劉仕國
上海淳信機電科技有限公司 上海市 200000
摘要：在電梯運行中，緩沖器是最后的安全保障設施，若是電梯降至底層然而沒有及時停運，則轎廂會繼續(xù)行駛，進而與底坑發(fā)生撞擊，引發(fā)電梯事故，如果將緩沖器安裝于底坑中，則可以有效提高轎廂制停安全性，不會對人員造成傷害，因此緩沖器被國家標準強制要求為電梯必備的安裝裝置之一。在日常運行中，相關人員應該充分重視緩沖器性能情況，積極進行檢修與養(yǎng)護，以充分提高電梯運行安全性。對此，本文闡述了液壓緩沖器概述，介紹了液壓緩沖器結構，并介紹液壓緩沖器維修與養(yǎng)護策略，希望能夠為相關企業(yè)與人員提供參考。
關鍵詞：液壓緩沖器；緩沖原理；結構探究
引言：對于電梯用液壓緩沖器而言，其主要被安裝在電梯井道底坑中，設置在轎廂和對重的正下方。當電梯轎廂或?qū)χ匾蚬收献驳讜r，油壓緩沖器利用液體流動的阻尼作用緩沖轎廂或?qū)χ氐臎_擊，安全平穩(wěn)地把轎廂和對重制停，避免劇烈沖擊，防止災難性事故發(fā)生，保護乘客和設備安全。當前，要求緩沖器結構簡單，體積小、重量輕，緩沖過程平穩(wěn)連貫，具有良好的緩沖性能[1]。
1.電梯用液壓緩沖器的緩沖原理
1.1基本原理
轎廂對緩沖器產(chǎn)生撞擊作用時，柱塞下行，會對缸體液壓油進行壓縮，借助節(jié)流環(huán)將液壓油噴進柱塞腔。此過程中，由于活動截面積驟減，產(chǎn)生渦流，促使液體中質(zhì)點互相摩擦與拉擊，促使對重與轎廂速度變緩，最終停止。緩沖器借助液體活動阻力作用，對對重與轎廂產(chǎn)生緩沖效果，在對重、轎廂與緩沖器分開時，基于復位彈簧作用，柱塞向上復位，液壓油再次回到油缸中，恢復到正常狀況。由于液壓緩沖器主要通過消耗能量形式達到緩沖目的，所以沒有回彈效果。另外，由于變量作用，柱塞下壓過程中，節(jié)流環(huán)截面積不斷減小，促使緩沖力和緩沖減速度基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，所以液壓緩沖器平穩(wěn)性良好。
1.2節(jié)流原理
基于相同制停條件，緩沖器的緩沖作用時間較短，儲能器可以將大部分動能轉化為油液內(nèi)能，并對其進行存儲，其余動能借助節(jié)流作用進行熱能轉換，散發(fā)到空氣中。以理論角度分析，梯形凸臺是最佳節(jié)流方式，對此應考慮成本、功能以及結構等因素，進而對緩沖性能最佳方案進行確定，選擇徑向設置節(jié)流孔充分提高緩沖時的節(jié)流效果。相比于皮囊蓄能器，活塞儲能器反應不夠靈敏，并且密封性能與缸體加工要求更高，但是其借助設計能夠和緩沖器實現(xiàn)一體化，充分提高結構儲能效果，降低成本[2]。
1.3緩沖距離
需要保證曳引電梯，在轎廂上行時不會出現(xiàn)超速問題，進而避免電梯沖頂，因此，需要設置對重緩沖器、超速保護裝置、保護開關等保護裝置。其中保護開關主要是借助制動器制動提高電梯運行安全。根據(jù)GB10060-0993《電梯安裝驗收規(guī)范》的相關規(guī)定，在轎廂處于最高層站的平層位置，制動器無法有效運行，同時對重重量比轎廂大時，會造成電梯沖頂事件，此時轎廂處于最高層站的平層位置情況下，緩沖器頂面、緩沖器和對重裝板的間距應該控制在200mm—350mm范圍內(nèi)，若是緩沖器耗能較大，則此間距應該控制在150mm—400mm范圍內(nèi)。
2.電梯用液壓緩沖器的結構分析
液壓緩沖器的結構形式主要由芯軸式與多孔式兩種類型，多孔式緩沖器結構件下圖。
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在撞擊撞頭之后，促使活塞下行，開始擠壓高壓腔中液壓油，并借助阻尼孔向低壓腔中流通。因為相比于活塞面積，阻尼面積更小，對液壓油流通造成阻礙，實現(xiàn)節(jié)流緩沖目的[3]。
芯軸式緩沖器結構如下：
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芯軸式緩沖器屬于新型緩沖器，相比于多孔式緩沖器，結構強度高、緩沖效率高，性能穩(wěn)定性良好。其運行原理和多孔式基本相同，主要差異在于結構，芯軸式緩沖器節(jié)流作用主要是借助芯軸和活塞之間配合，形成環(huán)形縫隙。因此，在形成變化過程中，間隙面積變化具有一定規(guī)律，進而提高阻尼力的平穩(wěn)性[4]。對于芯軸式緩沖器結構，具體如下所示。
首先，圓柱節(jié)流芯軸。該節(jié)流芯軸的結構較為簡單，見下圖。
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活塞孔和芯軸產(chǎn)生的節(jié)流縫隙具有固定不斷特點，緩沖初始階段形成的沖擊力較大，在進入緩沖之后，壓力迅速降低。縫隙對于緩沖效果有著較大影響，若是縫隙較大，則緩沖效果幾乎為零，若是縫隙較小，那么油腔會產(chǎn)生較大沖擊力與油壓沖擊力，該裝置在低速輕載場合具有良好適用性。
其次，階梯節(jié)流芯軸，見下圖。
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改芯軸主要為臺階性，通過油腔尺寸確定臺階數(shù)，在芯軸壓入活塞孔過程中，芯軸直徑不斷變大，不斷縮小和活塞孔之間間隙，相比于圓柱芯軸，該芯軸緩沖器的減速度變化以及油缸壓力非常穩(wěn)定，然而因為芯軸為階梯型，所以無法保證排油截面變化的連續(xù)性，臺階過度緩沖位置缺乏穩(wěn)定性，要想保證緩沖效果達到預期要求，應該持續(xù)優(yōu)化排油截面變化穩(wěn)定性[5]。
再次，圓錐芯軸，見下圖。
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相比于階梯芯軸，圓錐芯軸在緩沖過程中，產(chǎn)生的截面積變化具有良好連續(xù)性，緩沖過程的曲線非常平滑。然而因為圓錐芯軸節(jié)流口面積變化呈線性，在其上端面直接與下斷面直徑確定之后，其外部輪廓曲線即固定不變，可變參數(shù)不夠豐富，優(yōu)化空間較少，進行緩沖時壓力也會存在。要達到勻減速目的，對壓力沖擊進行有效控制，應該保證節(jié)流縫隙變化過程中滿足某種特定規(guī)律。
最后，拋物線芯軸，見下圖。
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以理論角度分析，拋物線芯軸結構最為理想，在保證芯軸輪廓曲線參數(shù)設計及合理情況下，能夠獲得與等減速相近的緩沖效果，有效提高緩沖壓力穩(wěn)定性，進而保證緩沖腔壓力平穩(wěn)性，能夠充分控制油壓沖擊，在高速場合具有良好適用性。然而因為拋物線輪廓曲線參數(shù)的確定難度較大，同時加工成本較高等，在實際中的應用較少，主要借助錐形與階梯型芯軸實現(xiàn)理想目標。
對于圓錐芯軸與臺階芯軸，在保證參數(shù)合理情況下，能夠促使芯軸獲得和理想拋物線芯軸較為相近的等減速特性。所以衍生出一種新型芯軸結構，見下圖。
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對芯軸進行分段處理，主要由柱面柱體與錐面柱體構成，借助芯軸界面形狀變化，促使活塞孔有效節(jié)流面積發(fā)生變化。在緩沖初期，活塞孔具有較大節(jié)流面積，即使芯軸伸進速度較大，也不會產(chǎn)生較大沖擊力。在活塞不斷下行過程中，節(jié)流面積縮小過程具有一定規(guī)律性，特別在各段過度銜接部位，排油截面能夠平穩(wěn)變化，充分降低壓力突變發(fā)生概率，緩沖過程動能消耗非常均勻。
3.電梯用液壓緩沖器的維修與保養(yǎng)
3.1維保時間、要求與內(nèi)容
維保工作主要采用年度、半年度、季度、月度與周度等時間要求對液壓緩沖器展開專項修理、大修與中度修理等，維保內(nèi)容與要求如下：
（1）年度檢修。對液壓緩沖器展開復位試驗，要求柱塞構件靈活進行上下運動，電氣開關動作具有良好準確性，液壓緩沖器油位需要保持在最低油位與最高油位范圍內(nèi)。
（2）半年度檢修。檢查緩沖器的可靠性與牢固性以及壓力缸、柱塞構建的腐蝕、銹蝕等現(xiàn)象[6]。
（3）季度檢修。①總線緩沖器的可靠性與牢固性，電氣開關動作的可靠性，以及電器開關與電纜破損問題等；②對于緩沖器油位，應該始終位于最高油位—最低油位之間，柱塞未發(fā)生腐蝕現(xiàn)象；③保證緩沖器頂面和轎廂間距符合設計要求。
（4）周度檢修。①確保緩沖器的電氣開關靈活動作，具有可靠的功能。②緩沖器壓縮到最大極限后，可自行服務，并且電氣開關無異�，F(xiàn)象。柱塞無銹蝕問題。
3.2液壓緩沖器維保要點
（1）緩沖器需要垂直安裝，同時不垂直度控制在1°范圍內(nèi)；如果垂直度不滿足規(guī)范要求，應該借助增減墊片方式，促使緩沖器垂直度滿足規(guī)定要求。
（2）查看緩沖器名，可以準確掌握其生產(chǎn)日期，并準確判定緩沖器是都超出保質(zhì)期，若是超出使用時間則應該開展更換工作。
（3）對于緩沖器柱塞外露部分主要借助抹布將灰塵擦除，若是表面被液壓油污染無法有效清除，則可以蘸取適量除油劑進行擦拭，之后借助毛刷進行防銹油脂涂刷。
（4）定期開展柱塞復位檢查工作，緩慢釋放柱塞，觀察柱塞運動的靈活性，比如柱塞能夠下壓到底，柱塞能夠充分復位，通過此種目測方式即能夠了解柱塞運動靈活性。對于運動性能可以借助對緩沖器行程進行有效判斷。若是柱塞運動靈活性良好，同時緩沖行程符合設計要求，則可以繼續(xù)用于電梯中。若是柱塞靈活性不足，緩沖行程不滿足規(guī)定要求時，說明有雜物進入到柱塞與導向套中間空隙，也有可能和調(diào)節(jié)桿未進行有效配合，維護人員可以拆除緩沖器，檢查各個部件，把柱塞以及導向套的異物全部清除干凈，并對柱塞部件和調(diào)節(jié)桿部件的節(jié)流嘴損壞情況進行檢查，檢查壓力缸中是否進入異物，若是存在異物則通過清洗劑展開清洗工作，若是節(jié)流嘴損壞同時無法修復，需要對柱塞部件和調(diào)節(jié)桿部件進行更換，如壓力缸和調(diào)節(jié)桿為一體的類型，那么應該對壓力缸進行更換。如果緩沖行程高于規(guī)定范圍，則緩沖器中相關部件螺紋連接位置發(fā)生松動，此時應該全面排查螺紋連接部位，對于松動位置可以通過螺紋用膠水進行緊固處理。如果緩沖器發(fā)生無法復位的問題，那么應該倒掉緩沖器液壓油，之后下壓液壓緩沖器至底部，將調(diào)節(jié)桿底部螺母稍微松開，并將緩沖器松開觀察其復位情況。如果緩沖器復位良好，則繼續(xù)做下壓運動，2次，若是仍可以充分復位，將下壓到底，將底部螺母擰緊。
（5）對油質(zhì)與油位展開年度檢查。若是緩沖器攜帶油標，則借助油標完成油位測量工作，油位處于油標最低刻度與最高刻度之間表明油位正常。若是緩沖器帶彎頭，那么維護人員可以擰開彎頭螺堵，油位在油位刻度最大值與最低值之間，則油位無異�，F(xiàn)象。若是油位在最低刻度位置，應該對緩沖器漏油情況進行檢查，若是無漏油問題，需要根據(jù)說明書添加抗磨液壓油，保證油位保持在最低油位與最高油位之間，同時有效清理緩沖器油污。若是壓力缸底部漏油，那么調(diào)節(jié)桿缺乏良好密性，維修人員可以將液壓油倒出，之后下壓緩沖器至底部，將底部螺母松開，對調(diào)節(jié)桿大端O型密封圈裝配、老化情況進行檢查，若是損壞則應該更換密封圈，并重新組裝壓力缸和柱塞，擦拭底板下斷面，根據(jù)說明書要求添加液壓油，達到指定油位后，進行反復下壓試驗，觀察緩沖器漏油問題，若是存在漏油問題，則應該繼續(xù)檢查，如果油液為乳白色，或是氣味的刺激性較強，此時需要對抗磨液壓油進行更換。如果液壓油沒有沉淀物、清澈以及氣味正常，說明緩沖器符合保質(zhì)期要求，可以用于電梯中。
（6）定期清洗壓力缸，更換液壓油，清洗頻率為1次/2年，補充加油頻率為1次/0.5年。
（7）定期開展以及緊固緩沖器和底坑下部固定螺栓，避免出現(xiàn)松動現(xiàn)象，對于腐蝕部件及時更換。
（8）緩沖器的工作環(huán)境影響因素：潮濕、油污、臟亂等環(huán)境會對柱塞造成嚴重腐蝕，對緩沖器使用期限產(chǎn)生嚴重影響，并且還會造成安全風險，因此開展維保工作過程中，需要確保緩沖器運行環(huán)境干燥、清潔，緩沖器運行溫度控制在-5℃—40℃之間。液壓緩沖器在環(huán)境濕度方面的要求是保證每月相對濕度在90%范圍內(nèi)，同時平均溫度應該控制在25℃以內(nèi)。在40℃溫度條件下，相對濕度應該控制在50%范圍內(nèi)[7]。
（9）電氣開關的檢測，需要有效檢查電氣開關的皮損情況、各個電纜之間連接可靠性等。修復發(fā)現(xiàn)地風險問題，若是損壞嚴重，則應該更換。之后對開關打桿和觸點間隙進行調(diào)整，通常在0.5—1.0mm范圍內(nèi)，并對兩者間隙是否可以實現(xiàn)開關功能進行檢查，確保緩沖器進行動作時，能夠充分觸發(fā)開關動作，如果能夠觸發(fā)，則繼續(xù)使用。反之對電氣開關損壞情況進行檢查，存在損壞問題則及時更換。
結束語
緩沖器在電梯出現(xiàn)蹲底或者沖頂情況時，可以對轎廂起到良好的緩沖減震作用，屬于一種效果較好的終端行程安全保護裝置。因此，應詳細了解其原理和結構，提升應用的合理性。與此同時，還需加強緩沖器維保投入，根據(jù)具體規(guī)定進行養(yǎng)護，針對具體試驗現(xiàn)象，確定緩沖器各部件性能情況等，充分保證緩沖器性能穩(wěn)定性，為用戶提供良好安全保障。
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個人簡介：劉仕國? ?上海淳信機電科技有限公司???上海 ?200000
劉仕國：1971.12，男，漢族，?上海市閔行區(qū)人，河北理工大學，本科學歷，鋼鐵冶金及電化學專業(yè)，從事電梯設計，質(zhì)量管理領域，電梯機電設計20余年，參與多項整梯結構及部件的設計工作。
簡介：劉仕國；1971.12，男，漢族，上海市閔行區(qū)人，河北理工大學，本科學歷，鋼鐵冶金及電化學專業(yè)，從事電梯設計，質(zhì)量管理領域，電梯機電設計20余年，參與多項整梯結構及部件的設計工作。