電梯限速器-安全鉗聯(lián)動試驗失效分析

黃承鋒

（福建省特種設備檢驗研究院泉州分院，福建泉州 362010）

0 引言

電梯是當前各類樓宇中的交通工具，給人們的生活帶來了極大的便利。由于電梯的運行頻率相對較高，有效保障設備的運行安全成為當前電梯設計者及使用維護者重點關注方向。而電梯中限速器、安全鉗等部件則是實現(xiàn)電梯出現(xiàn)異常失效故障時有效保證設備及人員安全的重要安全部件，一旦此部件出現(xiàn)聯(lián)動失效狀態(tài)，將無法有效保證人員的生命安全[1]。據(jù)統(tǒng)計，在2019年，因電梯中限速器－安全鉗聯(lián)動失效產(chǎn)生的電梯事故占據(jù)了整個電梯故障的65%左右，給企業(yè)及人員帶來了嚴重損失。當前，國內(nèi)也有諸多學者對電梯限速器－安全鉗的安全運行開展了研究，但所研究的范圍相對較小，沒有深入地對聯(lián)動失效原因開展分析研究，對電梯的設計、安裝及維護保養(yǎng)等方面實際的指導意義較小。

本文以電梯限速器－安全鉗聯(lián)動工作原理為基礎，重點對影響其聯(lián)動失效的原因進行了分析，并有針對性地提出了解決措施。這對保障電梯限速器－安全鉗在設計、安裝及維護保養(yǎng)環(huán)節(jié)具有較高質(zhì)量及運行安全性起到關鍵作用，實際指導價值較為突出。

1 限速器－安全鉗結(jié)構(gòu)及聯(lián)動工作原理分析

1.1 結(jié)構(gòu)組成分析

電梯由8大系統(tǒng)組成，主要包括曳引系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)[2]。限速器－安全鉗屬于安全保護系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。限速器和安全鉗是電梯最重要的安全保護裝置，也稱之為斷繩保護和超速保護。限速器的鋼絲繩圍繞著限速器輪和底坑中的脹繩輪形成一個閉環(huán)，其繩頭部與轎廂緊固在一起，并通過機械連桿與安全鉗連起來。

圖1 限速器－安全鉗聯(lián)動組成

1.2 聯(lián)動工作原理分析

限速器通過鋼絲繩與安裝在轎廂兩側(cè)的安全鉗拉桿相連。為了保證限速器的速度反應準確，在井道底坑設有限速器漲緊裝置。電梯運行時，鋼絲繩將電梯的垂直運動轉(zhuǎn)化為限速器的旋轉(zhuǎn)運動。當限速器的旋轉(zhuǎn)速度超過極限值時，限速器就先使電氣開關動作切斷電梯控制回路電源，使電磁制動器失電制動。如果制動失靈，此時如果電梯下行，限速器機械棘爪動作進而將卡住鋼絲繩，限速器停止轉(zhuǎn)動后通過連桿系統(tǒng)提拉安全鉗致使其動作，將電梯強制停在導軌上[3]。為了防止出現(xiàn)曳引機繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，專門設置了安全鉗開關，安全鉗動作時，其開關動作并切斷控制回路。

2 限速器－安全鉗聯(lián)動試驗失效原因分析

2.1 安全鉗無法夾緊失效分析

針對安全鉗無法夾緊的故障現(xiàn)象，以夾繩式限速器為分析對象。該限速器主要由開關打板碰鐵、開關打板、夾繩打板碰鐵、夾繩鉗彈簧、離心重塊彈簧、限速器繩輪、離心重塊、電氣開關觸點、電氣開關底座、夾繩打板、夾繩鉗（安全鉗）、輪軸、限速器鋼絲繩等部件構(gòu)成。在該設備進行轎廂限速器－安全鉗聯(lián)動試驗時，限速器電氣開關可以正常動作，但是夾繩鉗無法將限速器鋼絲繩有效夾緊，如圖2所示。致使安全鉗電氣開關和機械裝置無法動作，曳引鋼絲繩無法在曳引輪上打滑或者停止[4]。經(jīng)試驗確定，檢修操作時對夾繩鉗施加外力，夾繩鉗可以將鋼絲繩有效夾緊，轎廂限速器－安全鉗聯(lián)動試驗有效。因此，可以確定是夾繩鉗彈簧失效導致夾繩鉗無法有效工作，最終導致轎廂限速器－安全鉗聯(lián)動試驗失效。

圖2 安全鉗無法夾緊失效

2.2 鎖舌轉(zhuǎn)軸無法觸發(fā)失效分析

在做限速器－安全鉗聯(lián)動試驗時，手動撥動限速器離心錘，由于限速器離心錘擺臂與鎖舌轉(zhuǎn)軸間隙過大，導致無法觸發(fā)鎖舌轉(zhuǎn)軸，進而導致鎖舌未被撥動，棘爪無法動作，限速器－安全鉗聯(lián)動試驗失效，其間隙過大情況如圖3所示。其原因分析如下。

圖3 鎖舌轉(zhuǎn)軸間隙過大

（1）由于電梯正常運行時，限速器－安全鉗很少會動作，維保人員平時很少關注限速器－安全鉗聯(lián)動，關注也是為應付年檢，手動動作棘爪而未采用撥動限速器離心錘的方式觸發(fā)棘爪，從而未涉及到整個限速器從離心到棘爪動作的整個過程的維保，導致了多年來未發(fā)現(xiàn)限速器－安全鉗聯(lián)動失效[5]。

（2）廠家對該限速器廠檢時并未進行限速器校驗，以至于出廠時就存在制造缺陷，限速器離心錘擺臂與鎖舌轉(zhuǎn)軸間隙過大，當限速器離心錘離心后，限速器離心錘擺臂無法觸發(fā)鎖舌轉(zhuǎn)軸，進而限速器棘爪無法動作，限速器－安全鉗聯(lián)動失效。

（3）檢驗人員限速器－安全鉗聯(lián)動試驗檢驗操作方法有誤，未采用正確的方式動作限速器。檢規(guī)未明確如何動作限速器，使得絕大部分檢驗員在檢驗時都人為地撥動鎖舌，觸發(fā)棘爪，完全忽略了限速器離心錘離心到觸發(fā)棘爪整個過程是否有效[6]。直接撥動棘爪，相當于直接就默認限速器能有效動作，對限速器整個離心到觸發(fā)鎖舌并動作棘爪過程的有效性未進行驗證，但實際上其中任何一個環(huán)節(jié)出問題，都會導致限速器－安全鉗聯(lián)動失效。

2.3 鋼絲繩打滑失效分析

電梯在定期檢驗中，出現(xiàn)了手動觸發(fā)限速器甩塊，繩輪動作卡死后，鋼絲繩在繩輪上打滑，安全鉗剎車失效，轎廂不能被制停。因此，對造成鋼絲繩打滑失效的原因進行了分析[7]。

（1）限速器機械動作失效、限速器鋼絲繩張力不足、安全鉗提拉桿和連桿機構(gòu)調(diào)整不當、連桿上的安全鉗復位彈簧調(diào)整不當、安全鉗間隙調(diào)整不當?shù)仍?，均是導致鋼絲繩打滑失效的影響因素。

（2）采用的限速器上不帶有夾繩裝置，只靠鋼絲繩與繩輪的摩擦力來產(chǎn)生張力的限速器。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)安裝在底坑上方的張緊輪配重垂落在磚塊上，如圖4所示，造成限速器繩的張緊力不足，致使限速器無法提供安全鉗動作所需要的提拉力，出現(xiàn)了限速器－安全鉗聯(lián)動試驗失效[8]。

圖4 配重垂落在磚塊上

（3）對于只靠繩槽與鋼絲繩之間摩擦來制停鋼絲繩的限速器，沒有適當?shù)膹埦o力，限速器就不能提供安全鉗所需的提拉力，即限速器鋼絲繩張力不足，安全鉗剎車也會出現(xiàn)失效現(xiàn)象[8]。

（4）由于底坑的雜物長期未清理，以及限速器繩伸長后，沒有及時收繩和調(diào)整張緊輪的安裝位置，最終也導致限速器－安全鉗試驗剎車失效。

3 限速器－安全鉗聯(lián)動失效解決措施分析

結(jié)合前文分析，找到了限速器－安全鉗聯(lián)動試驗的常見失效原因。為有效預防限速器－安全鉗的事故重復發(fā)生，特制定了如下幾個失效解決措施。

（1）提高限速器－安全鉗在用的安全性

所有在用曳引或強制式電梯應安裝由限速器觸發(fā)的安全鉗，檢查安全鉗與限速器聯(lián)動系統(tǒng)是否匹配，并進行試驗以確定該系統(tǒng)有效，否則應對該系統(tǒng)進行調(diào)整（不應影響安全部件），從源頭上避免限速器－安全鉗出現(xiàn)聯(lián)動失效現(xiàn)象

（2）有效避免鋼絲繩的打滑

在電梯設計、安裝及后期的使用過程中，應重點對安全鉗的復位彈簧、安全鉗與鋼絲繩間隙等參數(shù)進行調(diào)整，保證配重塊不會輕易掉落，同時，定時對底坑中雜物進行清理和收緊限速器上繩長，調(diào)整張緊輪的位置，以此保證限速器鋼絲繩具有足夠的張緊力，有效避免鋼絲繩出現(xiàn)打滑失效現(xiàn)象，保證限速器－安全鉗的聯(lián)動動作可靠有效。

（3）提高安裝環(huán)節(jié)質(zhì)量

在電梯設備安裝之前，需對現(xiàn)場安裝人員進行安裝培訓，并對安裝前的限速器－安全鉗安裝情況進行檢查，保證其安裝的準確性。同時，提高人員的整體素質(zhì)，操作時應嚴格按照電梯的安裝操作規(guī)程進行操作，避免設備的碰撞，及時找出電梯存在問題及故障類型申報，由電梯生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員進行設備故障檢修排除，切勿私自對電梯故障進行操作。

（4）加強設備的維護保養(yǎng)檢查工作

電梯運行過程中，定期對限速器－安全鉗的誤操作及存在的安全隱患進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時聯(lián)系相關專業(yè)人員進行故障排查，同時，維護人員除了對設備進行日常維護外，還應嚴格按照電梯的操作說明對電梯中的關鍵電氣路線及開關情況進行檢查，早發(fā)現(xiàn)、早解決；針對限速器旋轉(zhuǎn)潤滑部分，除了清理周邊的灰塵外，還需定時添加潤滑油，并定期進行限速器動作速度校驗。

4 結(jié)束語

提高電梯中限速器－安全鉗的使用安全性，成為保障電梯安全運行及人員生命安全的重要基礎。本文結(jié)合限速器－安全鉗聯(lián)動工作原理，開展了其聯(lián)動過程的失效過程分析，可知安全鉗無法夾緊、鎖舌轉(zhuǎn)軸無法觸發(fā)、鋼絲繩打滑等因素均是導致電梯限速器－安全鉗聯(lián)動失效的主要原因，找到了其聯(lián)動的失效規(guī)律，由此提出了應該從提高部件使用安全性、避免鋼絲繩打滑、提高安裝質(zhì)量、加強維護保養(yǎng)等方面來降低或避免限速器－安全鉗發(fā)生聯(lián)動失效的概率，提高電梯的運行安全性，以此保證人員的生命安全。此研究對電梯的設計、安裝及維護保養(yǎng)具有重要的指導作用。