摘要：詳細(xì)介紹了電梯安全鉗裝置的工作原理及其提拉連桿之間連接不可靠、安裝不到位、發(fā)生變形或斷裂等主要失效形式。提拉裝置作為連接限速器和安全鉗的機(jī)構(gòu)是保證限速器-安全鉗有效運(yùn)行的關(guān)鍵。鑒于此，根據(jù)安全鉗系統(tǒng)的工作原理、功能需求和常見故障，對(duì)檢驗(yàn)過程中安全鉗提拉裝置失效的案例進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)故障原因，提出整改預(yù)防措施，旨在為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：安全鉗;提拉機(jī)構(gòu);案例分析

中圖分類號(hào)：TU857 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1671-0797（2024）18-0040-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.18.010

0 引言

安全鉗擔(dān)負(fù)電梯失控和超速時(shí)的保護(hù)任務(wù)。操縱安全鉗動(dòng)作只能使用機(jī)械操縱的裝置。安全鉗通過限速器作用于提拉裝置觸發(fā)夾緊導(dǎo)軌，從而制動(dòng)轎廂，避免造成電梯墜落的危險(xiǎn)，保障乘客人身安全[1]。除了限速器和安全鉗的有效運(yùn)行外，提拉裝置由于裝于轎廂側(cè)邊，且位于井道，空間狹小，不利于觀察檢驗(yàn)，其產(chǎn)生的安全隱患不易排查，故應(yīng)重視提拉裝置的檢驗(yàn)，保證其可靠性。

1 安全鉗的工作原理

安全鉗的工作原理是與電梯的限速器聯(lián)動(dòng)工作[2]，如圖1所示。當(dāng)電梯運(yùn)行速度超過限速器的設(shè)定值時(shí)，限速器會(huì)動(dòng)作，通過連接的安全鉗提拉桿，使安全鉗的制動(dòng)元件接觸到導(dǎo)軌，并緊緊夾持轎廂底梁或?qū)χ貦M梁上的安全鉗，從而使轎廂制停[3]。安全鉗通常分為瞬時(shí)式和漸進(jìn)式兩種。瞬時(shí)式安全鉗依靠自身的變形和擠壓來抵消轎廂的動(dòng)能和勢(shì)能，而漸進(jìn)式安全鉗則通過安全鉗自身的彈簧夾緊力將轎廂夾持在導(dǎo)軌上[4]。

2 安全鉗提拉裝置的失效形式

電梯安全鉗提拉裝置的失效形式主要包括以下幾種：

1）安全鉗提拉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸不正確，提拉桿行程不夠，提拉不到位，使楔塊接觸不到軌道工作面，造成無效動(dòng)作。

2）安全鉗提拉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可能存在問題，如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)不正確，導(dǎo)致提拉桿的有效行程不足，影響安全鉗的正常工作[5]。

3）安全鉗提拉連桿之間連接不可靠，導(dǎo)致提拉力不足或行程不夠，無法有效制動(dòng)。

4）安全鉗提拉連桿安裝不到位，導(dǎo)致安全鉗無法正常工作[6]。

5）安全鉗提拉連桿經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用，發(fā)生變形、斷裂等失能情況[7]。

3 安全鉗提拉裝置失效案例分析

3.1 提拉連桿連接不可靠

3.1.1 設(shè)備存在的主要缺陷描述

檢驗(yàn)人員進(jìn)行電梯檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，限速器有效動(dòng)作，但轎廂無法制停。

3.1.2 原因分析

該限速器為XS-101型雙向限速器，是利用與限速器輪旋轉(zhuǎn)同步的凸輪擺錘在離心力的作用下觸發(fā)下行電氣保護(hù)裝置，同時(shí)也觸發(fā)機(jī)械保護(hù)裝置，擺錘由調(diào)節(jié)彈簧拉住。轉(zhuǎn)動(dòng)速度越大，擺錘的擺動(dòng)幅度也越大，超速時(shí)，擺錘的擺動(dòng)幅度加大，將觸動(dòng)超速開關(guān)切斷電梯安全回路。如果速度進(jìn)一步加大，擺錘的擺動(dòng)幅度也進(jìn)一步加大，棘爪卡入制動(dòng)輪中，限速器機(jī)械動(dòng)作后制動(dòng)輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)使得限速器壓塊把限速器鋼絲繩壓緊在限速器輪上，通過壓塊和制動(dòng)輪間的壓緊力為限速器鋼絲繩提供足夠大的摩擦力，從而為安全鉗動(dòng)作提供足夠的提拉力。限速器通過鋼絲繩與安裝在轎廂一側(cè)的安全鉗拉桿相連。在電梯繼續(xù)下降的過程中，限速器繩提供足夠的提拉力后，安全鉗楔塊會(huì)在機(jī)械連桿的拉動(dòng)作用下被迅速地提起，同時(shí)觸發(fā)安全鉗電氣開關(guān)。安全鉗楔塊動(dòng)作后會(huì)與電梯導(dǎo)軌產(chǎn)生巨大的摩擦力，使電梯轎廂制停在導(dǎo)軌上，實(shí)現(xiàn)對(duì)轎廂安全的保護(hù)。

該型號(hào)電梯通過繩夾固定連接連桿與限速器繩，連接連桿和安全鉗提拉桿用銷軸連接，銷軸末端用止鎖銷固定連接，防止銷軸松脫。設(shè)備2013年投入使用，經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行，銷軸末端用止鎖銷因長(zhǎng)期振動(dòng)或摩擦或長(zhǎng)期受力已發(fā)生斷裂或松脫，如圖2所示。進(jìn)行限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，銷軸末端用止鎖銷脫落，限速器鋼絲繩連桿與轎廂安全鉗提拉桿連接失效，導(dǎo)致限速器被觸發(fā)后，限速器繩無法提拉連桿觸發(fā)安全鉗，致使轎廂無法可靠制停。

出現(xiàn)該問題的原因：平時(shí)維護(hù)保養(yǎng)人員對(duì)該位置有所疏忽，未進(jìn)行保養(yǎng)、調(diào)整、檢查，未發(fā)現(xiàn)該重大安全隱患。該問題出現(xiàn)后，一旦電梯制動(dòng)力不足或曳引失效，出現(xiàn)溜梯下墜，轎廂將失去最后一道保護(hù)。

3.2 提拉連桿安裝有誤

3.2.1 設(shè)備存在的主要缺陷描述

電梯檢驗(yàn)時(shí)，限速器動(dòng)作，電梯下行限速器鋼絲繩出現(xiàn)打滑，無法有效觸發(fā)安全鉗。

3.2.2 原因分析

提拉桿安裝結(jié)構(gòu)如圖3所示。對(duì)其進(jìn)行受力分析，正確安裝方式下，部件A和部件B受力方向相同;而錯(cuò)誤安裝方式下，部件A和部件B受力方向相反，使得部件A產(chǎn)生力矩M。故而在錯(cuò)誤安裝方式下，想要提拉部件B動(dòng)作安全鉗需要更大的拉力，此拉力超出了限速器依靠摩擦力所能提供拉力的范圍，因此安全鉗無法可靠動(dòng)作。

綜上所述，安全鉗拉桿裝反是導(dǎo)致本臺(tái)電梯聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)失效的直接原因，裝反部件使得位置關(guān)系跟受力結(jié)果與設(shè)計(jì)值不符，制動(dòng)元件提拉不到位;間接原因：廠家設(shè)計(jì)時(shí)未考慮“防呆”設(shè)計(jì)，使得部件反向仍能安裝，電梯能正常運(yùn)行;電梯安裝單位安裝完成后未進(jìn)行自檢，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在問題。

3.3 提拉連桿斷裂

3.3.1 設(shè)備存在的主要缺陷描述

在對(duì)該梯進(jìn)行安全評(píng)估時(shí)，進(jìn)行限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，安全鉗拉桿被拉斷，導(dǎo)致試驗(yàn)無法完成。

3.3.2 原因分析

由現(xiàn)場(chǎng)維保人員知悉，該拉桿使用過程中斷裂后，維保人員直接用焊機(jī)焊接上繼續(xù)使用，也未進(jìn)行聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試抗拉能力是否滿足要求。原本螺栓的強(qiáng)度是4.8級(jí)，M12螺栓的應(yīng)力截面積為84.3 m2，再根據(jù)GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中抗拉強(qiáng)度為170 N/m2，計(jì)算最大拉力為170×84.3=14 331 N。GB/T7588.1—2020《電梯制造與安裝安全規(guī)范 第1部分：乘客電梯和載貨電梯》中規(guī)定：限速器動(dòng)作時(shí)，限速器繩的張力不得小于以下兩個(gè)值的較大值：a）安全鉗起作用所需力的兩倍;b）300 N。限速器能提供的張力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上述計(jì)算的最大拉力，所以并非原本螺栓的強(qiáng)度不足導(dǎo)致被拉斷。此次螺栓之所以被拉斷（圖4）是因?yàn)榻?jīng)過焊接，其抗拉強(qiáng)度不再滿足要求。

3.4 檢驗(yàn)建議

綜上所述，在對(duì)限速器-安全鉗裝置進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，除進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)各機(jī)構(gòu)應(yīng)該連接可靠，安全鉗拉桿應(yīng)能夠隨著限速器動(dòng)作快速可靠動(dòng)作，不應(yīng)存在脫離情況。

2）限速器-安全鉗系統(tǒng)各零部件應(yīng)保證一定的強(qiáng)度，避免各部位由于振動(dòng)、摩擦或者動(dòng)作而失效，緊急情況下能為安全鉗動(dòng)作提供足夠拉力。

3）限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)是非常重要的安全系統(tǒng)，尤其需要注意的是限速器-安全鉗連接位置在轎廂側(cè)面，較不容易查看，維護(hù)保養(yǎng)單位應(yīng)加強(qiáng)該項(xiàng)目的維護(hù)保養(yǎng)，加強(qiáng)定期檢查。對(duì)應(yīng)出現(xiàn)過類似問題的設(shè)備，應(yīng)該對(duì)該型號(hào)同類安全鉗連桿進(jìn)行隱患排查，排查類似缺陷。

4）安全鉗拉桿連接位置特殊，檢驗(yàn)時(shí)容易被忽略，檢驗(yàn)人員檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)多關(guān)注安全鉗拉桿連接及限速器-安全鉗各部件的運(yùn)行情況，排查可能出現(xiàn)的安全隱患。

4 結(jié)束語

在電梯運(yùn)行過程中，安全鉗提拉裝置的正常工作至關(guān)重要，它能在電梯超載或運(yùn)行異常時(shí)，及時(shí)阻止電梯繼續(xù)運(yùn)行，保護(hù)乘客的安全。如果安全鉗提拉裝置失效，可能會(huì)導(dǎo)致電梯在超載或者其他異常情況下繼續(xù)運(yùn)行，增加了乘客的風(fēng)險(xiǎn)。本文根據(jù)安全鉗提拉裝置失效的案例，分析了安全鉗提拉裝置失效的原因和后果，在分析電梯安全鉗提拉裝置失效的原因時(shí)，需考慮機(jī)械故障可能是磨損、損壞或者設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致的，需要定期進(jìn)行檢修和更換。在檢驗(yàn)時(shí)除了進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證外，還應(yīng)注意提拉裝置的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，防患于未然。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 薛濤，趙靜.一則電梯限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)失效案例的分析[J].中國(guó)電梯，2023，34（4）：45-47.

[2] 林玄.電梯安全鉗故障形式分析及檢驗(yàn)[J].機(jī)電技術(shù)，2022（6）：95-97.

[3] 馬小云.電梯安全鉗動(dòng)作受力分析及失效探究[J].設(shè)備管理與維修，2021（16）：63-64.

[4] 賈子良，周春明.電梯漸進(jìn)式安全鉗的失效分析[J].中國(guó)電梯，2021，32（12）：39-40.

[5] 趙海燕.安全鉗提拉機(jī)構(gòu)的提拉力解算研究[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2020，33（5）：58-60.

[6] 葉青林，宋濤.電梯限速器-安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)有效并不代表限速器可靠[J].中國(guó)電梯，2020，31（9）：36-38.

[7] 許舒艷.電梯安全鉗動(dòng)作受力分析及失效探究[J].設(shè)備監(jiān)理，2019（4）：46-47.

收稿日期：2024-05-07

作者簡(jiǎn)介：曾溢恒（1996—），男，福建莆田人，工程師，主要從事機(jī)電類特種設(shè)備檢驗(yàn)研究工作。