試驗時,載荷應當用砝碼,當不具備條件而用其他重物代替時,應將重物分別稱重,而不能估算重量。如用袋裝水泥做載荷,只憑包裝袋上所標的重量計算載重量,或以人做載荷,*估算人的體重來計算載重量,這樣的做法都是不規范的。平衡系數的確定通常采用繪制電流-負載曲線,以向上、向下運行曲線的交點來確定。GB 10060-93第4.6.1條規定了平衡系數應為40%~50%。為使曲線比較準確,應在40%和50%的額定載荷及周圍取點。根據GB/T 10059-1997《電梯試驗方法》第5.1.1條“對平衡系數, 宜在轎廂以空載和額定載重量的25%、40%、50%、75%、100%、110%時作上、下運行,當轎廂與對重運行到同一水平位置時,記錄電流、電壓及轉速的數值。”的規定,結合現場的實際工作量,建議取25%、40%、50%、75%的額定載荷來繪制電流-負載曲線,*終確定平衡系數的大小。但是有的試驗人員,常忽略了40%的額定載荷,而用空載、25%、50%、75%、100%的額定載荷繪制曲線,這樣得到的平衡系數相對40%~50%的規定值來說誤差較大,這也是GB/T 10059-1997相對GB 10059-88的改動之一?! ?、部件尺寸的配合或安裝位置不合理 電梯作為垂直運輸工具,不僅要確保正常工作時乘客和設備的安全,更要考慮長期使用以及發生不正常運行時,能確保人身、設備的安全。有時由于安裝人員沒有充分注意到這些,留下了不安全的隱患,并在電梯不正常運行時表現出來。例如,電梯處于下端站平層時,轎廂下導靴到底梁的距離L小于轎廂撞板到緩沖器的距離S1與緩沖器壓縮行程H之和,即LS1+H+0.1m的要求,或另外采取其他措施。再如,某些電氣開關,由于開關本身或使開關動作的碰鐵或撥*的安裝位置或安裝角度不合理,(個別還屬于結構不合理),造成需要開關動作時,開關不能動作,或降低了開關動作的可*性。尤以限速器松繩開關、安全鉗開關、油壓緩沖器開關、極限開關等安全開關為重要。電梯安裝完成后,除嚴格按GB 10060-93第4.6.6條安全開關動作試驗要求一一檢查外,還要注意檢查當需開關動作時,開關是否能被動作,以確保動作可。
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裝有自動門的電梯,門系統經常會產生各種故障,影響電梯的正常運行?,F以當前大量使用的XPM電梯為例?! ?. 電梯既不能關門,又不能開門?! z修和排除方法:①控制電路熔斷器1RD、2RD或門機電路熔斷器11RD過松或熔斷,擰緊或更換;②門機傳動皮帶打滑,張緊皮帶或更換;③門機電動機DM損壞,用萬用表M3、M4之間直流電壓為110V,而門機不轉,說明電動機損壞,加以修復或更換;④門機電阻RMD斷絲不通,更換電阻RMD;⑤門機電路個別連接端點(M1或M2或M3或M4)松動脫落,擰緊使線路暢通;⑥在基站用鑰匙無法開、關門,如果將22、24點短接,電梯關門或將22、32短接,電梯開門,說明廳外鑰匙開關DYK接點接觸不良或折斷。若接觸不良,可用無水酒精清洗,并調整接點彈簧片;若接點折斷,則更換DYK。2. 到站平層后,電梯門不開?! z修和排除方法:①二級開門限位開關2KM損壞,使開門繼電器JKM不能得電,電梯無法開門。短接兩點38、01檢查確定,能開門,說明2KM損壞,更換2KM;②繼電器JKM損壞,更換JKM;③開門電氣回路出現故障,如運行繼電器JYT常閉接點不通等,給予排除;④開門區域永磁繼電器(俗稱干簧管)損壞,使開門控制繼電器JMQ不能吸合,其常開觸點仍斷開,繼電器JKM無法得電,而不能開門,更換開門區域永磁繼電器?! ?. 按下關門按鈕,門不關?! z修和排除方法:①關門按鈕AGM接點接觸不良或損壞,短接兩點23、24檢查測定,然后修復或更換;②三級關門限位開關3GM損壞,使關門繼電器JGM不能得電,電梯無法關門,短接28、01兩點檢查測定,能關門,說明3GM損壞,更換3GM;③關門繼電器JGM損壞,更換JGM;④啟動開門繼電器1JQ損壞,其常開觸點1JQ仍斷開,JGM無法得電,因而不能關門,更換繼電器1JQ。4.電梯已接受選層信號,門關閉,但不能起動?! z修和排除方法:①轎門閉合到位,但轎門聯鎖開關KMJ未接通,門鎖繼電器JMS不能得電,因而不能起動,調整或更換開關KMJ;②廳門未關閉到位,廳門聯鎖開關KMT未能接通,門鎖繼電器JMS不能得電,因而不能起動,重新開關門,如不奏效,應調整門速或門鎖開關KMT;③門關到位,但門鎖開關KMT出現故障,排除或更換門鎖;④運行繼電器JYT出現故障,修復或更換JYT。5.門未關,電梯能選層啟動?! z修和排除方法:①門鎖繼電器JMS有卡阻常吸不放,排除和更換繼電器JMS;②門鎖開關KMT觸頭粘連(微動開關的門鎖),排除或更換門鎖。6.電梯在行駛途中突然停車?! z修和排除方法:門刀碰撞門輪,使鎖臂脫開,門鎖開關KMT斷開,門鎖繼電器JMS失電,電梯立即停車,調整門鎖滾輪與門刀位置。7.開門速度無變速?! z修和排除方法:①開門一級限位開關1KM損壞,更換開關1KM;②開門分路電阻RKM斷絲不通,更換電阻RKM。8.關門速度無變速?! z修和排除方法:①關門一、二級限位開關1GM、2GM損壞,更換1GM、2GM;②關門分路電阻RGM斷絲不通,更換電阻RGM。9.開關門速度變慢 檢修和排除方法:開門機皮帶打滑,張緊皮帶。10.開關門時門扇振動大?! z修和排除方法:①門滑輪磨損嚴重,更換門滑輪;②門導軌變形或發生松動偏斜,校正門導軌,調整、緊固導軌;③地坎中的滑槽積塵過多或有雜物,妨礙門的滑行,應清理滑槽;④門鎖兩個滾輪與門刀未緊貼,間隙大,調整門鎖。
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