淺談轎廂超面積對電梯安全鉗性能的影響

茅建平

（杭州順達電梯有限公司，浙江 杭州 310017）

隨著我國電梯生產和使用數量的日益增加，電梯作為一種垂直交通工具應用范圍和場所相當廣泛，各行各業對電梯的要求也越來越多，用戶不但對電梯的功能性還對電梯的使用上提出了不少特殊要求，筆者碰到多起各種原因引起轎廂超面積的用戶（如THJ2000/0.5—JXW,電梯載重量2 000 kg,轎廂標準面積為4.2 m2, 根據用戶要求現凈面積5.08 m2）.其實轎廂超面積，等于改變了原載重量。按照GB7588—2003《電梯制造與安裝安全規范》中8.2.2 條，轎廂的有效面積與額定載重量之間有明確的規定。對特殊情況，為了滿足使用要求而難以同時符合規定的載貨電梯，在其安全受到有效控制的條件下，轎廂面積可超出規定。并明確電梯設計計算應考慮轎廂實際載重量達到轎廂面積規定所對應的額定載重量的情況下，電梯各相關受力部件有足夠的強度和剛度，安全鉗能滿足使用要求。因此超面積對應增加的載重量，應進行計算和校驗，且相應的計算校驗結果應當符合國家安全技術規范和強制性標準要求。

1 電梯超面積對電梯安全性能影響的概述

電梯超面積后，超面積部分會引起載重量增加（如THJ2000/0.5—JXW,電梯載重量2 000 kg,轎廂標準面積為4.2 m2，根據用戶要求現凈面積5.08 m2）現按GB7588—2003《電梯制造與安裝安全規范》的規定，相應面積的載重量為2 600 kg，這樣大大增加曳引機主軸、曳引鋼絲繩、鋼絲繩繩頭等部件的受力。因此需要對電梯鋼絲繩、安全裝置等主要零部件的強度和剛度進行校核及驗證的計算。特別是安全鉗裝置，它是電梯的安全保護系統中提供最后的安全保護裝置之一，當轎廂超面積部分引起載重量增加，會導致當電梯失控超速時，安全鉗受到的沖擊量增大，易造成安全鉗的損壞，給電梯運行帶來極大安全隱患。為此筆者對電梯超面積對安全鉗影響進行分析和計算。

2 電梯超面積對安全鉗影響的分析和計算

安全鉗與曳引機、限速器、緩沖器、夾繩器被稱為電梯五大安全部件，當電梯在故障狀態下超速下滑或墜落而速度達到限速器動作速度時，限速器會立即動作，并由限速器操縱安全鉗的連動機構，將轎廂兩側安全鉗的制停元件提起，把轎廂安全制停后夾在導軌上。從而避免發生人員傷亡及設備損壞事故。

安全鉗分為瞬時式安全鉗和漸進式安全鉗兩大類，按GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》的要求，若電梯額定速度＞0.63 m/s 時，轎廂應采用漸進式安全鉗；若電梯額定速度≤0.63 m/s，轎廂可采用瞬時式安全鉗。

因此，制動力

式中：

E 為電梯制停前動能和位能的總和（N·S）

V 為限速器動作速度，即安全鉗制停時的轎廂速度（m/s）

W 轎廂系統自重加轎廂額定載重量（kg）

S 為安全鉗動作后制停距離（m）

g 為重力加速度（9.8 m/s2）

F 為安全鉗的制動力（N）

電梯超面積對安全鉗受力的影響：

在計算安全鉗受力零件的強度時，必須按照最大制動力計算?？紤]到轎廂超面積部分為滿載，瞬時式安全鉗和漸進式安全鉗最大制動力計算如下：

2.1 瞬時式安全鉗

瞬時式安全鉗動作距離很小，一般在50 mm 以下，（不計安全鉗響應時間運行距離），為了保證瞬時式安全鉗在制停過程中平均減速度在0.2~1.0 g。所以對其瞬時最大減速度作了控制，一般不大于2.5 g。

在計算安全鉗受力零件的強度時，取制停減速度為最大瞬時減度

根據公式可得瞬時式安全鉗的最大限度制動力F max:

式中：

W1 為轎廂額定載重量（kg）

W2 為轎廂系統自(kg)

W3 為轎廂超面積載重量(kg)

由上式可以看出，轎廂超面積增加一定的載重量，安全鉗制停時產生的最大制動力的增加值是這個重量的3.5 倍。由于此類安全鉗沒有任何彈性構件被引入以限制其制動力和制動距離，因此也被稱為剛性安全鉗。這種安全鉗在制停期間對導軌產生一個迅速的壓力，制動距離很短，所以當安全鉗夾緊工作表面的比壓超過安全鉗設計的許用值時就會引起夾緊工作表面的損壞或嚴重損傷導軌表面。

2.2 漸進式安全鉗

漸進式安全鉗在制動期間以有限的壓力作用于導軌上，其制停距離與被制動的質量及安全鉗開始動作時的速度有關，制動力在安全鉗完成動作后基本是均勻一致的。按照GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》的規定，“在裝有額定重量的轎廂自由下落的情況下，漸進式安全鉗制動時的平均減速度應為0.2~1.0 g?！痹谟嬎惆踩Q受力零件的強度時，取制停減速度為最大瞬時減速度,由此計算出漸進式安全鉗的最大限度制動力F max:

式中：

W1—轎廂額定載重量(kg)

W2—轎廂系統自重 (kg)

W3—轎廂超面積載重量(kg)

由上式可以看出，轎廂超面積增加一定的載重量，安全鉗制停時產生的最大制動力的增加值是這個重量的2 倍。而這種安全鉗制動力的限定和保持，是靠限制施力彈性元件的變形來實現的，動作后它以被限定的制動力制動。因此最大制動力的增加對彈性元件要求會更高。

4 結束語

經上述分析和計算，可見轎廂超面積后，安全鉗的最大制動力增加，對瞬時式安全鉗和漸進式安全鉗都要按轎廂超面積后最大載重量進行設計和計算。因此對安全鉗受力零件強度（包括彈性元件）提出了更高的要求。所以在設計中對安全鉗的選型要特別注意，其安全鉗總質量的確定要充分考慮超面積部分增加重量，確保電梯安全、可靠的運行。

[1]吳國政. 電梯原理·使用·維修[M]. 北京電子工業出版社,1996.

[2]GB7588-2003.電梯制造與安裝安全規范.