曳引机模拟故障试验装置

技术领域

本发明涉及一种曳引机模拟故障试验装置，属于特种设备检测技术领域。

背景技术

电梯是城市交通领域至关重要的一种设备。在电梯类事故中，由于电梯本体造成伤亡事故占比较大，并且事故主要原因是电梯曳引机的制动力和曳引力不足，因此保障电梯乘运安全是保证社会安全稳定的必然要求。

电梯曳引机的制动器通常包括制动臂、磁力器以及制动弹簧；制动臂上设置有刹车块，在制动弹簧的作用下能够抱紧曳引轮；当需要释放曳引轮时，则通过磁力器推动制动臂，使刹车块与曳引轮之间存在缝隙，则曳引轮能够自由转动，并且此时制动弹簧被压缩蓄能；在磁力器上设置有手动松闸的转杆，通过缓慢转动所述手动松闸转杆能够逐渐移动制动臂从而使刹车块松开曳引轮。在曳引机的长周期运行状态下，制动弹簧力矩衰减，能够导致制动臂无法抱紧曳引轮；此外制动器异物卡阻也会导致制动臂无法在制动弹簧的作用下顺畅移动，引起曳引机发生故障，轻则引起轿厢发生一定的溜梯，重则引起轿厢坠落或冲顶，最终导致安全事故。

中国专利文献CN106986246A公开了一种曳引机硬件在环状态测试与故障诊断装置，该装置中通过伺服电机根据负载模拟信号为曳引机进行动态加载，实施动态模拟故障，获得曳引机和曳引机控制系统的故障信号，并通过传感检测单元传送给控制诊断系统，控制诊断系统对曳引机的制动器磨损状态进行诊断，实现故障诊断。该装置不需要实际井道和电梯门区就可以实现曳引机动态真实加载和故障诊断，从而便于提前发现曳引机在实际运行工况下出现故障的情况，以对电梯进行安全和可靠性评估。然而该装置尚未针对曳引机的内部构造和运行机理建立较为完善的故障模拟装置，并不能对制动弹簧力矩衰减以及制动器异物卡阻等情况进行模拟。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种曳引机模拟故障试验装置，针对现有的曳引机运行工况，在检测环节上为检测人员提供更有效的测试场景，对制动弹簧力矩衰减以及制动器异物卡阻进行场外模拟。

为了实现上述目的，本发明的一种曳引机模拟故障试验装置，包括：

制动臂位移调节单元，包括用于驱动曳引机制动器手动松闸转杆的旋转轴旋转的驱动机构；

制动力矩调节单元，包括与曳引机的制动弹簧轴线平行设置的水平直线导轨以及安装于水平直线导轨上可自由滑动的滑动座，在所述滑动座上设置有旋转电机以及连接于旋转电机动力输出端的第一旋转件，所述第一旋转件与制动弹簧同轴线设置并能够扣紧制动弹簧外侧的反力螺母。

所述驱动机构包括拉绳组件、传动杆以及第二旋转件；所述拉绳组件的拉绳连接于所述传动杆，传动杆与第二旋转件相固定，所述第二旋转件能够扣紧所述旋转轴。

所述第二旋转件包括一套筒，所述旋转轴的端部能够插入至套筒内，在套筒的端部设置有让位槽，当旋转轴的端部插入至套筒内时连接于旋转轴上的手动松闸转杆能够进入至所述让位槽内。

所述拉绳组件包括电机丝杠驱动装置，所述电机丝杠驱动装置包括驱动电机、连接于驱动电机动力输出端的丝杠、设置于丝杠上的螺母，在所述螺母上固定有滑台，所述拉绳连接于所述滑台上。

所述拉绳组件还包括绳轮，所述拉绳绕过所述绳轮。

所述第二旋转件通过轴承安装于一座板上，所述座板可分离地固定于以竖板上，在所述竖板上设置有通孔，所述第二旋转件穿过所述通孔，座板固定于竖板的远离所述旋转轴的一侧。

所述驱动机构包括拉绳组件，所述拉绳组件的拉绳用于连接于手动松闸转杆。

所述第一旋转件包括一旋转杆，所述旋转杆的端部设置有与所述反力螺母相配合的内孔。

所述旋转电机与第一旋转件之间通过蜗轮蜗杆机构连接。

所述曳引机模拟故障试验装置还包括机架，所述机架上设置有用于安装曳引机的安装位，所述制动臂位移调节单元和制动力矩调节单元设置于所述机架上。

所述水平直线导轨位于所述电机丝杠驱动装置上方。

采用上述技术方案，本发明的曳引机模拟故障试验装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、扳动曳引机制动器的手动松闸转杆能够使旋转轴进行旋转，从而强制打开制动臂并能够调整制动臂的开度，因此通过本发明中的制动力矩调节单元能够调节曳引机制动器手动松闸转杆的旋转角度，在曳引机模拟故障试验中就能够调节制动臂的开度模拟异物造成制动器不同程度的卡阻，以用于测试在制动器不同卡阻状态下曳引机的运行数据；避免了使用真实异物进行卡阻试验对设备本身造成的损伤以及对人员带来的安全隐患；

2、制动弹簧对制动臂的弹力使制动臂抱紧曳引轮，而制动弹簧的远离制动臂的一端向反力螺母施加作用力，通过本发明中的制动臂位移调节单元能够调节反力螺母的行程位置从而使制动弹簧伸长，则导致制动弹簧对制动臂提供的推力减小，从而模拟制动弹簧力矩衰减，并且能够将反力螺母精确调节至不同位置以模拟制动弹簧力矩衰减的不同程度，以用于测量制动弹簧力矩衰减状态下的曳引机运行数据；

3、滑动座在水平直线导轨上自由滑动，因此启动旋转电机通过第一旋转件带动反力螺母向外侧移动时，滑动座以及第一旋转件能够随反力螺母同步移动，不会对反力螺母造成阻挡，并且这种随动结构十分简易、紧凑；

4、通过拉绳直接拉动所述手动松闸转杆进行旋转，或者通过拉绳拉动传动杆带动手动松闸转杆旋转，驱动结构均较为简易，拉绳在手动松闸转杆或传动杆的旋转过程中可以自适应地变化连接角度，通过绳轮对拉绳进行导向，则在滑台到绳轮之间这一段拉绳能够始终保持定向；

5、将待试验的曳引机、制动臂位移调节单元和制动力矩调节单元均设置于机架，并且制动力矩调节单元位于制动臂位移调节单元的电机丝杠驱动装置上方，使本发明的曳引机模拟故障试验装置整体结构紧凑，占地面积小，能够同时对曳引机进行制动弹簧力矩衰减模拟以及制动器异物卡阻模拟。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的侧视图。

图3为制动臂位移调节单元的立体结构示意图。

图4为制动臂位移调节单元的侧视图。

图5为传动杆与拉绳和第二旋转件的连接结构示意图。

图6为制动臂位移调节单元的另一种实施方式的示意图。

图7为制动力矩调节单元的结构示意图。

图8为本发明的系统框图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1、2所示，本发明的曳引机模拟故障试验装置，包括机架1以及设置于机架1上的制动臂位移调节单元2和制动力矩调节单元3。所述机架1上设置有用于安装曳引机4的安装位，曳引机4被固定安装于机架1上。

如图3-5所示，所述制动臂位移调节单元2，包括用于驱动曳引机制动器手动松闸转杆41的旋转轴旋转的驱动机构，通常手动松闸转杆41垂直螺接于旋转轴上的螺孔内。

在本实施例中，所述驱动机构包括拉绳组件21、传动杆22以及第二旋转件。所述拉绳组件21包括电机丝杠驱动装置，所述电机丝杠驱动装置包括驱动电机211、连接于驱动电机211动力输出端的丝杠212、设置于丝杠212上的螺母213，在所述螺母213上固定有滑台214，滑台214通过滑块215安装于滑轨216上，在所述滑台214上连接有拉绳217，拉绳217绕过一绳轮218后连接于所述传动杆22。

所述第二旋转件包括一套筒23，所述传动杆22通过连接器24与套筒23相固定，连接器24上设置有两个插槽分别用于套筒23以及传动杆22插入并通过螺栓锁紧。

所述旋转轴的端部能够插入至套筒23内，在套筒23的端部设置有让位槽231，当旋转轴的端部插入至套筒23内时连接于旋转轴上的手动松闸转杆41能够进入至所述让位槽231内，从而使套筒23能够扣紧在所述旋转轴上。

上述结构的制动臂位移调节单元2，通过驱动电机211驱动丝杠212旋转从而带动螺母213和滑台214直线运动从而拉动所述拉绳217，拉绳217牵引传动杆22使其转动，从而扳动所述手动松闸转杆41，因此在曳引机模拟故障试验中能够在不使用真实异物进行卡阻的情况下对制动器的异物卡阻进行模拟，并且能够精准模拟异物卡阻所造成的制动臂开度间距距离。

所述套筒23通过轴承安装于一座板25上，所述座板25可分离地固定于以竖板26上，在所述竖板26上设置有通孔261，所述套筒23穿过通孔261，座板25固定于竖板26的远离所述旋转轴的一侧。安装完毕曳引机4后，能够将套筒23扣紧在手动松闸转杆41的旋转轴上，然后通过螺栓将座板25固定于竖板26上。

除此之外，在另一种实施方式中，如图6所示，所述拉绳217也可以直接连接于手动松闸转杆41上，牵引手动松闸转杆41带动旋转轴411旋转。通过拉绳217直接拉动所述手动松闸转杆41进行旋转，或者通过拉绳217拉动传动杆22带动手动松闸转杆41旋转，驱动结构均较为简易，拉绳217在手动松闸转杆41或传动杆22的旋转过程中可以自适应地变化连接角度，通过绳轮218对拉绳217进行导向，则在滑台214到绳轮218之间这一段拉绳217能够始终保持定向。当然，在其他实施方式中，也可以不通过拉绳217进行传动，而是通过铰接于滑台214与传动杆22或手动松闸转杆41之间的连杆进行传动，或者驱动电机211通过联轴器与所述旋转轴连接。

如图1、2、7所示，所述制动力矩调节单元3包括与曳引机4的制动弹簧42轴线平行设置的水平直线导轨31以及安装于水平直线导轨31上的滑动座32，滑动座32能够在水平直线导轨31上自由滑动从而靠近或远离曳引机4。

在所述滑动座32上设置有旋转电机33，旋转电机33通过蜗轮蜗杆机构35连接有一第一旋转件，所述第一旋转件与制动弹簧42同轴线设置并能够扣紧制动弹簧42外侧的反力螺母43。在本实施例中，所述第一旋转件包括一旋转杆34，所述旋转杆34的端部设置有与所述反力螺母43相配合的内孔341。由于滑动座32在水平直线导轨31上能够自由滑动，因此启动旋转电机33通过第一旋转件带动反力螺母43向外侧移动时，滑动座32以及第一旋转件能够随反力螺母43同步移动，不会对反力螺母43造成阻挡，并且这种随动结构十分简易、紧凑。

在所述机架1上并且位于电机丝杠212驱动装置的侧部设置有支撑架30，所述水平直线导轨31设置于支撑架30上并且位于所述电机丝杠212驱动装置上方，使本发明的曳引机模拟故障试验装置整体结构紧凑，占地面积小。

如图8所示，本发明的曳引机模拟故障试验装置还包括控制单元，控制单元与驱动电机211以及旋转电机33连接，所述驱动电机211和旋转电机33均为步进电机，通过控制单元能够控制其精准动作。

本发明的曳引机模拟故障试验装置的工作原理：

在控制单元中的可编程逻辑控制器模拟电梯的正常/故障运行状态，以曳引机为试验对象，通过控制面板控制驱动电机211动作从而旋拧反力螺母43来对应制动弹簧力矩的变化，并基于设置在制动臂上的振动传感器检测弹簧制动力矩不足的故障信号来验证弹簧力矩是否处于失效状态，从而形成了自适应的故障监测环节。

通过布置在制动臂相邻外侧的制动臂位移调节单元2，基于驱动电机211转动丝杠来使拉绳带动传动杆控制手动松闸转杆41旋转，来实现模拟制动臂卡阻的故障状态，并基于电流传感器检测制动器卡阻的故障信号建立故障判断响应机制来实时动态验证制动臂是否处于失效状态，从而形成了自适应的故障监测环节。

本发明性能稳定安全，装置调节精度较高，可以实时监测与控制，结果以控制面板的数据显示，清晰直观，历史数据易于调取和分析，通过历史数据判断并分析设备性能衰减趋势，根据相关法规对其实现风险评估和预警。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。