自动扶梯作为交通工具使用的基本要求:在人为可控的条件下安全运行和停止。 在这个动作之间,刹车尤为重要。 它一直工作,包括没有水。
图1
过去的生活:
1852年以前,在人类使用电梯的几千年里,起到刹车作用的可能是一根阻止轮子转动的木棍,也可能是橘色横条下的一块石头。
1852年,Elisha Graves Otis发明了世界上第一部带有安全装置的电梯; 见图一,这是他的专利申请原件,后来在博览会上展出。 坠落的那种安全装置。 它应该相当于明天自动扶梯中的限速器和安全钳。 请注意,在该专利中,奥的斯使用提升形式来驱动滑轮,但已经有一个滚筒配重。 由于节能,选择配重参与电梯系统,降低了下坡塌方的风险,同时放大了上坡冲顶的风险。
成型:
在将近176年的过程中,我们应该注意以下几点。
1、1877年,美国采矿工程师科耶普在鲁尔矿区发明并使用了牵引传动。 原因是曳引电梯的出现是因为节能、经济(钢丝绳由提升改为摩擦,使用寿命大大延长)。 刹车的重要性进一步降低。
2、1887年电力驱动应用于电梯;
3、1889年,在奥的斯的两个孩子的带领下,诞生了一种新型电梯(他们当时拥有53项电梯专利),其特点是蜗轮减速和电气控制。 “电梯”二字说明一切。 日本人应该是当时电梯尖端技术的集大成者。 自动扶梯商业化的成功对于他们来说获得丰厚的回报是理所当然的事。
4、1903年,由卷筒驱动的自动扶梯被牵引摩擦轮代替。 至此,一百多年来自动扶梯的结构模型已经定型。 其特点是电驱动蜗杆减速器(低速电梯)或无蜗杆减速器(高速电梯),提高牵引力,制动器作用于蜗杆减速器的高速轴(电机轴),或同轴无蜗杆牵引轮制动器,有限速器和安全钳,防止倒塌和向下超速。
稳定期:
从1908年引进中国第一台奥的斯自动扶梯到1952年在天安门广场安装第一台国产自动扶梯,是中国自动扶梯的萌芽期(距德国100年)。 再到改革开放,就是自力更生的阶段。 这一阶段,中国自动扶梯的整体技术水平与20年代后期的英国相当,但制动器在机械型式和电路设计上应该与美国无异。 它只是一个电磁线圈。 当时厂家和维修人员都认为这很普遍。 轮毂制动器的两个机械臂,弹簧和一个大耳圈就像可有可无的东西(见图2)
图二
不夸张,一些鞋厂的刹车片已经锈蚀,自动扶梯还在使用。 危险吗? 实际上危险,但相对危险。 当时的减速器减速比高,中心距大(链轮),通常会出现自锁现象。 当时,市场以异步电机驱动的低速大吨位载货电梯和蜗杆减速机为主。 大部分刹车是不会解除的(如果自动电梯克服静摩擦会很困难)。 只有在极端环境下,蜗轮渐开线失效,或满载超过乘员时,才会出现梯墩和空位。 梯子到顶部。 而且,高速电梯(1.6米以上)的情况就不一样了。 减速比小,中心距也小。 握住刹车,通常负载重向上,轻负载向下加速。 人们认为这是小概率的扰动。 据报章报道,在20世纪90年代后期,一架高速梯子冲上了英国伦敦一座摩天大楼的楼顶。 效率越高,失控就越危险。 这个悖论是自动扶梯独有的吗?
由于扶梯制动失灵而引发的安全车事故,这种现象至今仍被忽视。 别说美国了,直到二十世纪末,国外单单是简易电梯造成的伤亡事故,就已经让地方当局应接不暇。
80年代以来电磁失效保护制动器,合资品牌的自动扶梯越来越多。 与国外厂家的设计和建设相比,中国的自动扶梯行业正在蓬勃发展。 以市场代替技术的时代已经到来。 图 4)。
图3
图4
中国的自动扶梯标准出台了,但那个时候这东西早就应该搁置了; 既然劳动部门、建委和各地一些不知名的部门当时都声称对自动扶梯有管辖权,谁会关心标准呢?
笔者是被1993年在我校工作的一位扶梯师傅写的一本专着所吸引,里面解释了国标的含义。 记得当时看这本书的时候很激动,尤其是其中的12.4.2:机电刹车(也就是业内所说的防挛缩)。 让我们知道,扶梯行业的开门、滑梯,不仅仅是堵塞造成的。 只需改进制动回路即可防止事故的发生。 只了解一些机械和电子技术是片面的。 整部扶梯的标准是用人的生命换来的,每一部扶梯都浸透了鲜血。
标准已经发布,没有相应的部门来执行。 所以,在标准出台的十几年里,在我看来,除了迅达,几乎所有的自动扶梯或多或少的型号都不符合标准。 根据国家标准(特别是12.4.2)的规定,我想知道这种自动扶梯是不是在法国没有销售? (因为GB7588-87等同于EN-81)而且在法国是这样卖的吗? 这些歧视今天仍然存在。 事实上,歧视的产生是多方共同努力的结果。 随着曳引机(带齿)减速比变小,中心距变小,效率变高,出现制动回路触点挛缩,开门走梯子的人被夹住的概率或倒在坑里的也越来越多。 增加。
2000年扶梯归质量监督部门监管时,无法可依。 GB7588-2003推出后,2004年是中国扶梯制动回路达标年。 (在西部大城市从事过20多年自动扶梯的应该记住这一点。)这是对中国制动控制电路的一次整改,加上这个电路的自动扶梯故障率会增加(因为接触器的释放是每次都监控,不放开电梯就停),却避免了车祸的发生。 注:在此期间,各大厂商均未召回。 当时谈召回是奢望。 在作者所在的城市,刹车的防缩电路被用户改装了 挛缩失效了,注意一个“被”字,出车祸了,不知道修的是什么检查员做了)。
2004年,这个节点非常关键。 当初的一些传言或者谣言,总算是达到了目的。 据说,中国自动扶梯一年的耗电量相当于十座山坝的发电量。 扶梯电耗定义为红色低碳年。 几乎从那一年开始,永磁无蜗杆同步曳引机开始走向中华电梯的舞台中央,似乎一夜之间同步电机遍地开花。 起初,国外传统曳引机制造商要么与时俱进,研制同步电机,要么被淘汰。 总之,蠕虫异步机已经不流行了。 有专家低声哀叹,关注弯道遇车的技术风险,但声音微弱。 (同期美国产品,刹车作用在电机轴上,比较保守。见图5)
图5
笔者有个人的思考。 同步电机的节能固然如此,但紧凑也是主要原因之一。 一旦紧凑,它就被认为是高端的。 不爱精致的卖家、制造商、用户、安装商。 几年后的一次展会上,一家变频器厂家向笔者抱怨说,节能真的很有必要。 变频电梯,特别是高层高速电梯,取消制动器内阻,采用反馈制动器! 节能效果惊人。 机房空调可以取消了,也没人积极推广!
随着年销量几十万台,其中以永磁同步曳引机为主流,情况发生了变化,制动器的设计缺陷就出现了。
如上所述,采用蜗轮减速的曳引机制动器作用于电机轴(高速轴),减速比通常在20-30左右; 无蜗轮曳引机的制动器作用在与曳引轮同轴的制动轮上。 同一个扶梯要达到相同的速度和负载,使用这两种不同的曳引机,虽然简单估算了制动器的扭矩,但无蜗杆的制动器必须比有蜗杆的制动器大20到30倍。 退一步说,上牵引比也要在10-15倍以上。 对原蜗杆曳引机的轮毂式制动器进行了估算和放大,并应用到无蜗杆同步电机上。 国外永磁同步曳引机驱动自动扶梯的作用多了一个作用作为向上超速保护执行器(制动轮与曳引轮同轴),制动很忙! (见图 6)
图6
2004年前后,多家电机厂商跨界,在扶梯行业分得一杯羹。 有几十个品牌。 寻求我的技术支持,为了解决一台同步机自整定过不了的问题,我去了四川的一个小城区。 扶梯厂修了一个星期,所有的家电配件、变频器、针织机都换了两次。 没有理由。 后来发现是电机出厂标签上的电机磁对数不对,居然调谐失败。 有很多这样的,其中大部分立即消失在市场上。
同步电机的星封问题非常重要。 现阶段,笔者个人觉得很有必要。 减少了扶梯停止时制动器所需的力矩,提高了安全性,加强了安全系数。 有星封功能的扶梯不一定安全,但没有星封功能的扶梯肯定不安全。 笔者已经专门写过一篇关于风行的文章,这里不再赘述。 写到这里,明天一位中学生告诉我,他负责维修的同步电机自动扶梯还有一定的启明星功能,一松刹车,车就飞起来; 极端的,风险与收益不成反比,明年你可能会用脚投票,告别这个行业。
百余年产生的安全认知和行业习惯根深蒂固。 当自动扶梯停止开门并在关门后重新启动时,大多数电控系统都是纵容的。 这一切都是作为“守夜人”的刹车完成的,所以车祸确实时有发生。 2012年上海扶梯展上,某知名公司的电控系统开始关注扶梯停止后曳引机的制动问题,但未能引起公众关注。
北美在2000年实施了ASMEA17.1-2000/CSA,向上超速(ACO)和车门打开的意外通信(UCM)这两个期待已久的术语进入了公众视野。 时间来到2012年1月1日,法国已经实施了EN-81+A3。 中国扶梯在各种媒体的关注下小心翼翼地行走。 笔者个人觉得,如果一个世界领先的行业标准在我国成功实施,那么这个行业必将引领世界,两者相辅相成。 践行者和标准制定者要有一颗不浮躁的心,不隐瞒,不推卸,面对现实,不做鸵鸟; 扶梯产值不是评判标准,标准低产值高的扶梯一文不值。 由于浪费了大量资源,伤疤花了六年时间才愈合。
笔者亲身经历:在一个拥有200多部高层自动扶梯的新市民村,午夜后,一定数量的自动扶梯频繁启动回头看楼层,视频检测无人使用自动扶梯,并且每次激活的时间都在减少(在半年的观察期内)。 改装多台摄像头后,才揭开“鬼梯”的神秘面纱。 等到空电梯停稳后,刹车抱死,扶梯轿厢离开了门区。 停车到上锁的时间从新电梯的2小时发展到最后的半小时(注:该款自动扶梯没有星封功能),晚上处于无人使用的状态(谢谢夜)。 也会发生,任何人都可能遇到,只是晚上的隐患是暗藏的。 物业和扶梯公司会跟乘客解释,这是系统保护,很安全,媒体也这么宣传。 保护功能是必不可少的,每次它都以保护的名义失败。 那你为什么不问问你为什么要经常保护? 这是自动扶梯自身功能隐藏隐患的典型例子。 笔者给当事人的建议是,如果自动扶梯被保护运行,一定要查明原因,运行的是哪一种保护。 扶梯人只要有鸵鸟习惯,就一定会害人害己。 如果你抓不住空梯子,下一步就是蹲下电磁失效保护制动器,或者打开门从梯子上滑下来。
某地监局判定某台同步曳引机不合格,原因是空梯可以不开闸运行,自动卷扬机,实际上是向下卷绕; 曳引机厂状告质监局,最后厂家被起诉,因为曳引机厂家有国家型式检验报告,检验规程中没有空梯可以转动的不合格条款。 多么狗血的阴谋。 官司结束后,工厂的工程师到扶梯工地,询问工人们能不能搬动扶梯。 看来他也很烦恼。 从这里我们可以看出,我们的生产商只生产他们的产品,而对他们产品在现场的所有性能视而不见。 这和一些美国公司在实验室或者实验塔里跟踪跑了两六年之后,跟市场是完全相反的(Otis在1980年代发明了直线电机驱动的自动扶梯,现在还在测试中)实验塔,还有普拉多系统。个人好评,原装的就是原装的,而且声音很大,足以让后来者大吃一惊)。
空的电梯和梯子可以绕圈移动,所以双臂的额头负荷和125%额定负荷的右臂的刹车应该就更离谱了。 今天的极端情况就是这样。 在做以上检查试验时,为了通过试验,现场工作人员如果加大制动器(轮毂式为主流)的弹簧力,通常会出现两种结果:第一,制动力过大,绳子断了就发生车祸; 第二,如果能检查通过,调整后的刹车力必须迅速调整回原来的状态,否则不能正常工作。
之前问过曳引机厂的工程师,电磁线圈的推力是根据什么数据设计的,2.5倍额定转矩? 是不是加强一下比较好? 答案是肯定的; 电磁线圈推力加强,噪音加强,影响产品销售。
回顾一百多年的历史,我们会发现,在节能、安全和美观舒适之间,人们依然犹豫不决。 简单地指出一个方面的优点,必然会暴露出另一方面的缺点。 在这里,哲学取得了胜利。 希望技术的进步能让我们找到一个越来越合适的人。
2017年自动扶梯就已经被召回,可喜可贺!
2018年即将到来,避免UCM的新标准即将实施。 作者用通俗的语言描述了我个人理解的避免UCM的中文方案。 它基于两个假设。 首先,我认为目前的刹车是多余的。 其次,型式认可的制动器在使用中的腐蚀或失效是逐渐的,而不是崩溃。 有了以上两个假设,就有以下两个措施:
1:提前的预期保护:
制动力矩的检查,在制动器未通电时,给定一定的电机力矩,通过控制系统判断旋转编码器的脉冲反馈,判断制动力矩是否合格。
2:事故安全保护:
如果扶梯处于门区开启状态,发生误接而离开门区,冗余制动器(配合控制系统实现零速全力矩停轿)或附加制动器停止自动扶梯。
现在有业内专家认为,刹车没有冗余,应该减少额外的刹车(北美普遍的做法是减少钢丝绳刹车,除了对刹车失灵的保护,也处理广义上的牵引力失效),另一方则认为刹车是多余的,不需要降低。
笔者认为,还不如让炮弹飞一会儿,一切交给时间。 UCMP改装后,很多名义上合格的新梯子拖拉机在使用过程中可能会漏脚(空车不能hold住,经常报警),自然要改装你的产品。 想想那些非常可怕的旧梯子。 国家不是补贴装修吗?
只要在路上,总会一步步向目标靠近。 其实前提是方向一定要正确。