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(dá)電梯有限公司，浙江 杭州 310017）

隨著我國電梯生產(chǎn)和使用數(shù)量的日益增加，電梯作為一種垂直交通工具應(yīng)用范圍和場所相當(dāng)廣泛，各行各業(yè)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(biāo)準(zhǔn)面積為4.2 m2, 根據(jù)用戶要求現(xiàn)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(guī)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(guī)定。對特殊情況，為了滿足使用要求而難以同時符合規(guī)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(guī)定。并明確電梯設(shè)計計算應(yīng)考慮轎廂實際載重量達(dá)到轎廂面積規(guī)定所對應(yīng)的額定載重量的情況下，電梯各相關(guān)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(yīng)增加的載重量，應(yīng)進(jìn)行計算和校驗，且相應(yīng)的計算校驗結(jié)果應(yīng)當(dāng)符合國家安全技術(shù)規(guī)范和強制性標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)面積為4.2 m2，根據(jù)用戶要求現(xiàn)凈面積5.08 m2）現(xiàn)按GB7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的規(guī)定，相應(yīng)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(jìn)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(hù)系統(tǒng)中提供最后的安全保護(hù)裝置之一，當(dāng)轎廂超面積部分引起載重量增加，會導(dǎo)致當(dāng)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(jìn)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(dāng)電梯在故障狀態(tài)下超速下滑或墜落而速度達(dá)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(gòu)，將轎廂兩側(cè)安全鉗的制停元件提起，把轎廂安全制停后夾在導(dǎo)軌上。從而避免發(fā)生人員傷亡及設(shè)備損壞事故。

安全鉗分為瞬時式安全鉗和漸進(jìn)式安全鉗兩大類，按GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的要求，若電梯額定速度＞0.63 m/s 時，轎廂應(yīng)采用漸進(jìn)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(tǒng)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(jìn)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(yīng)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(jù)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(tǒng)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(chǎn)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(gòu)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(dǎo)軌產(chǎn)生一個迅速的壓力，制動距離很短，所以當(dāng)安全鉗夾緊工作表面的比壓超過安全鉗設(shè)計的許用值時就會引起夾緊工作表面的損壞或嚴(yán)重?fù)p傷導(dǎo)軌表面。

2.2 漸進(jìn)式安全鉗

漸進(jìn)式安全鉗在制動期間以有限的壓力作用于導(dǎo)軌上，其制停距離與被制動的質(zhì)量及安全鉗開始動作時的速度有關(guān)，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(guī)范》的規(guī)定，“在裝有額定重量的轎廂自由下落的情況下，漸進(jìn)式安全鉗制動時的平均減速度應(yīng)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(jìn)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(tǒng)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(chǎn)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(xiàn)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(jié)束語

經(jīng)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(jìn)式安全鉗都要按轎廂超面積后最大載重量進(jìn)行設(shè)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(shè)計中對安全鉗的選型要特別注意，其安全鉗總質(zhì)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(yè)出版社,1996.

[2]GB7588-2003.電梯制造與安裝安全規(guī)范.