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传菜电梯曳引与重量平衡系统故障类型与机理分析

文章作者:行云电梯   发布时间:2018-08-23
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传菜电梯的曳引系统包括曳引机、导向轮、曳引钢丝绳和反绳轮,担任传菜电梯的垂直运送任务。曳引机是整个传菜电梯系统的动力源,其组成包括曳引轮、减速箱、制动器、联轴器以及曳引电动机,输出力矩通过减速箱传递到曳引轮上。

传菜电梯运行时发生故障往往造成严重的后果,轻则造成传菜电梯停运,乘客上下楼不便,重则造成乘客人身安全事故等。一般传菜电梯的运行寿命为15年左右,而故障频繁发生的时期往往是使用初期和使用晚期,使用初期因为各子系统之间工作不协调或初始参数设定不正确,导致故障发生率高;随着各子系统磨合时间的增加和参数的调整,传菜电梯逐渐达到最佳使用状态,此时传菜电梯运行平稳,故障率少;随着使用时间的增加,因传菜电梯部件的老化导致故障增多。传菜电梯故障类型众多,原因复杂,对传菜电梯故障进行分析是一项复杂的任务。
  1、曳引与重量平衡系统组成
  传菜电梯的曳引系统包括曳引机、导向轮、曳引钢丝绳和反绳轮,担任传菜电梯的垂直运送任务。曳引机是整个传菜电梯系统的动力源,其组成包括曳引轮、减速箱、制动器、联轴器以及曳引电动机,输出力矩通过减速箱传递到曳引轮上。导向轮的用途为增加对重和轿厢之间的距离,且采用复绕型时可以提高牵引力。轿厢与对重用曳引钢丝绳连接,轿厢的垂直运动主要依靠轮槽与钢丝绳之间的摩擦。反绳轮用在钢丝绳的绕绳比大于1的情况,可以较小曳引机的输出力矩,其数量与曳引轮有关。
  重量平衡系统包括对重和平衡补偿装置,用于保持轿厢和对重之间的重量差在某一限定范围之内。对重与轿厢相对悬挂在曳引绳的另一端,可以平衡轿厢载重的变化,保证传菜电梯曳引转动平衡、正常。由于传菜电梯运行过程中,对重的平衡作用发生变化,为了减弱平衡变化带来的影响,需要增加平衡补偿装置。
  由于传菜电梯曳引系统与重量平衡系统是直接相连的,两者功能相互配合。因此将曳引系统与重量平衡系统作为一个整体进行分析。
  2、曳引与重量平衡系统故障及原因
  曳引与重量平衡系统的主要故障是曳引机故障和钢丝绳故障。曳引与重量平衡系统的主要故障现象及原因分析如下。
  (1)曳引机振动过大,超过正常水平。螺栓松动会造成的减速箱的蜗杆轴与曳引电动机轴不在同一圆心,两者不在同一平面上,导致电动机振动加速度显著增加。同时,联轴器连接螺栓松动,会在曳引电动机启动或停止的瞬间,两轴之间出现不同步现象,造成曳引机组晃动。
  (2)曳引机发热、运转异常。不论轿厢上行还是下行、空载还是重载时,曳引电动机温度均过高,其原因是主机发热造成齿轮尺寸变大,导致啮合中心距变化,发生偏移现象,使侧隙变小。同时热量会使箱内的润滑油发生物理和化学变化,导致润滑油浓度降低,起不到润滑冷却的作用。这些原因导致轴承的加速磨损,同时使温度升高。
  (3)曳引机空载时运转正常,但在负载情况下有噪声。噪声过大的主要原因是曳引机减速箱或曳引电动机轴承磨损、轴承滚珠或滚道变形。此外,在齿形尺寸大小的变化会导致侧隙发生变化,同时造成蜗轮蜗杆齿形啮合的变化,这些变化会产生周期性的振荡噪音,特别是在高负荷的情况下,噪声增大尤为明显。
  (4)减速器滚动轴承发烫、噪声大。轴承质量太差,或轴承间有异物,会噪声轴承损坏、滚珠研碎或有严重麻痕,使得轴承运转不正常,上下运转不畅。
  (5)轿厢垂直方向抖动。当曳引电动机的蜗杆轴存在轴向窜动、蜗轮节径与孔径同轴度超差或输入轴与输出轴不同心度超差等情况,以致造成周期性的振动而传递给轿厢,会导致轿厢垂直振动。同时,曳引钢丝绳与绳槽之间磨损不一,造成各钢丝绳速度紊乱而传递给轿厢使其晃动。此外,对重装置铁块未压牢、曳引机底座与承重梁固定不牢、轴承系统损坏也可能造成轿厢在运行中晃动。
  (6)曳引钢丝绳磨损严重。曳引钢丝绳是食品升降机的重要承载装置,当安装、调试、换绳过程中,由于技术原因造成钢丝绳的承载力不一致,曳引轮与导向轮的平行度差,会导致曳引钢丝绳和曳引轮轮槽磨损过快,甚至断绳,因此需要时刻关注钢丝绳磨损量。
  3、曳引与重且平衡系统故障与状态量
  可以通过试验得到与曳引机故障有关的状态参数主要有曳引电动机温度、曳引电动机振动加速度、减速箱轴承振动烈度、轿厢垂直方向振动加速度和曳引机组噪声。当曳引机运行时,轴承的损伤会造成减速箱轴承振动烈度过大,同时导致曳引机发出杂音,导致噪声变大。蜗杆轴与机轴不同心会使曳引电动机振动加速度显著增加。啮合中心偏移造成的发热现象会使润滑油浓度降低,导致曳引电动机温度升高,同时导致轴承的加速磨损。从历次曳引机故障数据来看,一般在发生故障时不会导致上述5个单项状态参数同时超标,也会有1~2个单项状态参数处于正常状态。此外,钢丝绳磨损量是衡量曳引钢丝绳健康状态的重要指标。因此,需要综合分析上述6个指标,以准确判断曳引与重量平衡系统故障情况。 

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