電梯限速器安全鉗的案例分析

摘要：電梯運(yùn)行安全事關(guān)人民群眾的根本利益，電梯限速器安全鉗是電梯運(yùn)行系統(tǒng)中的重要部件。限速器常見的有擺錘式和離心式兩種，闡述了電梯限速器安全鉗的工作原理，通過檢測(cè)轎廂的運(yùn)行速度，并根據(jù)速度判定來決定限速器的是否動(dòng)作。分析了限速器-安全鉗的檢驗(yàn)流程;針對(duì)檢驗(yàn)中遇到的兩個(gè)案例進(jìn)行分析，案例一限速器故障是由于限速器日常使用時(shí)產(chǎn)生了變形以及部件的缺失導(dǎo)致的限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)失效;案例二則是日常檢驗(yàn)時(shí)最常見的，限速器楔塊磨損導(dǎo)致限速器上的鋼絲繩無法可靠被夾緊在限速器上，鋼絲繩無法制動(dòng)，從而導(dǎo)致安全鉗連桿機(jī)構(gòu)無法可靠提起并將轎廂制停在導(dǎo)軌上。通過對(duì)案例分析，為后期檢驗(yàn)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：電梯;安全鉗;限速器;定期檢驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TU857文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1009-9492（2021）12-0298-03

Case Analysis of Elevator Governor Safety Gear

Lu Naimei

（Ningde Branch， Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute， Ningde， Fujian 352000， China）

Abstract： Elevator operation safety is related to the fundamental interests of the people. Elevator speed governor safety gear is an importantpart of elevator operation system. There are two common types of speed governor： pendulum type and centrifugal type. The working principle ofelevator speed governor safety gear was summarized. Whether the speed governor acts or not is determined by detecting the running speed ofthe car and judging the speed. The inspection process of speed governor safety gear was analyzed. Two cases encountered in the inspectionwere analyzed. Case 1 was the failure of the speed governor safety gear linkage test due to the deformation of the speed governor during dailyuse and the lack of components. Case 2 was the most common case during daily inspection. The wedge of the speed governor was worn， whichmade the steel wire rope on the speed governor unable to be reliably clamped on the speed governor and the steel wire rope unable to brake， sothat the connecting rod mechanism of the safety gear could not be reliably lifted and the lift car can be stopped on the guide rail. Through thecase analysis， it provides a reference for the later inspection work.

Key words： elevator; safety gear; speed governor; periodic inspection

0 引言

電梯是絕大多數(shù)現(xiàn)代公共場(chǎng)所及居住區(qū)的基本配置，近年來因電梯故障引發(fā)的各類安全問題時(shí)有發(fā)生，電梯運(yùn)行的安全性也成為了一個(gè)公共關(guān)注的焦點(diǎn)問題。限速器安全鉗作為電梯系統(tǒng)中的主要安全部件，能在電梯速度異常時(shí)起到安全保護(hù)作用[1]。但日常使用時(shí)其受到?jīng)_擊較小，只有異常時(shí)，該部件受到的機(jī)械沖擊將變大，加之維護(hù)檢驗(yàn)不到位等各種因素影響，容易在運(yùn)行中出現(xiàn)超速或失控等故障，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，所以必須加強(qiáng)定期檢驗(yàn)，提升其安全性能。目前市面上常見的電梯限速裝置主要有擺錘式和離心式兩種[2]，擺錘式限速器以繩輪中的凸輪為依托進(jìn)行擺動(dòng)，其擺動(dòng)頻率隨繩輪轉(zhuǎn)速提升而增大，當(dāng)限速器標(biāo)定速度與繩輪轉(zhuǎn)速相近時(shí)，限速器則在擺錘作用下進(jìn)行動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)電梯制動(dòng)[3]。離心式限速器，其離心甩塊依托連桿實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作，在電梯運(yùn)行時(shí)如果轎廂出現(xiàn)速度異常過快且超過了限速器的標(biāo)定值，此時(shí)限速器電氣開關(guān)首先響應(yīng)，限速器作出離心力動(dòng)作，楔塊夾緊限速器鋼繩，同時(shí)通過機(jī)械連接件拉起安全鉗，安全鉗直接作用在導(dǎo)軌上，將轎廂夾持在導(dǎo)軌上，使電梯強(qiáng)制停止[4]。

本文介紹了限速器的常見形式和限速器-安全鉗檢驗(yàn)流程，并對(duì)兩則檢驗(yàn)時(shí)遇到的案例進(jìn)行分析，特別是案例二中的楔塊磨損導(dǎo)致的限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)失效是目前常見的故障之一。

1 電梯限速器安全鉗定期檢驗(yàn)流程

（1） 檢查限速器安全鉗銘牌標(biāo)識(shí)

每次定期檢驗(yàn)都要對(duì)限速器銘牌標(biāo)識(shí)的參數(shù)信息進(jìn)行核對(duì)，可采用拍照或手寫記錄的方式留存信息。以此驗(yàn)證當(dāng)前使用的限速器是否存在因損壞或機(jī)械故障被更換為與電梯不相適應(yīng)的型號(hào)。如果發(fā)現(xiàn)型號(hào)不匹配，且存在故障隱患的則應(yīng)進(jìn)行重新更換[5]。

（2） 檢查限速器安全鉗的外觀

限速器外觀檢查，主要是檢查其各調(diào)節(jié)部位的封記確保其完好，檢查運(yùn)行過程中是否存在碰擦等異常問題。檢查安全鉗時(shí)，需要維保人員和檢驗(yàn)人員默契配合，當(dāng)檢驗(yàn)員進(jìn)入底坑后，維保員按其指示以檢修速度將電梯調(diào)至便于檢驗(yàn)員觀察安全鉗的位置[6];檢查安全鉗固定位置有無松動(dòng)和移位，對(duì)于漸進(jìn)式安全鉗應(yīng)測(cè)量其左右楔塊與導(dǎo)軌之間的距離，如果間距過大則需進(jìn)行調(diào)整;檢查張緊輪的位置有無偏斜、檢查張緊輪槽部的磨損情況、檢查配重裝置對(duì)限速器繩的張緊度[7]。

（3） 驗(yàn)證限速器安全鉗系統(tǒng)電氣性能

為保證電梯運(yùn)行中，限速器安全鉗電氣開關(guān)的正常響應(yīng)，需要對(duì)其性能進(jìn)行檢驗(yàn)[8]。首先在調(diào)至檢修運(yùn)行狀態(tài)后，檢驗(yàn)員對(duì)限速器電氣開關(guān)采用手動(dòng)操作，再切換回正常狀態(tài)，此時(shí)如果電梯不能正常啟動(dòng)運(yùn)行，則表明電氣開關(guān)功能不存在問題[9]。然后，再次將電梯調(diào)至檢修狀態(tài)，對(duì)張緊輪安全開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)操作并使其動(dòng)作，如果發(fā)現(xiàn)調(diào)回正常運(yùn)行狀態(tài)后，電梯不能啟動(dòng)運(yùn)行，表明張緊輪安全開關(guān)無故障。

（4） 限速器安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)

應(yīng)在電梯空載和低速情況下，進(jìn)行限速器安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，檢驗(yàn)其各部功能動(dòng)作是否正常。首先在檢修狀態(tài)下，手動(dòng)模擬限速器處于失速狀態(tài)導(dǎo)致限速器機(jī)械動(dòng)作，在電梯由上至下以檢修速度下行時(shí)，觀察限速器電氣開關(guān)是否動(dòng)作，限速器繩停止時(shí)觀察對(duì)安全鉗的作用，如果電梯正常停止則表明限速器安全鉗聯(lián)動(dòng)功能有效。讓電梯保持繼續(xù)下行狀態(tài)，若曳引輪出現(xiàn)打滑，電梯停止，則得出當(dāng)電梯超速運(yùn)行時(shí)，如果限速器電氣開關(guān)失效，安全鉗功能正常，也可以保證轎廂的有效制停[10]。聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)之后，安全鉗在電梯檢修上行中自動(dòng)復(fù)位，檢驗(yàn)員手動(dòng)復(fù)位限速器電氣開關(guān)和棘爪。查看運(yùn)行過程中的轎廂狀態(tài)，包括運(yùn)行速度和轎廂平穩(wěn)性，確認(rèn)無異常后將電梯切換回正常運(yùn)行狀態(tài)。

2 案例分析

2. 1 案例一

設(shè)備限速器故障主要情況描述：電梯運(yùn)行時(shí)，檢驗(yàn)人員聽到限速器周期性出現(xiàn)“叮叮叮”的異響，觀察運(yùn)行中的限速器，出現(xiàn)明顯搖擺，將電梯停下來，觀察到限速器主要部件“離心甩塊”嚴(yán)重變形。

對(duì)限速器故障進(jìn)行原因分析如下。

（1） 限速器在電梯運(yùn)行過程中，出現(xiàn)“叮叮叮”的響聲，由于限速器離心甩塊在限速器旋轉(zhuǎn)過程中，周期性地與棘輪接觸，故而“叮叮叮”的異響是周期性出現(xiàn)。同時(shí)甩塊的變形造成限速器在旋轉(zhuǎn)過程中的搖擺。

（2） 限速器的機(jī)械動(dòng)作，依賴于楔塊的動(dòng)作，而楔塊的釋放依賴于小螺絲（如圖1所示部件 C）在離心甩塊的作用下有效頂起，從而釋放楔塊，卡入棘輪。該限速器變形嚴(yán)重，檢驗(yàn)員將離心甩塊完全提起，至極限位置（圖2），甩塊與部件 C仍然有一段距離，因此，限速器-安全鉗的機(jī)械聯(lián)動(dòng)肯定無法實(shí)現(xiàn)。

（3） 當(dāng)電梯運(yùn)行速度發(fā)生異常超速時(shí)，限速器能夠有效捕捉到電梯運(yùn)行超速信號(hào)并通過電氣安全裝置切斷電梯安全回路。靠的是離心甩塊上的部件 D （圖1） 擊打限速器電氣開關(guān)，而該限速器部件 D 已經(jīng)缺失（圖3），因此，限速器無法在達(dá)到指定速度時(shí)，切斷安全回路，電氣動(dòng)作速度的控制也就無法實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，離心甩塊的嚴(yán)重變形，使得其質(zhì)心偏移，即便部件 D 完好，此時(shí)動(dòng)作速度（包括機(jī)械動(dòng)作速度和電氣動(dòng)作速度）也會(huì)跟著偏離設(shè)定值。

后期處理情況：由于限速器變形嚴(yán)重且部分零部件缺失，檢驗(yàn)員建議直接向制造單位申請(qǐng)更換限速器。

根據(jù)上述案例不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)于離心式限速器，限速器限速功能的實(shí)現(xiàn)，靠的是離心力與彈簧之間的平衡作用。離心力 Pc 與彈簧力 Ps之間平衡狀態(tài)下應(yīng)滿足：圖4限速器尺寸

Pc ·a=Ps ·b ，而 Pc=mrw式中：m 為離心甩塊的質(zhì)量，kg;R 為甩塊質(zhì)心 O3到旋轉(zhuǎn)中心 O1的半徑，m; W為限速器角速度，r/min。

以上任意參數(shù)變化都會(huì)造成限速器動(dòng)作速度發(fā)生變化，如彈簧 ds 就比較容易發(fā)生變化，因此彈簧必須要有封記，因?yàn)閺椈蓮椓θ菀妆蝗藶槠茐模瑱z驗(yàn)時(shí)需要格外注意。一般出廠后很少發(fā)生變化，像本案例出現(xiàn)的情況，比較罕見。總之，限速器經(jīng)出廠后所有零部件不能隨意變換、調(diào)節(jié)或者修理，出現(xiàn)問題應(yīng)由制造單位主導(dǎo)為宜。

2. 2 案例二

（1） 設(shè)備限速器故障主要情況

空載做限速器—安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，限速器電氣開關(guān)能夠動(dòng)作，棘爪也動(dòng)作卡入棘輪，繩輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，但限速器鋼絲繩在繩輪上打滑，繼續(xù)下行。而曳引鋼絲繩沒有在曳引輪上打滑，沒有減速現(xiàn)象，井道也沒有安全鉗與導(dǎo)軌摩擦產(chǎn)生的聲響。初步判斷安全鉗沒有動(dòng)作，導(dǎo)致轎廂繼續(xù)下行。

（2） 對(duì)限速器故障進(jìn)行原因分析

正常的限速器—安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)的情況是當(dāng)限速器機(jī)械動(dòng)作時(shí)，限速器鋼絲繩和繩輪停止，而曳引鋼絲繩會(huì)在曳引輪上打滑不再下降。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)象，可以得出幾個(gè)可能性：①安全鉗楔塊制動(dòng)力不足，無法制停轎廂;②安全鉗提拉機(jī)構(gòu)有問題，限速器動(dòng)作后無法提拉安全鉗動(dòng)作;③限速器楔塊老化或鋼絲繩磨損摩擦因數(shù)不足，導(dǎo)致產(chǎn)生的提拉力不足。

為找到故障原因，現(xiàn)場(chǎng)使用了限速器校驗(yàn)用的鋼絲繩夾，將下行方向的限速器鋼絲繩夾住后，安全鉗動(dòng)作，曳引鋼絲繩在曳引輪上打滑，轎廂停止在導(dǎo)軌上。這樣一來就排除了上述的①、②兩種可能性，問題就是出在限速器上了。

造成這種鋼絲繩打滑的現(xiàn)象一般的原因有二，一是限速器的楔塊老化;二是限速器鋼絲繩磨損造成摩擦因數(shù)不足。現(xiàn)場(chǎng)的鋼絲繩可以看出來是更換過的新鋼絲繩，那么問題就出在楔塊上面了。再次進(jìn)行限速器—安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，故障現(xiàn)象依舊，保持限速器動(dòng)作狀態(tài)對(duì)限速器進(jìn)行檢查，找到了導(dǎo)致動(dòng)作失效的原因：限速器楔塊與鋼絲繩沒有接觸，中間存在一個(gè)間隙（圖5），因此當(dāng)限速器動(dòng)作時(shí)，限速器繩在繩槽中的摩擦力不足以提拉安全鉗。

再進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩陷入輪槽的位置很深，相比旁邊的一臺(tái)電梯的限速器，明顯鋼絲繩的位置不同。至此，可以確定是限速器繩輪磨損嚴(yán)重造成的限速器動(dòng)作失效的缺陷。

后期處理情況：更換同規(guī)格的限速器繩輪，同時(shí)進(jìn)行限速器動(dòng)作速度校驗(yàn)。在定期檢驗(yàn)中，限速器—安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)是直接影響整臺(tái)設(shè)備合格與否的項(xiàng)目。一般限速器失效，多是因?yàn)橄匏倨鞯膭?dòng)作部件保養(yǎng)不到位。繩輪的磨損，即使對(duì)限速器進(jìn)行校驗(yàn)也不一定能檢測(cè)出來。限速器鋼絲繩、輪槽，還有限速器楔塊都會(huì)隨著使用磨損，這將影響到鋼絲繩的提拉力，進(jìn)而影響限速器—安全鉗聯(lián)動(dòng)裝置的工作。因此在進(jìn)行限速器聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)時(shí)應(yīng)該注意限速器的動(dòng)作情況，保證限速器-安全鉗能實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的效果。

3 結(jié)束語

電梯安全是當(dāng)前公共安全的重要內(nèi)容之一，在長(zhǎng)期高強(qiáng)度運(yùn)行中，電梯的限速器安全鉗等關(guān)鍵部件會(huì)出現(xiàn)各種功能故障，其中最典型的就是超速和失控。通過定期檢驗(yàn)對(duì)限速器、安全鉗進(jìn)行重點(diǎn)故障排查并及時(shí)維修，可有效降低電梯事故發(fā)生率，本文通過對(duì)兩個(gè)案例的分析，發(fā)現(xiàn)限速器的故障一般都出在其機(jī)械機(jī)構(gòu)上，包括其離心甩塊結(jié)構(gòu)的機(jī)械變形和與鋼絲繩相互作用的楔塊上，特別是由于楔塊磨損或者老化導(dǎo)致無法夾緊鋼絲繩的故障最為常見，應(yīng)引起重視。

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作者簡(jiǎn)介：陸奶妹（1983-），男，大學(xué)本科，研究領(lǐng)域?yàn)樘胤N設(shè)備檢驗(yàn)。