升降機(jī)(電梯)系統(tǒng)中的繼電器扮演著至關(guān)重要的角色,它們本質(zhì)上是電磁操作的開(kāi)關(guān),是控制系統(tǒng)與動(dòng)力執(zhí)行部件之間的橋梁和安全保障。其作用可以概括為以下幾個(gè)方面:
1.電氣隔離與信號(hào)放大:
*升降機(jī)的控制(如PLC、微機(jī)板或老式繼電器邏輯板)通常工作在低電壓(如24VDC)、小電流的邏輯信號(hào)層面。而驅(qū)動(dòng)曳引電機(jī)、門(mén)電機(jī)、抱閘線圈等執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要高電壓(如380VAC)、大電流。
*繼電器利用其電磁線圈接收微弱的控制信號(hào),通過(guò)電磁力驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的機(jī)械觸點(diǎn)動(dòng)作(閉合或斷開(kāi))。這些觸點(diǎn)能夠承載和切換高電壓、大電流回路。這實(shí)現(xiàn)了低壓控制電路與高壓主電路之間的電氣隔離,保護(hù)了精密的控制免受高壓浪涌、干擾和過(guò)載的損害,同時(shí)將微小的控制指令“放大”成能驅(qū)動(dòng)大功率設(shè)備的動(dòng)作。
2.邏輯控制與功能執(zhí)行:
*繼電器是構(gòu)成升降機(jī)復(fù)雜邏輯控制的基礎(chǔ)元件??刂葡到y(tǒng)根據(jù)各種輸入信號(hào)(如召喚按鈕、樓層信號(hào)、門(mén)聯(lián)鎖狀態(tài)、位置檢測(cè)、安全開(kāi)關(guān)等),通過(guò)特定的邏輯關(guān)系(由程序或硬連線實(shí)現(xiàn))或釋放相應(yīng)的繼電器。
*驅(qū)動(dòng)主電機(jī):控制曳引電機(jī)啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)(上行/下行)的接觸器,本質(zhì)上就是大功率繼電器??刂葡到y(tǒng)的指令終通過(guò)驅(qū)動(dòng)這些接觸器線圈來(lái)控制電機(jī)。
*控制門(mén)機(jī):開(kāi)關(guān)門(mén)指令通過(guò)繼電器驅(qū)動(dòng)門(mén)電機(jī)控制回路,實(shí)現(xiàn)門(mén)的開(kāi)啟、關(guān)閉和調(diào)速。
*釋放抱閘:當(dāng)電梯需要運(yùn)行時(shí),特定的安全繼電器和運(yùn)行繼電器動(dòng)作,接通抱閘線圈電源,使抱閘(制動(dòng)器)打開(kāi)。
*樓層選擇與定向:根據(jù)內(nèi)選外呼信號(hào)和目標(biāo)樓層,繼電器組合參與決定運(yùn)行方向和停靠樓層。
*信號(hào)指示:驅(qū)動(dòng)轎廂和層站的方向燈、樓層顯示器、蜂鳴器等。
3.安全保障(作用):
*這是繼電器在升降機(jī)中關(guān)鍵的作用之一。升降機(jī)配備了安全回路,這是一系列串聯(lián)的常閉安全開(kāi)關(guān)(如:所有廳門(mén)門(mén)鎖開(kāi)關(guān)、轎門(mén)門(mén)鎖開(kāi)關(guān)、限速器開(kāi)關(guān)、安全鉗開(kāi)關(guān)、底坑急停開(kāi)關(guān)、轎頂急停開(kāi)關(guān)、漲緊輪開(kāi)關(guān)、過(guò)載檢測(cè)等)。
*這些安全開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)通常接入關(guān)鍵的安全繼電器(如安全繼電器、門(mén)鎖繼電器)的線圈回路。
*正常狀態(tài):所有安全開(kāi)關(guān)閉合→安全繼電器線圈得電→其常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合→這個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)在曳引電機(jī)主接觸器線圈回路、抱閘線圈回路甚至整個(gè)控制電源回路中→電梯允許運(yùn)行。
*異常/危險(xiǎn)狀態(tài):任何一個(gè)安全開(kāi)關(guān)因故障或保護(hù)動(dòng)作(如門(mén)被扒開(kāi)、、安全鉗動(dòng)作、急停按下)而斷開(kāi)→安全繼電器線圈失電→其常開(kāi)主觸點(diǎn)立即斷開(kāi)→強(qiáng)制切斷曳引電機(jī)電源和抱閘電源→電梯立即停止運(yùn)行,抱閘在彈簧作用下制動(dòng)→確保乘客和設(shè)備安全。
*安全繼電器通常采用強(qiáng)制導(dǎo)向(機(jī)械聯(lián)鎖)觸點(diǎn)設(shè)計(jì),確保在觸點(diǎn)熔焊等故障時(shí)也能可靠斷開(kāi)安全回路。
4.狀態(tài)反饋與監(jiān)控:
*繼電器觸點(diǎn)的狀態(tài)(通/斷)本身就是一個(gè)重要的反饋信號(hào)。
*控制系統(tǒng)可以通過(guò)檢測(cè)特定繼電器(如門(mén)鎖繼電器、運(yùn)行繼電器、抱閘繼電器)輔助觸點(diǎn)的狀態(tài),來(lái)監(jiān)控電梯各關(guān)鍵部件(如門(mén)是否鎖好、電梯是否在運(yùn)行、抱閘是否打開(kāi))的實(shí)際工作情況,用于邏輯判斷和故障診斷。
總結(jié):
升降機(jī)繼電器是系統(tǒng)可靠運(yùn)行和安全保障的神經(jīng)。它們地隔離了敏感的控制電路與大功率負(fù)載,將控制系統(tǒng)的邏輯決策地轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)電機(jī)、門(mén)機(jī)、抱閘等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。尤其重要的是,它們構(gòu)成了電梯的生命線——安全回路,通過(guò)串聯(lián)所有關(guān)鍵安全開(kāi)關(guān)并控制著動(dòng)力(電機(jī)和抱閘)的電源,確保在任何潛在危險(xiǎn)發(fā)生時(shí),都能立即、可靠、無(wú)條件地切斷動(dòng)力,強(qiáng)制電梯停止,程度地保護(hù)乘客的生命安全。沒(méi)有繼電器可靠地執(zhí)行這些隔離、控制和安全功能,現(xiàn)代電梯的安全運(yùn)行將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。雖然固態(tài)電子元件(如固態(tài)繼電器、晶閘管)的應(yīng)用在增加,但傳統(tǒng)電磁繼電器在關(guān)鍵的安全回路和需要物理隔離的場(chǎng)合,因其固有的故障安全特性和可靠性,仍然占據(jù)著的地位。
升降機(jī)(電梯或升降平臺(tái))的防滑裝置是防止轎廂或平臺(tái)失控下滑或墜落的關(guān)鍵安全系統(tǒng),其工作原理在于檢測(cè)異常運(yùn)動(dòng)并觸發(fā)機(jī)械制動(dòng)。常見(jiàn)和的防滑裝置是限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)(適用于電梯轎廂),而對(duì)于某些升降平臺(tái),則可能使用夾軌器。以下是詳細(xì)工作原理:
1.:限速器
*角色:速度監(jiān)控與觸發(fā)源。
*位置:通常安裝在電梯機(jī)房或井道頂部。
*工作原理:
*限速器通過(guò)限速器鋼絲繩與電梯轎廂直接連接,轎廂上下運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)限速器繩輪旋轉(zhuǎn)。
*限速器內(nèi)部裝有離心式或甩塊式機(jī)械裝置。當(dāng)轎廂運(yùn)行速度正常時(shí),離心力不足以克服限速器內(nèi)部的彈簧張力或配重平衡,裝置保持靜止。
*一旦轎廂下行速度超過(guò)設(shè)定值(通常為額定速度的115%以上),離心力增大,甩塊(或離心錘)向外甩開(kāi),觸發(fā)限速器的機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)。
*被觸發(fā)的限速器會(huì)瞬間卡住限速器鋼絲繩,使其停止運(yùn)動(dòng)。
2.執(zhí)行機(jī)構(gòu):安全鉗
*角色:機(jī)械制動(dòng),夾緊導(dǎo)軌。
*位置:安裝在電梯轎廂的底部框架兩側(cè),正對(duì)井道內(nèi)的垂直導(dǎo)軌。
*工作原理:
*安全鉗通過(guò)一套連桿機(jī)構(gòu)(提拉桿)與限速器鋼絲繩相連。
*當(dāng)限速器卡住鋼絲繩而轎廂因重力或動(dòng)力失控繼續(xù)下行時(shí),相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得被固定的限速器鋼絲繩開(kāi)始向上提拉安全鉗的提拉桿。
*提拉桿的向上運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)安全鉗內(nèi)部的楔塊(或滾柱)沿著斜面向上移動(dòng)。
*楔塊被強(qiáng)制向上頂起,強(qiáng)力地?cái)D壓在轎廂兩側(cè)的垂直導(dǎo)軌上,產(chǎn)生巨大的摩擦力。
*安全鉗有兩種主要類(lèi)型:
*瞬時(shí)式安全鉗:動(dòng)作非常迅速,夾緊力瞬間達(dá)到值。適用于低速電梯(<0.63m/s),沖擊較大。
*漸進(jìn)式安全鉗:更常見(jiàn)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如彈性元件、特殊形狀的楔塊和鉗座)設(shè)計(jì)使得夾緊力是逐步增加的,轎廂在制停過(guò)程中會(huì)滑行一段可控的距離(制動(dòng)減速度被限制在安全范圍內(nèi)),大大減小了對(duì)乘客和設(shè)備的沖擊,適用于中高速電梯。
3.結(jié)果:可靠制停
*安全鉗的楔塊與導(dǎo)軌之間產(chǎn)生的巨大滑動(dòng)摩擦力迅速抵消轎廂的下行動(dòng)能,終將失控下行的轎廂牢固地夾持在導(dǎo)軌上,防止其進(jìn)一步下滑或墜落。
4.升降平臺(tái)的夾軌器
*對(duì)于液壓或鏈條驅(qū)動(dòng)的升降平臺(tái)(如剪叉式、導(dǎo)軌式),其防滑裝置常采用夾軌器。
*工作原理:
*夾軌器通常由液壓油缸或強(qiáng)力彈簧驅(qū)動(dòng)。
*當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到平臺(tái)異常下降(如下降速度過(guò)快、液壓系統(tǒng)失壓、鏈條斷裂信號(hào)等)時(shí),觸發(fā)信號(hào)會(huì)釋放液壓或釋放彈簧力。
*驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)帶有高摩擦系數(shù)材料(如工程塑料或燒結(jié)金屬)的制動(dòng)靴(或制動(dòng)塊),從兩側(cè)或單側(cè)強(qiáng)力夾緊平臺(tái)運(yùn)行的垂直導(dǎo)軌或齒條。
*通過(guò)摩擦作用,將平臺(tái)可靠地制停在當(dāng)前位置。
總結(jié)來(lái)說(shuō),升降機(jī)防滑裝置的工作邏輯是:
1.檢測(cè)異常:限速器(或速度傳感器)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行速度,一旦即觸發(fā)。
2.機(jī)械觸發(fā):被觸發(fā)的限速器卡住鋼絲繩(或傳感器發(fā)出信號(hào)給夾軌器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))。
3.強(qiáng)制制動(dòng):鋼絲繩的固定迫使安全鉗動(dòng)作(或夾軌器動(dòng)作),將楔塊/制動(dòng)塊強(qiáng)力壓向?qū)к墶?br/>4.摩擦制停:巨大的摩擦力抵消動(dòng)能,將轎廂/平臺(tái)可靠地固定在導(dǎo)軌上。
這套系統(tǒng)完全依賴(lài)機(jī)械原理或機(jī)電聯(lián)動(dòng)(但關(guān)鍵觸發(fā)和制動(dòng)環(huán)節(jié)是純機(jī)械的),不依賴(lài)于主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或電力供應(yīng),確保了即使在嚴(yán)重的故障(如鋼絲繩全斷、電機(jī)抱閘失效、斷電)情況下,也能提供一道安全保障,是升降機(jī)安全運(yùn)行不可或缺的“生命線”。其設(shè)計(jì)遵循嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn),確保制動(dòng)過(guò)程有效且沖擊可控。
以下是直臂式高空作業(yè)平臺(tái)(直臂機(jī))常見(jiàn)的故障類(lèi)型及簡(jiǎn)要分析(符合字?jǐn)?shù)要求):
一、動(dòng)力系統(tǒng)故障
1.發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)/熄火:
*原因:電瓶電量不足或接頭松動(dòng)、啟動(dòng)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)故障、燃油系統(tǒng)問(wèn)題(燃油不足、濾清器堵塞、油泵故障)、進(jìn)氣系統(tǒng)堵塞(空濾臟污)、點(diǎn)火系統(tǒng)故障(火花塞、高壓線)、傳感器故障(曲軸位置傳感器等)、ECU故障。
*表現(xiàn):?jiǎn)?dòng)無(wú)反應(yīng)、啟動(dòng)困難、啟動(dòng)后立即熄火、運(yùn)行中無(wú)故熄火。
2.液壓系統(tǒng)異常:
*動(dòng)作緩慢/無(wú)力:液壓油位過(guò)低或油質(zhì)劣化(乳化、污染)、主泵磨損或內(nèi)泄、系統(tǒng)壓力過(guò)低(溢流閥設(shè)定不當(dāng)或故障)、比例閥/控制閥卡滯或內(nèi)泄、液壓濾芯堵塞嚴(yán)重、液壓油粘度不匹配(過(guò)稀或過(guò)稠)。
*動(dòng)作抖動(dòng)/爬行:液壓油混入空氣(吸油管漏氣、油位過(guò)低)、液壓油污染導(dǎo)致閥芯卡滯、執(zhí)行元件(油缸)內(nèi)泄、系統(tǒng)壓力不穩(wěn)。
*無(wú)動(dòng)作/動(dòng)作錯(cuò)亂:先導(dǎo)壓力不足(先導(dǎo)泵故障、濾芯堵)、電磁閥線圈燒毀或閥芯卡死、控制器輸出信號(hào)錯(cuò)誤、液壓鎖故障、嚴(yán)重內(nèi)泄導(dǎo)致壓力建立不起來(lái)。
*油溫過(guò)高:冷卻器堵塞或風(fēng)扇不轉(zhuǎn)、系統(tǒng)長(zhǎng)期高壓溢流(設(shè)定過(guò)高或負(fù)載過(guò)大)、液壓油粘度選擇不當(dāng)、油量不足、內(nèi)泄嚴(yán)重。
二、電氣系統(tǒng)故障
1.操作面板/控制器失靈:
*原因:面板按鍵損壞、線路短路/斷路/接觸不良(尤其旋轉(zhuǎn)接頭處)、控制器(PLC或控制器)故障、保險(xiǎn)絲熔斷、電源電壓異常。
*表現(xiàn):部分或全部功能按鍵無(wú)響應(yīng)、顯示屏亂碼或無(wú)顯示、動(dòng)作不受控。
2.傳感器故障:
*原因:限位開(kāi)關(guān)(水平、幅度、高度)失效或位置偏移、角度傳感器故障、壓力傳感器漂移或損壞、傾斜傳感器失效、線束損壞。
*表現(xiàn):安全保護(hù)功能誤觸發(fā)(如無(wú)故限位停機(jī))或失效(如超限不停)、動(dòng)作反饋不準(zhǔn)確、平臺(tái)無(wú)法調(diào)平。
3.線路問(wèn)題:
*原因:線束老化磨損(尤其臂架內(nèi)和旋轉(zhuǎn)部位)、插接頭氧化松動(dòng)進(jìn)水、動(dòng)物啃咬。
*表現(xiàn):時(shí)好時(shí)壞、信號(hào)不穩(wěn)定、功能間歇性失效。
三、機(jī)械結(jié)構(gòu)故障
1.臂架系統(tǒng)問(wèn)題:
*異響/抖動(dòng):臂節(jié)間滑塊/軸承磨損、間隙過(guò)大、潤(rùn)滑不良;伸縮鋼絲繩/鏈條松弛、磨損或跳槽;結(jié)構(gòu)件(如軸銷(xiāo)、耳板)出現(xiàn)裂紋(嚴(yán)重安全隱患?。?。
*伸縮/變幅卡滯:滑塊變形或脫落、軌道內(nèi)有異物、結(jié)構(gòu)變形、平衡系統(tǒng)失調(diào)。
2.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)故障:
*回轉(zhuǎn)異響/抖動(dòng):回轉(zhuǎn)支承(轉(zhuǎn)盤(pán)軸承)缺油、滾道磨損或點(diǎn)蝕、齒輪磨損或嚙合不良。
*回轉(zhuǎn)不動(dòng)作/無(wú)力:回轉(zhuǎn)馬達(dá)故障、減速機(jī)損壞、回轉(zhuǎn)制動(dòng)器未釋放或故障。
3.行走/底盤(pán)故障(針對(duì)自走式):
*行走無(wú)力/跑偏:行走馬達(dá)/泵內(nèi)泄、減速機(jī)構(gòu)故障、輪胎氣壓不均或磨損、制動(dòng)器拖滯。
*支腿支撐不穩(wěn)/下沉:支腿油缸內(nèi)泄、液壓鎖失效、水平檢測(cè)失效、地面松軟。
四、安全裝置故障
1.緊急下降功能失效:應(yīng)急泵故障、應(yīng)急下降閥卡死、回路堵塞、電池失效(電動(dòng)應(yīng)急)。
2.超載/傾斜保護(hù)失效:相關(guān)傳感器故障、控制器邏輯錯(cuò)誤、線路問(wèn)題。
3.防碰撞系統(tǒng)誤報(bào)/失靈:超聲波/雷達(dá)傳感器污損、校準(zhǔn)偏移、線路故障。
總結(jié)
直臂機(jī)的故障主要集中在液壓、電氣、動(dòng)力三大系統(tǒng)以及關(guān)鍵機(jī)械結(jié)構(gòu)(臂架、旋轉(zhuǎn))上。安全裝置的可靠性至關(guān)重要,必須定期測(cè)試。預(yù)防性維護(hù)(定期更換油品濾芯、緊固潤(rùn)滑、檢查線束結(jié)構(gòu))是減少故障的關(guān)鍵。操作人員應(yīng)熟悉設(shè)備報(bào)警信息,發(fā)現(xiàn)異常(異響、動(dòng)作異常、滲漏、報(bào)警等)應(yīng)立即停機(jī)檢查,嚴(yán)禁帶病作業(yè)。復(fù)雜故障需由維修人員處理。