淺談曳引式電梯的上行超速保護(hù)裝置

姚穎超

（廈門市特種設(shè)備檢驗檢測院，福建 廈門 361000）

0 引言

自1852年美國人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯先生發(fā)明電梯安全鉗系統(tǒng)以來，安全鉗系統(tǒng)以其可靠性、實用性和穩(wěn)定性推動了整個電梯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而，當(dāng)初奧的斯先生發(fā)明安全鉗系統(tǒng)，是為了防止強(qiáng)制式驅(qū)動的電梯在發(fā)生鋼絲繩斷裂的情況下，對下行超速的電梯進(jìn)行有效保護(hù)。現(xiàn)如今，這套久經(jīng)考驗的系統(tǒng)可以說是行之有效的，安全可靠的。但是我們必須看到，對于曳引式電梯來說，轎廂上行超速也是有可能發(fā)生的，然而，此時安全鉗系統(tǒng)是無法提供可靠保護(hù)的。一直到歐洲EN81-1電梯標(biāo)準(zhǔn)1998版本的面世，“曳引驅(qū)動電梯應(yīng)裝設(shè)符合條件的轎廂上行超速保護(hù)裝置”的想法才開始被提出來，人們才逐漸意識到，曳引式電梯和強(qiáng)制式電梯在安全隱患方面，除了下行超速，上行超速的問題也應(yīng)該被重視，加以研究和解決。該文主要介紹曳引式電梯的上行超速保護(hù)裝置。

1 電梯上行超速保護(hù)裝置的種類

目前，由于電梯本身的種類繁多，形式各異，其造型結(jié)構(gòu)和安裝條件也是各種各樣，使電梯的上行超速保護(hù)裝置也五花八門。但是，大致還是可以分成以下3類。1）以傳統(tǒng)限速器為基礎(chǔ)，增加上行速度監(jiān)控，在對重側(cè)增加下行安全鉗或者在轎廂側(cè)增設(shè)雙向安全鉗作為減速元件。2）以傳統(tǒng)限速器為基礎(chǔ)，增加上行速度監(jiān)控，在曳引鋼絲繩上增設(shè)夾繩器作為減速元件。3）以自身速度監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，采用永磁同步電機(jī)的電梯將制動器直接作為減速元件[1]。

2 電梯上行超速保護(hù)裝置的動作試驗方法

2.1 上行超速保護(hù)裝置采用在轎廂或?qū)χ厣涎b安全鉗時

將空轎廂停于行程下部，轎廂檢修上行，人為動作限速器上行電氣開關(guān)，電梯應(yīng)能立即停止運(yùn)行；短接該電氣安全開關(guān)，繼續(xù)檢修上行，人為讓限速器機(jī)械動作，安全鉗應(yīng)能動作，同時電梯應(yīng)立即停止運(yùn)行（表明安全鉗聯(lián)動開關(guān)有效），短接該安全鉗聯(lián)動開關(guān)，操縱檢修上行，觀察轎廂是否能繼續(xù)運(yùn)行[3]。

判定方法：如果曳引鋼絲繩在曳引輪上出現(xiàn)打滑，或是曳引輪和曳引鋼絲繩均無法運(yùn)轉(zhuǎn)，轎廂應(yīng)無法繼續(xù)被提起，表明安全鉗動作可靠有效。

2.2 采用在曳引輪或最靠近曳引輪的曳引輪軸上的制動器時

目前，運(yùn)用這種上行超速保護(hù)裝置的基本上都是采用無齒輪永磁同步電動機(jī)的電梯。對于這種電梯，我們不能簡單的使用“轎廂在底層松閘溜車”的方法來試驗，因為采用無齒輪永磁同步電動機(jī)的電梯，往往會在永磁同步電機(jī)輸入端或者變頻器輸出端增加一組常閉觸點，當(dāng)我們使轎廂在底層溜車上行時，轎廂在不斷加速的過程中，電機(jī)將處于發(fā)電狀態(tài)，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及感應(yīng)電流，從而提供了一個強(qiáng)大的制動力矩。轎廂運(yùn)行的速度越快，制動力矩越大，一直到制動力和引起轎廂上溜的動力相等，轎廂將會近似勻速運(yùn)行。因此，采用“封芯”的永磁同步電梯，發(fā)生上行超速的可能性較低，而這類電梯的上行超速裝置測試方法也等同于電梯制動器的功能測試。

圖1 無齒輪永磁同步電動機(jī)的電梯

2.3 夾繩器現(xiàn)場試驗操作方法

2.3.1 首先進(jìn)行夾繩器的靜態(tài)制動試驗，具體操作方法如下

將電梯轎廂置于最底層，人為松開夾繩器掛鉤，使夾繩器動作，確認(rèn)夾繩器兩摩擦片能可靠夾緊鋼絲繩，然后將夾繩器復(fù)位，重復(fù)上述操作1～2次，確認(rèn)夾繩器動作靈活可靠。

人為觸發(fā)夾繩器，確認(rèn)動作正常后，松開抱閘，仔細(xì)觀察電梯鋼絲繩與夾繩器是否有劃移，如果沒有劃移現(xiàn)象才可以進(jìn)行下一步試驗，否則中止試驗。

進(jìn)行夾繩器聯(lián)動試驗：如圖1所示為正常運(yùn)行時限速器上行棘輪撥桿的位置，檢修開動電梯使棘輪撥桿處在圖1所示位置，以方便以后復(fù)位；向上拔動棘爪支架，使棘爪卡住上行棘輪，如圖2所示繼續(xù)檢修上行，使電氣開關(guān)動作；屏蔽限速器電氣開關(guān)，繼續(xù)檢修上行，夾繩器應(yīng)可以可靠動作；最后將棘爪和各個電氣開關(guān)復(fù)位[2]。

2.3.2 進(jìn)行夾繩器制動試驗

將夾繩器護(hù)罩卸下，將電梯轎廂置于最底層，正常速度上行，此時，人為將抱閘線圈通電使之處于強(qiáng)制打開狀態(tài)，待電梯達(dá)到額定速度或超速狀態(tài)時，用硬物敲擊夾繩器掛鉤尾部，人為觸發(fā)夾繩器，進(jìn)行制動試驗。

3 幾種上行超速保護(hù)裝置的擴(kuò)展探討

3.1 探討夾繩器作用可能性

圖2 夾繩器聯(lián)動試驗

下面介紹可能發(fā)生的情況：某電梯在中間樓層平層開門，人員開始進(jìn)出電梯，但是此時制動器突然失效，轎廂和對重由于重量差使轎廂開始由慢到快溜梯，此時，門鎖雖然正常斷開，但是，由于制動器原因抱閘無效，由此各種電氣保護(hù)開關(guān)也一并失效；而由于溜梯速度達(dá)不到限速器的觸發(fā)速度，這樣一來，安全鉗也不可能將電梯制停，于是就極易發(fā)生剪切事故。因此，筆者認(rèn)為制動器失效以后，現(xiàn)有的安全措施和安全保護(hù)裝置對于超速情況下沖頂蹲底等情況都有了很好的預(yù)防和補(bǔ)救措施來使損失或傷害降到最低，但是對于開門狀態(tài)下電梯由慢速溜梯引起的剪切就無能為力了。筆者認(rèn)為必須有另外一種制動裝置來提供制動器失效的二次保護(hù)，理由有3個。1）制動器使用頻繁，磨損程序大大高于其他安全部件，而由于程序控制原因很多電梯會延時松閘，加劇磨損，而制動器的磨損平時往往不易察覺。2）制動器一旦失效，所有的電梯電氣安全裝置就基本都失效了，因為他們都是建立在“電動機(jī)失電－制動器抱閘－停梯”這一過程中的，一旦制動器失效，則整個安全回路形同虛設(shè)。3）在制動器工作時，往往是平層到站人員進(jìn)出的時候，此時是開門狀態(tài)，一旦失效溜梯，剪切事故就會發(fā)生，后果不堪設(shè)想。

3.2 永磁同步類電動機(jī)作用的穩(wěn)妥性

鋼絲繩在曳引輪上嚴(yán)重打滑。此時，由于曳引輪沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動，僅是鋼絲繩的運(yùn)動，這時無論電動機(jī)出線端是短接還是沒短接，都不會有感應(yīng)電動勢存在，制動電流就無從談起了，轎廂將由慢到快向上運(yùn)動，直到?jīng)_頂。

鋼絲繩處在將滑而未滑的臨界狀態(tài)下，此時電梯到站開門人員進(jìn)出，由于轎廂重量變化引起的臨界狀態(tài)被打破，將發(fā)生鋼絲繩打滑轎廂移動的現(xiàn)象，就極易發(fā)生電梯溜梯產(chǎn)生開門剪切的事故。

4 結(jié)語

電梯作為現(xiàn)代生活的交通工具，給人們出行提供方便的同時其安全運(yùn)行也關(guān)系到每個公民的人身安全，因此，對電梯安全部件可靠性和實用性的研究必不可少。以上是筆者關(guān)于曳引式電梯上行超速保護(hù)裝置的一些淺略的思考，筆者從曳引式電梯設(shè)置上行超速保護(hù)裝置的原因出發(fā)，通過對幾種上行超速保護(hù)裝置的介紹，并結(jié)合相關(guān)的工作經(jīng)驗，對各種電梯上行超速保護(hù)裝置的優(yōu)缺點進(jìn)行分析，并提出了該裝置的擴(kuò)展性用途，有助于提高對電梯日常維護(hù)和安全檢查的質(zhì)量。