電梯安全鉗動作受力分析及失效原因探討

沈 磊 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司科研所

作為電梯關(guān)鍵組成的安全鉗會在電梯發(fā)生故障發(fā)生超速下降時(shí)和電梯的限速器迅速發(fā)生反應(yīng)聯(lián)動，它將會起到保證安全并限制電梯超速的作用。且因?yàn)榘踩Q之種類各不相同，受力不同也在所難免。不同種類的安全鉗的結(jié)構(gòu)也不盡相同，所以需要從工作原理入手，分析安全鉗的失效形式。

1 安全鉗的工作原理

安全鉗的工作原理為：如果電梯發(fā)生超乎常規(guī)的下行或意料之外的失控導(dǎo)致電梯的速度達(dá)到限速器配件的發(fā)生動作的速度，此時(shí)由限速器把控聯(lián)動安全鉗迅速工作，以達(dá)到使電梯轎廂停止運(yùn)行的目的，這樣就可以讓較為轎廂平穩(wěn)的地夾持在目的軌道之內(nèi)，來避免電梯事故下落時(shí)乘客受到傷害。電梯的裝置之中，安全鉗是至關(guān)重要的組成部分。往往在轎廂上端或者下端安裝安全鉗，且主要分為漸進(jìn)式與瞬時(shí)式各不相同的兩種配件。

2 安全鉗的失效分析及實(shí)驗(yàn)原理

2.1 制動的減速度公式

要闡明漸進(jìn)式安全鉗的使電梯安全下落的關(guān)系，讓曳引機(jī)停止供應(yīng)電源，使電梯不再工作，減速度需要在為0.2 g 到1 g之間，此時(shí)減速度可用公式表述為：

Q為轎廂帶載荷重量與鋼絲繩重量和；

a為轎廂減速度；

G為對重；

F為安全鉗制停力；

?曳引系數(shù)，鋼絲繩張力比

2.2 安全鉗分析實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)1：

電梯在超速運(yùn)行后在的其迫制動過程中，其過程會因電梯轎廂的過量承載的程度的不同而產(chǎn)生不同的結(jié)果，我們選擇質(zhì)量不相同的載荷來研究以保證解析安全鉗的失效情況盡量準(zhǔn)確的目的。結(jié)論要從用對漸進(jìn)式安全進(jìn)行有效的失效實(shí)驗(yàn)中得出。我們可以分開選擇載重量為額定載荷的150%，145%，125%，100%，75%的不同的幾組數(shù)據(jù)來實(shí)驗(yàn)，得出其減速度范圍，以分析保證電梯在不同的載荷下的被安全鉗制動所帶來的影響。分析減速度與載荷量之間的關(guān)系，要通過測定其制動距離和平均減速度來得出（表1）。

表1 轎廂載荷對制動距離和平均減速度的影響

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可以得出，電梯的制動效果有著顯著不同，伴隨著增長的載荷量，載荷量同制動距離成正比，而和平均減速度成反比，在載荷量達(dá)到并超過額定載荷145%之時(shí)，減速度達(dá)到了臨界值，可以發(fā)現(xiàn)這些指標(biāo)明顯嚴(yán)重超過了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，此時(shí)制動距離非常大，甚至能夠到2 750 mm這一數(shù)值，甚至可能會造成蹲底。而且進(jìn)一步增加載荷量導(dǎo)致平均減速度降低到了0.15 g。在電梯意外急速下降時(shí)，安全鉗無法如實(shí)到所要求的正常減速度范圍，就必然引發(fā)極大風(fēng)險(xiǎn)，無法在實(shí)際過程中使用。因此電梯工作人員有必要警惕，在轎廂裝修后，要進(jìn)行必要的安全檢查和測試，達(dá)到檢規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)，來確保電梯以及人員的生命安全。

實(shí)驗(yàn)2：

安全鉗在電梯發(fā)生故障發(fā)生制動中，減速度一定要保證能在0.1 g 范圍內(nèi)，這也是電梯工作人員需要確保的重要問題。實(shí)驗(yàn)過程中，在額定載荷下，此設(shè)備可以自由選用減速度測試裝置，我們同樣使用上一個實(shí)驗(yàn)所用的漸進(jìn)式安全鉗。檢規(guī)明文規(guī)定，轎廂的自由下落減速度的取值范圍為0.2 g 到1 g 是漸進(jìn)式安全鉗在額定載荷下的明文要求。上實(shí)驗(yàn)是為了準(zhǔn)確測量安全鉗在各種載荷情況下試驗(yàn)下的性能。要確定安全鉗是否能夠符合標(biāo)準(zhǔn)正常使用，通過使用進(jìn)行減速度測試裝置來測量，從在電梯的快速下降觸發(fā)的安全鉗臨界點(diǎn)之刻開始，從轎廂開始減速后開始記錄，且要寫下過程中每個時(shí)間點(diǎn)的減速度，對整個實(shí)驗(yàn)的每個時(shí)間點(diǎn)的來記錄。圖1為減速度曲線圖。

圖1 電梯減速度曲線圖

電梯的減速度從實(shí)驗(yàn)開始到實(shí)驗(yàn)結(jié)束一直保持在0.1 g內(nèi)，這是我們從圖中可以得到的結(jié)論

2.3 安全鉗失效原因的探究

2.3.1 間隙不當(dāng)

如下誤動作情況的發(fā)生，可能在導(dǎo)軌和安全鉗楔塊間的正常范圍內(nèi)的間隙

（1）電梯運(yùn)行階段的阻力往往是因?yàn)閷?dǎo)軌中如有雜物灰塵等并未處理所導(dǎo)致的。那么安全鉗就有一定幾率發(fā)生誤動作。我們要通過在安裝電梯時(shí)避免楔塊之間的高度差，發(fā)現(xiàn)問題處理來避免它。

（2）導(dǎo)軌側(cè)面和安全鉗發(fā)生變化在所難免，因?yàn)殡娞菰谌粘Ｊ褂眠^程總是會中發(fā)生震顫和摩擦。電梯發(fā)生了磨損老化，安全鉗就極有可能會發(fā)生誤動作。那么我們要在安裝之時(shí)盡量讓安全鉗和導(dǎo)軌側(cè)面的間隙有效的控制在2 mm～3 mm。

2.3.2 限速器調(diào)整不當(dāng)

在實(shí)際使用的過程中，因?yàn)橄匏倨髡{(diào)整不到位，偏心凸輪產(chǎn)生油垢層，也會常常發(fā)生的事故故障，此時(shí)安全鉗誤動作往往由滾輪引發(fā)楔塊卡在凸輪齒槽引發(fā)，電梯工作人員要切實(shí)確保限速器轉(zhuǎn)速和曳引機(jī)轉(zhuǎn)速同步，在平時(shí)檢修時(shí)就要及時(shí)調(diào)理限速器，按時(shí)維護(hù)限速輪

2.3.3 楔塊動作不靈敏

楔塊動作的靈敏度總會被楔塊和楔塊座體的積累的雜質(zhì)所影響，如果在安全鉗動作后，楔塊并未復(fù)位得當(dāng)，將導(dǎo)致導(dǎo)軌間與楔塊間隙不足，從而引起安全鉗錯誤引發(fā)動作。

2.3.4 安全鉗提拉桿動作不靈

安全鉗拉桿動作靈敏度與安全連桿臂緊密不可分，連桿臂傳動部分被腐蝕或連接處干燥，可能引發(fā)提拉桿作用不足，這樣電梯安全鉗動作后仍舊沿著導(dǎo)軌運(yùn)行，此時(shí)安全鉗的再次誤動作會在遇到凸起時(shí)發(fā)生。工作人員應(yīng)及時(shí)潤滑補(bǔ)油，確保安全鉗提拉桿的靈敏度，按時(shí)清潔安全鉗拉桿轉(zhuǎn)動部。

3 結(jié)束語

本文首先分析了電梯安全鉗原理和安全鉗受力原理，同時(shí)配合電梯制動公式的使用明確再次分別驗(yàn)證了漸進(jìn)式安全鉗的安全性能實(shí)驗(yàn)，我們結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析結(jié)論，總結(jié)了載荷與安全鉗的制動減速度，制動距離的之間的關(guān)系，最后介紹了安全鉗常見的失效模式，為保證電梯正常運(yùn)行，維護(hù)使用者的安全，同時(shí)本文也為使用人員和維護(hù)人員做了參考意見。