王松華　王皓

摘要：目前，電梯作為高層建筑的交通工具保有量越來(lái)越大，電梯的使用給人們的生活帶來(lái)了極大的方便。電梯的安全運(yùn)行至關(guān)重要，制動(dòng)系統(tǒng)是保證電梯安全運(yùn)行的關(guān)鍵部件。在電梯安全系統(tǒng)中，安全鉗系統(tǒng)對(duì)電梯失控下墜時(shí)起到制停作用，是保證電梯安全的重要裝置。文章通過(guò)對(duì)電梯安全鉗動(dòng)作受力分析及失效探究，為電梯安全運(yùn)行提供幫助。

關(guān)鍵詞：電梯安全鉗；高層建筑；電梯運(yùn)行；電梯安全；電梯事故 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU857 文章編號(hào)：1009-2374（2015）32-0074-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.040

近年來(lái)，隨著電梯的廣泛使用，電梯事故頻發(fā)，電梯的安全性和可靠性成為人們廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。電梯作為載人工具，其安全性是第一位的。安全鉗是保證電梯安全的重要設(shè)備，能夠在電梯超速和失控時(shí)起到保障電梯人員安全的重要作用。本文通過(guò)對(duì)安全鉗失效或者誤動(dòng)的問(wèn)題進(jìn)行研究探討，提出一些解決方法。

1 安全鉗工作原理

電梯安全鉗是保證電梯安全的最重要的保護(hù)裝置。安全鉗按照制停減速度的不同分為瞬時(shí)式的和漸進(jìn)式的，瞬時(shí)式安全鉗使用于速度不大于0.63m/s的電梯中，漸進(jìn)安全鉗用于速度大于0.63m/s的電梯。電梯安全鉗如果按照制動(dòng)元件結(jié)構(gòu)的不同可分為滾柱型、鍥塊型和偏心輪型三種。

電梯的安全鉗系統(tǒng)主要由限速器、安全鉗、張緊輪及其他部件組成，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。電梯安全鉗的工作原理為：在電梯運(yùn)行過(guò)程中，如果電梯出現(xiàn)意外發(fā)生失控快速下降或當(dāng)電梯下行速度過(guò)快（超過(guò)限速器設(shè)定的限制速度）時(shí)，這時(shí)限速器卡緊機(jī)構(gòu)使限速輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，限速繩在摩擦力作用下帶動(dòng)安全鉗動(dòng)作，這時(shí)電梯轎廂仍繼續(xù)下行，安全鉗鉗塊相對(duì)于轎廂作向上運(yùn)動(dòng)，鉗塊提起并與導(dǎo)軌并緊，由于摩擦力的作用使電梯轎廂制停，從而避免電梯下墜引起安全事故。

2 安全鉗受力分析

安全鉗塊受力情況在不同情況的不同，大致分為以下五種受力情況，見(jiàn)圖2：

圖2

第一，圖2（a）此時(shí)為電梯轎廂被安全鉗塊完全卡住停止時(shí)的受力情況，由圖可見(jiàn)此時(shí)鉗塊共受到6個(gè)力的作用；轎廂與鉗塊相互作用產(chǎn)生的正壓力F，轎廂給鉗塊的反作用摩擦力F′，導(dǎo)軌與鉗塊的相互作用產(chǎn)生的正壓力Q，導(dǎo)軌給鉗塊的反作用摩擦力Q′，P為鉗塊自身重量，R為拉桿上的彈簧對(duì)鉗塊的拉力R，限速繩產(chǎn)生的摩擦力T，其中R與自重P非常小，忽略不計(jì)。根據(jù)力平衡原理，可得方程式：F·sinθ-Ffcosθ-Q=0F·cosθ+Ffsinθ-T=0，其中T為摩擦系數(shù)。

第二，圖2（b）為鉗塊與轎廂及導(dǎo)軌無(wú)相互作用，即安全鉗無(wú)動(dòng)作時(shí)鉗塊的受力情況，此時(shí)Q=0，Q′=0，F(xiàn)=0，F(xiàn)′=0。

第三，圖2（c）安全鉗與導(dǎo)軌之間有力的作用（可能進(jìn)入異物），這是安全鉗塊受到合力N=Q1-F1fsinθ-F1cosθ，安全鉗塊還受到拉桿的作用力R，這時(shí)導(dǎo)軌對(duì)鉗塊產(chǎn)生摩擦力Q1小于Q′。當(dāng)電梯是正常制停的狀況，導(dǎo)軌對(duì)鉗塊的摩擦力F1′小于F2′，根據(jù)R與N的大小關(guān)系來(lái)判斷安全鉗是否會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。當(dāng)R小于N時(shí)，鉗塊會(huì)被異物頂起，產(chǎn)生誤動(dòng)作；當(dāng)R大于N時(shí)，鉗塊無(wú)動(dòng)作保持靜止。

第四，圖2（d）為限速器產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，安全鉗塊受到的作用力的狀況，分兩種情況：（1）當(dāng)安全鉗塊與導(dǎo)軌發(fā)生接觸時(shí)，此時(shí)鉗塊受到R、T及合力N三個(gè)力作用（N=Q-R′sinθ-Fcosθ），以為發(fā)生接觸，此時(shí)T+N-R-P大于0，拉桿上的彈簧力調(diào)得太小時(shí)，容易產(chǎn)生誤動(dòng)作；當(dāng)彈簧力太大時(shí)，安全鉗有可能失效。（2）鉗塊與導(dǎo)軌不接觸時(shí)，此時(shí)安全鉗塊只受自重P、拉桿彈簧的作用力R及限速輪槽與限速繩的摩擦力T，當(dāng)T-R-P小于0時(shí)，安全鉗失效；當(dāng)T-R-P大于0時(shí)，鉗塊被提起。

3 連接導(dǎo)軌螺栓的預(yù)緊力

電梯導(dǎo)向系統(tǒng)各種各樣，都是用螺栓將導(dǎo)軌連接，在導(dǎo)軌連接處有相應(yīng)的規(guī)定，即《電梯安裝驗(yàn)收規(guī)范》（GB 10060-1993）中規(guī)定導(dǎo)軌接頭處允許的臺(tái)階小于等于0.05mm，如果大于0.05mm要做相應(yīng)的修光，修光長(zhǎng)度要大于150mm。當(dāng)兩根導(dǎo)軌連接處有錯(cuò)位，產(chǎn)生位移，就會(huì)導(dǎo)致安全鉗出現(xiàn)誤動(dòng)作。螺栓在拉伸方向有預(yù)緊力。而預(yù)緊力的存在能避免導(dǎo)軌連接處的位移。只要對(duì)螺栓的最大預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦力跟導(dǎo)軌連接處受到的力大小比較，就能判斷導(dǎo)軌是否會(huì)發(fā)生位移。當(dāng)摩擦力大于連接處受力時(shí)，不會(huì)發(fā)生位移，反之，就會(huì)發(fā)生位移。因此，為保證安全鉗不出現(xiàn)誤動(dòng)，就要提高螺栓最大預(yù)緊力。一般重型梯的導(dǎo)軌處連接螺栓主要采用三種：M12、M14、M16，要選用質(zhì)量好的螺栓。

4 安全鉗的失效探究

安全鉗的作用是在電梯的轎廂超速下滑或墜落的速度達(dá)到限速器發(fā)生動(dòng)作速度時(shí)，安全鉗起作用使電梯轎廂安全制停后能夾持在導(dǎo)軌上，防止發(fā)生意外事故。但在實(shí)際使用過(guò)程中，存在安全鉗失效的情況。

第一，如果限速器夾繩的鉗制動(dòng)力不足，夾不住限速器鋼繩時(shí)。當(dāng)電梯超速，限速器動(dòng)作時(shí)限速器鋼繩發(fā)生打滑提不動(dòng)安全鉗，造成失效。按照《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定：限速器繩的張緊力在限速器動(dòng)作時(shí)不得小于以下兩個(gè)數(shù)字值的較大者：安全鉗裝置起作用所需要力的2倍或者200N。此時(shí)解決措施：按照要求調(diào)整限速器繩的張緊力。

第二，在電梯使用過(guò)程中，限速器輪槽會(huì)發(fā)生磨損，造成限速器鋼繩相對(duì)位置下降，這時(shí)夾繩鉗可能接觸不到鋼繩或相應(yīng)的制動(dòng)力不夠，也會(huì)造成限速器鋼繩打滑。解決措施：定期檢查，按要求調(diào)整限速器夾繩鉗與鋼繩的位置。

第三，限速器鋼繩位置有誤差，可能不在夾繩鉗有效作用范圍內(nèi)，造成夾繩鉗夾不到限速器鋼繩，造成安全鉗失效。解決措施分三種情況：當(dāng)鋼繩位置不正確時(shí)，及時(shí)調(diào)整鋼絲繩的位置即可；當(dāng)限速器本身的安裝位置不合理時(shí)，就會(huì)造成鋼繩與夾繩鉗的位置不正確，這時(shí)需要調(diào)整限速器位置；當(dāng)夾繩鉗與限速器本身輪槽相對(duì)位置不正確，需要調(diào)整彼此的相對(duì)位置。

第四，因安全鉗間隙過(guò)大造成失效。安全鉗間隙過(guò)大，造成安全鉗的提拉機(jī)構(gòu)拉到極限位置時(shí)，安全鉗楔塊不能與導(dǎo)軌工作面接觸，造成不能制動(dòng)，造成失效。解決措施：按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求調(diào)整安全鉗間隙，并使安全鉗兩側(cè)間隙均勻。

第五，安全鉗本身提拉機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸不正確，有可能提拉桿行程不夠，造成提拉不到位，導(dǎo)致楔塊接觸不到軌道工作面無(wú)法制動(dòng)，造成無(wú)效動(dòng)作。解決措施：由于不同的電梯安全鉗的提拉機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)也有所不同，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

第六，對(duì)于新安裝的電梯，限速器安裝方向有可能安裝不正確，電梯向上運(yùn)行時(shí)，夾繩鉗夾住鋼繩，當(dāng)電梯向下運(yùn)行時(shí)，限速器夾繩鉗不能作用，夾不住限速器鋼繩成失效。解決措施：需要重新對(duì)限速器的方向進(jìn)行調(diào)整。

第七，電梯安全鉗鉗口內(nèi)進(jìn)入雜物（如沙子、油泥等），安全鉗楔塊會(huì)受阻夾不住導(dǎo)軌電梯，轎廂會(huì)繼續(xù)下滑，造成失效。解決措施：定期檢查，拆下安全鉗清理這些異物。

5 防止電梯安全鉗失效的檢查措施

安全鉗失效是非常危險(xiǎn)的事故，是絕對(duì)不能發(fā)生的。必須找出其不動(dòng)作的原因，這就要做好相應(yīng)的安全鉗檢驗(yàn)，檢驗(yàn)過(guò)程中要做安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，檢驗(yàn)過(guò)程中要注意三點(diǎn)：（1）要根據(jù)可能產(chǎn)生安全鉗誤動(dòng)作原因進(jìn)行分析，檢查限速器調(diào)整得怎么樣，偏心凸輪與橡膠輪接觸表面是否有雜物干擾安全鉗的動(dòng)作，檢查安全鉗的提拉桿是否靈活轉(zhuǎn)動(dòng)、張緊輪動(dòng)作是否靈活、限速器鋼絲繩是否松弛、內(nèi)部是否有異物；（2）要對(duì)安全鉗相關(guān)的電氣開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢查，看能否順利動(dòng)作及復(fù)位；（3）要及時(shí)檢查維保單位的維保記錄，看是否做好安全部件保養(yǎng)，對(duì)日常出現(xiàn)的問(wèn)題能否及時(shí)排除及后期檢查能否有針對(duì)性檢查。要建立每部電梯的保養(yǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，為以后維修提供數(shù)據(jù)支持。

6 結(jié)語(yǔ)

電梯是高層建筑的交通工具，電梯安全至關(guān)重要，安全鉗作為保證電梯的重要環(huán)節(jié)，主要針對(duì)電梯在失控或超速下墜時(shí)自動(dòng)制停的一種安全裝置。如果安全鉗系統(tǒng)存在誤動(dòng)作或者失效，會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果。本文通過(guò)對(duì)電梯安全鉗動(dòng)作受力情況進(jìn)行分析，對(duì)可能造成安全鉗失效的因素分析提出解決措施，為保障電梯安全運(yùn)行提供幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 林永光.電梯安全鉗動(dòng)作原因分析及檢驗(yàn)注意點(diǎn)[J].機(jī)電技術(shù)，2009，（1）.

[2] 張萌.電梯安全鉗夾緊機(jī)構(gòu)與自鎖問(wèn)題研究[J].科技致富向?qū)В?011，（19）.

[3] 劉曉洋.淺析電梯檢驗(yàn)中安全鉗動(dòng)作分析及檢驗(yàn)探討[J].商品與質(zhì)量·學(xué)術(shù)觀察，2013，（3）.

作者簡(jiǎn)介：王松華（1980-），男，浙江東陽(yáng)人，浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院工程師，工程碩士，研究方向：起重機(jī)械、電梯檢驗(yàn)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）