電梯安全鉗動作受力分析及失效探究

周贏 周波

摘 要：基于目前電梯安全鉗進行制停操作過程中出現(xiàn)的受力失效問題，文章分析了安全鉗的工作原理、受力分析，并對其失效原因進行探究。其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)，以實現(xiàn)電梯運行使用安全穩(wěn)定性的控制目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：電梯安全鉗；限速器輪槽；限速器鋼槽；限速繩；安全鉗塊

科學(xué)技術(shù)的不斷進步，使得人們對物質(zhì)生活水平的需求不斷提升。電梯已經(jīng)成為滿足當(dāng)前人們居住、生活便利需求的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其安全穩(wěn)定性直接決定了人民群眾的生命財產(chǎn)安全。然而，電梯在實際運行使用過程中存在安全鉗動作失效問題，為此，研究人員應(yīng)在電梯安全鉗動作受力分析的基礎(chǔ)上，探究安全鉗失效的原因，并提出了控制失效的方式方法。這是提升現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)水平的重要課題內(nèi)容，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)將其重視起來。

1 電梯安全鉗工作原理

在保證電梯安全穩(wěn)定性的設(shè)施裝置中，安全鉗是按照制停速度差異而分為兩種形式，即漸進式和瞬時式。其中漸進式主要作用于電梯運行速度大于0.63m/s；瞬時式則是作用于電梯速度小于0.63m/s。由于電梯安全鉗系統(tǒng)是由張緊輪、限速器以及安全鉗等部件共同組成的，這就使其作用于失控時，受諸多因素的影響。為此，研究人員應(yīng)在明確其作用原理的基礎(chǔ)上，探究其受力以及失效的原因。具體來說，其工作原理為，電梯在運行過程中因失效而突發(fā)快速下降時，限速器卡緊機構(gòu)以制停限速輪轉(zhuǎn)動。此時，安全鉗在限速繩摩擦力作用下，以相對于轎廂的向上運行狀態(tài)，通過鉗塊與導(dǎo)軌并緊。這樣一來，基于安全鉗的摩擦力作用，就可以實現(xiàn)電梯轎廂的制停，從而避免安全事故的出現(xiàn)[1]。

2 電梯安全鉗動作受力分析

電梯安全鉗受力分析可從4種不同受力情況來來進行分類。第一種，電梯轎廂處在被安全鉗塊完全卡住狀態(tài)，此時，鉗塊需受到6個力的作用，且轎廂與鉗塊因相互作用而產(chǎn)生正壓力F。這種情況下，轎廂會給鉗塊一個反作用摩擦力，導(dǎo)軌與鉗塊因相互作用而產(chǎn)生正壓力Q，而限速繩自身產(chǎn)生摩擦力T。根據(jù)力的平衡原理可以得出，F(xiàn)·sinθ-Ffcosθ-Q=0F·cosθ+Ffsinθ-T=0，式中T指的是摩擦系數(shù)。第二種，轎廂與鉗塊和導(dǎo)軌之間沒有相互作用力，換句話說，就是安全鉗處在無動作時的受力情況。第三種，安全鉗與導(dǎo)軌之間因可能進入的異物存在力的作用，此時，安全鉗受合力和拉桿的作用力，導(dǎo)軌則對鉗塊產(chǎn)生摩擦力。這一分析結(jié)果意味著，當(dāng)電梯處于正常制停狀態(tài)，導(dǎo)軌會對鉗塊產(chǎn)生摩擦力，相關(guān)人員可根據(jù)拉桿作用力與合力的大小關(guān)系，來判斷電梯安全鉗是否會產(chǎn)生誤動作。即當(dāng)拉桿力小于合力時，安全鉗塊會因異物作用而產(chǎn)生誤動作；當(dāng)拉桿力大于合力時，安全鉗塊則無動作保持靜止。第四種，限速器發(fā)揮作用，安全鉗塊受到的作用力狀況分兩種，即安全鉗塊與導(dǎo)軌不接觸，鉗塊受自身重力、限速輪槽、限速繩摩擦力以及拉桿彈簧作用力；安全鉗塊與導(dǎo)軌接觸，鉗塊受合力、拉桿力以及限速繩摩擦力的作用[2]。此過程，如果拉桿上的彈簧力調(diào)得過小，就容易產(chǎn)生誤動作；而調(diào)得過大，安全鉗很有可能失效。

3 電梯安全鉗失效探究

3.1 限速器輪槽失效

電梯在日常運行使用過程中，安全鉗動作失效具有突發(fā)性特點，這是長期積累所致。具體來說，當(dāng)電梯使用時間不斷增加，限速器輪槽會出現(xiàn)不同程度的磨損現(xiàn)象。經(jīng)研究表明，限速器輪槽的磨損問題不會即刻表現(xiàn)出來，而是會隨著電梯使用頻率的增加與運行速度的加快逐漸將問題深化。當(dāng)限速器輪槽的磨損達(dá)到一定程度時，限速器的鋼繩就會發(fā)生變化，即在相對位置處于下降狀態(tài)，從而導(dǎo)致其無法作用于正確位置。此時，夾繩鉗無法接觸到限速器鋼繩，還有一種情況，就是夾繩鉗雖與鋼繩接觸，但其產(chǎn)生的制動力無法保持正常的作用狀態(tài)，這就會導(dǎo)致安全鉗動作失效問題的出現(xiàn)。電梯運行維護人員要對其進行解決控制，需對限速器輪槽進行定期檢查，以及時調(diào)整限速器夾繩鉗和鋼繩的位置，必要的情況下，則要通過更換零部件，以避免安全事故的發(fā)生。

3.2 限速器鋼繩失效

研究表明，電梯在運行使用過程中會因內(nèi)外部諸多因素的影響而發(fā)生安全事故。安全鉗的制動是用來保護使用電梯人員安全穩(wěn)定性的關(guān)鍵部位，然而，安全鉗元件問題會影響其作用效果的發(fā)揮，進而直接導(dǎo)致電梯受安全問題的威脅。而限速器鋼繩失效是導(dǎo)致安全鉗失效的重要原因之一，具體來說，當(dāng)限速器發(fā)揮作用時，由于鋼繩打滑，使得安全鉗無法瞬間被提動。這種情況，是由于安全鉗后續(xù)作用力不足導(dǎo)致的。為此，研究人員可根據(jù)《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中的要求，將限速器的張緊力控制在兩個數(shù)字值的最大值以上[3]。此外，為避免安全鉗失效，相關(guān)人員應(yīng)將安全鉗的作用力達(dá)到動作里的兩倍或是200N，來實現(xiàn)其作用價值。由此可以看出，針對安全鉗限速器失效問題可通過調(diào)整鋼繩的張緊力來實現(xiàn)控制目標(biāo)。

3.3 安全鉗間隙過大

電梯運行使用過程中，安全鉗間隙過大會造成失效問題。具體來說，安全鉗提拉機構(gòu)拉到極限位置后，其間隙過大，會使得安全鉗楔塊不能與導(dǎo)軌工作面接觸，進而導(dǎo)致制動失效?；诖?，研究人員可按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求調(diào)整安全鉗的間隙，來提高安全鉗兩側(cè)間隙的均勻性。

4 結(jié)語

總體而言，電梯運行使用過程中，安全鉗失效會嚴(yán)重威脅電梯使用的安全性。為此，研究人員應(yīng)在多種受力情況下，明確安全閥的受力原理，進而找出安全鉗失效的原因。這里指的安全鉗失效主要是由：限速器輪槽失效、限速器鋼繩失效以及安全鉗間隙過大導(dǎo)致的。失效處理人員可通過調(diào)整限速器夾繩鉗和鋼繩位置、鋼繩張緊力以及安全鉗間隙，來恢復(fù)期受力的均勻性。

參考文獻

[1]王松華，王皓.電梯安全鉗動作受力分析及失效探究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015，（32）：74-75.

[2]李鵬，喬真.電梯安全鉗動作原因分析及檢驗注意點[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014，（12）：35-36.

[3]劉登科.電梯限速器一安全鉗系統(tǒng)失效原因分析與維護保養(yǎng)心得[J].科技資訊，2011，（8）：127.

（作者單位：滿洲里市特種設(shè)備檢驗所）