電梯夾繩器的案例分析及檢驗(yàn)探討

李式真

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院寧德分院，福建寧德 352100）

0 引言

電梯是建筑物中很常見的一種運(yùn)輸工具，與人們的生活、工作息息相關(guān)。所以，電梯安全不容忽視，預(yù)防電梯發(fā)生沖頂事故尤為關(guān)鍵，突顯電梯上行超速保護(hù)裝置的重要地位。

電梯上行保護(hù)超速保護(hù)裝置涉及到速度監(jiān)控及減速元件，其基本工作原理是：當(dāng)檢測(cè)到電梯上行速度失控時(shí)，一旦上行速度超出限額，保護(hù)裝置開始動(dòng)作，使其速度降低到設(shè)計(jì)范圍，讓電梯制停［1］。夾繩器不僅是電梯上行超速保護(hù)裝置，也是轎廂意外移動(dòng)制停子系統(tǒng)，一般安裝在曳引機(jī)架上或是導(dǎo)向輪之下［2］。夾繩器工作原理為：在電梯高速運(yùn)作時(shí)，夾繩器觸發(fā)動(dòng)作，將鋼絲繩卡住，降低電梯上行速度，直到有效制停電梯。

電梯種類不同，上行超速保護(hù)裝置的類型也不同，對(duì)應(yīng)著不同的速度監(jiān)控和觸發(fā)裝置。通常分成限速器-夾繩器、限速器-制繩器［3］。這種夾繩器能夠根據(jù)鋼絲繩夾持方式細(xì)分成兩類：一類是自楔式夾繩器，只固定制動(dòng)板的一端，另一端可動(dòng)，和漸進(jìn)式安全鉗類似，預(yù)防在觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作以后導(dǎo)致鋼絲繩損傷過大，在動(dòng)作時(shí)，鋼絲繩帶動(dòng)其可動(dòng)制動(dòng)板持續(xù)往下楔緊，持續(xù)增強(qiáng)制動(dòng)力，直到將電梯制停［4］；另一類是直夾式夾繩器，由制動(dòng)板基于外部能量的驅(qū)動(dòng)直接夾到鋼絲繩上，在動(dòng)作時(shí)因?yàn)轭A(yù)先設(shè)置較大的作用力，所以鋼絲繩損傷明顯。

另外，如果電梯上行超速，保護(hù)裝置的上行速度監(jiān)控元件動(dòng)作，然后由連接夾繩器的一段鋼絲繩將制繩器牽動(dòng)起來，觸發(fā)制繩器動(dòng)作［5］；從而在將預(yù)先制動(dòng)力彈簧瞬時(shí)釋放之際鉗住帶繩槽，曳引鋼絲繩也在曳引輪繩槽上夾緊，最終制止鋼絲繩移動(dòng)，制停電梯［6］。

本文針對(duì)電梯上行超速保護(hù)裝置的工作原理，探討夾繩器的主要類型，著重提出靜態(tài)檢測(cè)、動(dòng)態(tài)檢測(cè)和綜合檢驗(yàn)3種方式，對(duì)夾繩器的觸發(fā)有效性和夾繩器的制動(dòng)可靠性進(jìn)行綜合判定。并結(jié)合實(shí)際檢驗(yàn)案例，例舉了電梯上行超速保護(hù)裝置檢驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的兩個(gè)失效案例進(jìn)行分析。

1 上行超速保護(hù)裝置夾繩器的檢驗(yàn)方式

1.1 夾繩器的工作原理

夾繩器結(jié)構(gòu)原理如圖1所示，當(dāng)電梯發(fā)生上行超速現(xiàn)象時(shí)，雙向限速器開關(guān)B被觸發(fā)，使得夾繩器上高靈敏的電磁鐵與蓄電池?cái)嚅_，電磁鐵線圈失電，電磁鐵拉桿回縮，拉動(dòng)觸發(fā)撥桿8繞轉(zhuǎn)軸9順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，鎖鉤支撐6在鎖鉤扭簧17的作用下繞鎖鉤支撐轉(zhuǎn)軸7順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使滑動(dòng)軸鎖鉤5失去支撐，并在夾緊彈簧16張力的作用下快速繞轉(zhuǎn)軸10逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；夾緊彈簧16推動(dòng)滑動(dòng)軸4沿滑動(dòng)軸導(dǎo)槽3快速?gòu)?fù)位，通過連桿15將后夾板13沿夾板導(dǎo)柱11壓向前夾板12，將兩夾板之間的曳引鋼絲繩牢固可靠地夾持住，實(shí)現(xiàn)鋼絲繩制動(dòng)，解除轎廂上行超速的危險(xiǎn)。

圖1 夾繩器結(jié)構(gòu)

1.2 靜態(tài)檢測(cè)

靜態(tài)檢測(cè)主要是針對(duì)夾繩器的觸發(fā)可靠性［7］。空載轎廂，檢修速度上行，人為撥動(dòng)速度監(jiān)控元件的電氣動(dòng)作開關(guān)，或撥動(dòng)限速器閘線擺桿，使夾繩器動(dòng)作，將鋼絲繩夾緊即可。與此同時(shí)，測(cè)量電磁鐵線圈的通過電流、電壓，或是測(cè)量閘線動(dòng)作距離，再與說明書對(duì)照，核定這些夾繩器觸發(fā)參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求與否［8］。操作方式為：首先，讓轎廂處于最底層，并人為將夾繩器掛鉤松開，觸發(fā)其動(dòng)作，明確夾繩器的兩個(gè)摩擦片可以將鋼絲繩夾緊，接下來復(fù)位夾繩器，重復(fù)1～2次，確認(rèn)動(dòng)作可靠、靈活［9］；然后，對(duì)夾繩器進(jìn)行人為觸發(fā)，明確其動(dòng)作正常以后將抱閘松開，核定鋼絲繩和夾繩器滑移與否，若沒有滑移就進(jìn)行下一個(gè)步驟，否則中止檢測(cè)。

1.3 動(dòng)態(tài)檢測(cè)

動(dòng)態(tài)檢測(cè)主要是為了測(cè)定夾繩器制動(dòng)性能。在檢測(cè)時(shí)先取下夾繩器與限速器上的電氣安全保護(hù)開關(guān)，讓空載轎廂基于額定速度上行，人為實(shí)現(xiàn)制動(dòng)元件的減速制動(dòng)，監(jiān)測(cè)轎廂運(yùn)行速度［10］。如果測(cè)出轎廂的運(yùn)行速度在對(duì)重緩沖器的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，就利用控制柜安全回路讓轎廂停止運(yùn)行。操作方式為：卸下夾繩器保護(hù)罩，讓轎廂處于最底層，以正常速度上行時(shí)人為讓抱閘線圈通電，強(qiáng)制打開；當(dāng)轎廂上行速度達(dá)到額定狀態(tài)或超出狀態(tài)，用硬物敲打夾繩器掛鉤尾部，進(jìn)行人為觸發(fā)，完成制動(dòng)試驗(yàn)。

1.4 綜合檢驗(yàn)

讓電梯保持檢修速度上行狀態(tài)，人為觸發(fā)夾繩器動(dòng)作，仔細(xì)觀察鋼絲繩能不能制停，在曳引輪上是否有打滑的情況。如果鋼絲繩夾緊了，也在曳引輪上打滑，就表明夾繩器作用于鋼絲繩的摩擦力比對(duì)重凈拉力要大，可以發(fā)揮上行超速保護(hù)功能［11］。若夾繩器觸發(fā)動(dòng)作以后鋼絲繩打滑了，此時(shí)不能簡(jiǎn)單地判定夾繩器與要求不符，因?yàn)榭购饽Σ亮Φ牟恢皇菍?duì)重凈拉力，也有曳引力［12］。所以需要基于電梯靜止?fàn)顟B(tài)觸發(fā)夾繩器動(dòng)作，再松閘，確認(rèn)轎廂溜車與否，最終結(jié)合有關(guān)資料綜合判定。

2 兩則夾繩器故障案例分析

2.1 夾繩器無法觸發(fā)

2.1.1 設(shè)備存在的主要缺陷

檢驗(yàn)人員在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)上行超速保護(hù)項(xiàng)目進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的RB10-150夾繩器是由限速器電氣的開關(guān)觸發(fā)，檢驗(yàn)人員手動(dòng)觸發(fā)限速器電氣開關(guān)B后，夾繩器未動(dòng)作，現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示。近年來發(fā)生因制動(dòng)器失效而沖頂?shù)氖鹿蕦乙姴货r，當(dāng)電梯發(fā)生上行超速時(shí)，夾繩器無法動(dòng)作，對(duì)于這種蝸輪蝸桿的電梯將無法保障乘梯人員安全，存在較大安全隱患。

圖2 夾繩器未動(dòng)作

2.1.2 原因分析

根據(jù)夾繩器工作原理分析，引起現(xiàn)場(chǎng)的夾繩器無法動(dòng)作有以下幾種原因：

（1）限速器上夾繩器觸發(fā)開關(guān)B失效；

（2）夾繩器上高靈敏的電磁鐵損壞，在電磁鐵線圈失電后，電磁鐵拉桿無法回縮；

（3）夾繩器各機(jī)械撥桿、轉(zhuǎn)軸、鎖鉤生銹卡死，無法被動(dòng)作；

（4）夾緊彈簧失效，無法釋放彈力。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)對(duì)夾繩器細(xì)致檢查，發(fā)現(xiàn)夾繩器復(fù)位螺桿上配備的夾緊彈簧行程限位螺母位置異常，現(xiàn)場(chǎng)如圖3所示，夾緊彈簧行程限位螺母處于最低點(diǎn)，使得夾緊彈簧無法釋放彈力，夾繩器無法動(dòng)作，不符合上述原因，正常夾緊彈簧行程限位螺母位置如圖4所示。

圖3 螺母位置異常

圖4 螺母位置正常

2.1.3 處理建議

立即停梯整改，將夾繩器按照復(fù)位要求進(jìn)行復(fù)位，根據(jù)試驗(yàn)方法檢查夾繩器動(dòng)作情況，確認(rèn)無誤后方可投入使用。檢驗(yàn)人員檢測(cè)時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行判斷夾繩器是否存在無法動(dòng)作情況，并進(jìn)行驗(yàn)證，特別是拉繩式觸發(fā)夾繩器的，經(jīng)常因?yàn)橛|發(fā)鋼絲繩太松，夾繩器無法動(dòng)作，避免錯(cuò)檢、漏檢。

2.2 夾繩器無法有效制動(dòng)

2.2.1 設(shè)備存在的主要缺陷

在進(jìn)行轎廂上行超速保護(hù)裝置試驗(yàn)時(shí)，夾繩器機(jī)械動(dòng)作，松開制動(dòng)器，轎廂加速上行，夾繩器無法有效制動(dòng)。

2.2.2 原因分析

在進(jìn)行轎廂上行超速保護(hù)裝置試驗(yàn)時(shí)，將空載轎廂停于行程下部，轎廂以檢修速度上行，人為動(dòng)作夾繩器電氣安全開關(guān)，電梯立即停止運(yùn)行，短接該電氣安全開關(guān)，人為讓夾繩器機(jī)械動(dòng)作，操縱檢修上行按紐。轎廂能繼續(xù)上行，停止檢修運(yùn)行。斷開主電源開關(guān)，松開制動(dòng)器閘瓦，轎廂加速上行，則說明夾繩器未能夾住曳引鋼絲繩。通過仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)兩塊夾板閘襯凹槽磨損嚴(yán)重，懷疑閘襯的磨損，導(dǎo)致閘襯與鋼絲繩的摩擦力變小，夾繩器失效。進(jìn)一步，也要考慮鋼絲繩與閘襯摩擦的原因：（1）夾繩器與鋼絲繩的相對(duì)位置，導(dǎo)致兩者發(fā)生摩擦；（2）鋼絲繩抖動(dòng)較大，與閘襯摩擦。

通過觀察發(fā)現(xiàn)，在轎廂整個(gè)運(yùn)行過程中，鋼絲繩抖動(dòng)不大，那么可判斷閘襯與鋼絲繩的磨損是夾繩器與鋼絲繩的相對(duì)位置導(dǎo)致的。

2.2.3 處理建議

更換夾板閘襯，注意凹槽與鋼絲繩要對(duì)齊。確保閘襯與鋼絲繩不摩擦。電梯定期檢驗(yàn)時(shí)，維護(hù)保養(yǎng)單位按照制造單位規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)人員應(yīng)認(rèn)真觀察和確認(rèn)。

通過以上兩則案例的分析，在對(duì)電梯上行超速保護(hù)裝置夾繩器進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)時(shí)應(yīng)對(duì)夾繩器的觸發(fā)有效性和夾繩器的制動(dòng)可靠性進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)，模擬電梯超速上行進(jìn)行試驗(yàn)，除了確認(rèn)夾繩器的是否能有效觸發(fā)和有效制動(dòng)外，還應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察是否存在使觸發(fā)裝置失效的風(fēng)險(xiǎn)問題存在，如觸發(fā)裝置銹蝕、卡澀，觸發(fā)間距過于極限，鋼絲繩與閘襯的位置是否會(huì)發(fā)生摩擦，襯板磨損程度等可能引起夾繩器故障的問題。維護(hù)保養(yǎng)人員也應(yīng)提高責(zé)任意識(shí)及安全意識(shí)，在對(duì)夾繩器進(jìn)行保養(yǎng)后，應(yīng)對(duì)夾繩器進(jìn)行全面檢查，保證其保護(hù)功能靈活可靠。

3 結(jié)束語

從電梯的機(jī)械結(jié)構(gòu)上來看，在鋼絲繩曳引電梯依靠主機(jī)上鋼絲繩和曳引輪輪槽的摩擦力來傳動(dòng)，輪槽磨損嚴(yán)重會(huì)引起打滑，出現(xiàn)超速；齒輪與蝸輪嚙合失效，也會(huì)引起超速。此外，當(dāng)制動(dòng)失效對(duì)重側(cè)重量大于轎廂的情況下，也會(huì)造成上行超速。而電梯上行超速保護(hù)裝置是電梯安全上行的保障，可有效防止電梯上行超速而發(fā)生沖頂?shù)壬闲惺Э厥鹿省１疚尼槍?duì)夾繩器類型的上行保護(hù)裝置，根據(jù)其工作原理，探討夾繩器類型上行超速保護(hù)裝置的檢驗(yàn)要點(diǎn)，提出靜態(tài)檢測(cè)、動(dòng)態(tài)檢測(cè)和綜合檢驗(yàn)3種方式分別檢測(cè)夾繩器的觸發(fā)有效性、制動(dòng)可靠性以及夾繩器制動(dòng)力與曳引力的關(guān)系。并結(jié)合實(shí)際檢驗(yàn)案例，分析了兩起夾繩器故障，一起是由于夾繩器的夾緊彈簧行程限位螺母位置異常，導(dǎo)致夾緊彈簧無法釋放彈力，夾繩器無法動(dòng)作；另一起是由于夾繩器與鋼絲繩的相對(duì)位置異常，使兩塊夾板閘襯凹槽磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致夾繩器制動(dòng)性能下降，無法可靠制動(dòng)。通過對(duì)檢驗(yàn)案例的故障形式及故障原因進(jìn)行分析，提出對(duì)夾繩器類型的上行超速保護(hù)裝置的檢驗(yàn)時(shí)需要對(duì)其觸發(fā)有效性及制動(dòng)可靠性兩方面進(jìn)行綜合判定。希望能夠?yàn)楣ぷ魅藛T后期開展相關(guān)工作提供一些參考，從業(yè)人員在今后要繼續(xù)深入分析、研究，提高檢驗(yàn)檢測(cè)水平，保護(hù)電梯上行安全。