電梯安全鉗性能測試分析

劉勤松

（廣東弗蘭斯勒電梯有限公司 廣東東莞 523000）

0 引言

在電梯運(yùn)行使用中，安全鉗是保障電梯安全的關(guān)鍵。在電梯運(yùn)行中，如果電梯失控，或者懸掛裝置斷裂，則安全鉗能夠使得電梯轎廂停止運(yùn)行，保障電梯安全。為了確保安全鉗使用性能，不僅需加強(qiáng)安全鉗生產(chǎn)質(zhì)量控制，同時還需對其進(jìn)行安裝調(diào)試，定期進(jìn)行安全鉗現(xiàn)場監(jiān)測。因此，對電梯安全鉗性能測試要點(diǎn)進(jìn)行深入研究意義重大。

1 電梯安全鉗概述

在電梯各類設(shè)備中，安全鉗是十分重要的安全裝置，是保障電梯安全功能的關(guān)鍵。安全鉗安裝在電梯轎廂兩側(cè)的下部位置，一般只需要設(shè)置轎廂安全鉗，如果電梯突然發(fā)生故障事故，導(dǎo)致電梯超速下滑墜落，則安全鉗能夠使轎廂快速制停，并夾持在導(dǎo)軌上，進(jìn)而避免發(fā)生意外事故。

在中低速電梯運(yùn)行中，鋼絲繩斷裂問題比較常見，如果轎廂處于超速運(yùn)行狀態(tài)，或者轎廂意外墜落，則連桿機(jī)構(gòu)能夠觸發(fā)安全鉗發(fā)生動作，同步提起安全鉗兩側(cè)的鉗塊，在兩側(cè)彈簧力作用下，鉗塊能夠與導(dǎo)軌相接觸，進(jìn)而自鎖制停，中低速電梯安全鉗結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。在高速電梯中，安全鉗將彈簧放置在后側(cè)位置，在杠桿機(jī)構(gòu)的作用下，后側(cè)彈簧被放大，其能夠?qū)︺Q塊施加法向載荷，高速電梯安全鉗模型如圖2所示。

2 電梯墜落事故案例

在某建筑工程施工現(xiàn)場，技術(shù)人員在對電梯曳引鋼絲繩長度進(jìn)行調(diào)節(jié)時，發(fā)生轎廂墜落事故，導(dǎo)致施工現(xiàn)場人員傷亡。該電梯的額定載重為1T，額定速度為1.75m/s。在電梯運(yùn)行中，通過維護(hù)檢測分析發(fā)現(xiàn)，對重緩沖距S2太小，不符合電梯運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，因此安排電梯維修人員對曳引鋼絲繩長度進(jìn)行調(diào)整。在電梯維修過程中，首先對重壓實(shí)緩沖器，然后通過手拉葫蘆吊起空轎廂，拆除上梁曳引繩頭，但是手拉葫蘆鏈條斷裂，導(dǎo)致電梯轎廂快速墜落，引發(fā)安全鉗動作，但是該電梯安全鉗沒有成功制停橋廂，導(dǎo)致轎廂墜落至電梯井道底部，進(jìn)而引發(fā)施工現(xiàn)場人員傷亡事故。

圖1 中低速電梯安全鉗結(jié)構(gòu)

圖2 高速電梯安全鉗模型

通過對電梯使用情況進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，限速器銘牌動作速度整定值處于規(guī)定范圍內(nèi)，通過對事故現(xiàn)場痕跡進(jìn)行查看分析，導(dǎo)軌上有明顯的剎車痕跡，并且安全鉗的鉗口磨損嚴(yán)重，由此可見，在轎廂墜落中，安全鉗已發(fā)生動作，但是沒有成功制停轎廂。該電梯的使用年數(shù)比較長，安全鉗為漸進(jìn)式，經(jīng)過本次事故，要求對安全鉗性能進(jìn)行現(xiàn)場測試分析。

3 電梯安全鉗性能測試方法原理

當(dāng)電梯安全鉗發(fā)生動作時，電梯轎廂上即可產(chǎn)生制動力，可以F表示。如果該電梯安全鉗符合型式試驗(yàn)要求，則轎廂在自由下落過程中，當(dāng)超速時，能夠被安全鉗制停，并且減速度應(yīng)在0.2～1.0g之間：

式中：F-安全錯制動力，N；P-轎廂自重，kg；Q-額定載重量，kg；a1-安全鉗制動時滿載轎廂的減速度，m/s2。

由此可見，當(dāng)該電梯安全鉗經(jīng)過彈性元件調(diào)定后，當(dāng)楔塊動作到達(dá)限定位置時，制動力F為定值。當(dāng)電梯轎廂處于空載狀態(tài)，并向下運(yùn)行時，如果安全鉗發(fā)生動作，則轎廂在制動力F的作用下，減速度a2的計算方式如下：

式中：T2指的是曳引鋼絲繩張力。

其中，P的取值一般在0.8Q～1.4Q之間，在本次試驗(yàn)中，P取1.4Q。如果制動力F為最小值，1.2（P+Q）gn，則減速度a2也為最小值，其計算公式如下：

通過上述計算分析可見，如果電梯安全鉗符合型式試驗(yàn)要求，當(dāng)電梯轎廂處于空載運(yùn)行狀態(tài)，并且安全鉗發(fā)生動作時，轎廂減速度a2一般在1.0g以上，對重在曳引輪的另一側(cè)的減速度最大為1.0g。如果轎廂被制動，則對重可被慣性地拋起，曳引繩不處于緊繃狀態(tài)，曳引輪鋼絲繩的張力為0，在安全鉗制動過程中，只需克服轎廂重力即可。在這一時間段內(nèi)，轎廂沒有受到對重影響，轎廂減速情況與轎廂自由下落過程中受到制動鉗制動作用的減速情況相同，由此可見，安全鉗動作效果與轎廂運(yùn)行速度密切相關(guān)。比如，如果在電梯安全鉗動作時，轎廂速度為1.0m/s，則這段時間可被認(rèn)為是對重被上拋到最高點(diǎn)的時間段，在0.1s時間段內(nèi)，轎廂減速度與轎廂自由下落過程中被安全鉗制動的減速度相同，據(jù)此可對安全鉗制動性能進(jìn)行分析。

文中圖3指的是測試示例圖，其中，“起始時間”指的是電梯安全鉗制動開始時刻，而“結(jié)東時間”指的是電梯安全鉗使得轎廂制停的參考時間。在二者之間的時間段指的是鋼絲繩處于松弛狀態(tài)時，對重對轎廂的張力影響消除，可將其作為安全鉗制動轎廂的參考時間段。通過對圖3進(jìn)行分析可見，在0.1s時間段內(nèi)，安全鉗成功制停電梯轎廂。

圖3 安全鉗測試示例

在這一參考時間段中，可將電梯空轎廂平均速度a2作為檢測對象，通過對圖3進(jìn)行分析可見，a為37.21m/s2，本次檢測目標(biāo)是判斷電梯安全鉗的制動能力是否能夠使得電梯轎廂在自由下落過程中，減速度能夠達(dá)到0.2～1.0gn之間，并且成功制停。

通過理論分析，在對減速度a2進(jìn)行計算后，即可對a1進(jìn)行計算，a1=P（gn+a2）/（P-Q）-gn，在上述計算中，P指的是轎廂自重，而Q指的是額定載重量，二者均已指導(dǎo)，在對a2進(jìn)行計算后，即可自動顯示具體數(shù)值。通過對圖3進(jìn)行分析，“Status”指的是測量結(jié)果狀態(tài)窗口，無法顯示出安全鉗制動力大小，只能夠顯示出標(biāo)準(zhǔn)工況下轎廂的減速度a1，即1.09gn。由此可見，該軟件不僅能夠顯示出空載轎廂在安全鉗制動時的減速度，同時還能夠計算出額定載荷轎廂在自由下落過程中，安全鉗制動時的減速度。

如果電梯安全鉗在制動轎廂時，減速度不能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，則經(jīng)過上述計算分析可確定，速度曲線斜率比較小，因此安全鉗的制動時間比較長，如圖4所示。

圖4 減速度較小時，速度曲線斜率較小

當(dāng)電梯安全鉗發(fā)生動作時，如果速度比較小，則對重會對轎廂側(cè)安全鉗的制動載荷產(chǎn)生較大影響，經(jīng)過檢測分析，速度曲線為“蠕動”狀態(tài)，如圖5所示，無法準(zhǔn)確反映出轎廂在自由下落過程中安全鉗的制動情況。因此，在安全鉗測試過程中國，要求安全鉗動作時的速度應(yīng)在1.0m/s以內(nèi)，如果電梯額定速度在2.0m/s以上，則為了盡量減少安全鉗磨損，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況對安全鉗動作時的速度進(jìn)行調(diào)整，但是要求控制在2.0m/s以內(nèi)。

圖5 速度曲線“蠕動”現(xiàn)象

4 結(jié)語

綜上所述，本文主要對電梯安全鉗的性能測試方法以及要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)探究。安全鉗是電梯十分重要的設(shè)備，在保障電梯安全運(yùn)行方面發(fā)揮著十分重要的作用。在電梯運(yùn)行中，如果失控或者超速，則安全鉗能夠制停轎廂。但是安全鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這就要求電梯維護(hù)管理人員定期對安全鉗性能進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測，通過利用上述監(jiān)測方式，能夠快速確定安全鉗使用過程中的安全隱患，并據(jù)此對電梯進(jìn)行維護(hù)管理，保障電梯安全使用。