由電梯限速器—安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)失效而引起的思考

芮道道

（湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院 長(zhǎng)沙 410117）

截至2016年底的電梯事故48起中[1]，包含違章作業(yè)或操作不當(dāng)原因21起，占43%；安全附件或保護(hù)裝置失靈等設(shè)備原因13起，占27%；應(yīng)急救援（自救）不當(dāng)導(dǎo)致的事故4起，占8%；兒童監(jiān)護(hù)缺失及乘客自身原因?qū)е碌氖鹿?起，占6%。其中，由違章作業(yè)或操作不當(dāng)和安全附件或保護(hù)裝置失靈等設(shè)備原因的事故占到了70%。由此可見(jiàn)，規(guī)范操作行為、杜絕違章作業(yè)和定期檢查安全附件或保護(hù)裝置尤為重要。

1 安全鉗和限速器安全鉗聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)

安全鉗裝置是在限速器的操縱下，使電梯轎廂緊急制停在導(dǎo)軌上的一種安全裝置。它是電梯安全保護(hù)系統(tǒng)中的最后安全保護(hù)裝置之一，即使在其他所有電氣、機(jī)械安全裝置失效導(dǎo)致電梯發(fā)生超速墜樓的情況下保護(hù)乘客及設(shè)備的安全。[2]

安全鉗聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)是指限速器——安全鉗聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)除安全鉗和限速器之外的所有連接部件。一般由鋼絲繩繩夾、鋼絲繩錐套、鋼絲繩提拉桿（鋼絲繩提拉板）組成，鋼絲繩錐套與提拉桿通常用螺紋連接。

2 檢驗(yàn)案例的現(xiàn)場(chǎng)情況

2017年筆者對(duì)長(zhǎng)沙市天心區(qū)某單位無(wú)機(jī)房曳引驅(qū)動(dòng)乘客電梯進(jìn)行定期檢驗(yàn)，該單位電梯基本狀況為：制造日期2010年11月，額定速度1.5m/s，額定載重量為1000kg，5層5站。安裝時(shí)間為2010年12日，無(wú)改造史。當(dāng)轎廂在次頂層時(shí)進(jìn)行限速器—安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)安全鉗提拉桿被限速繩提拉起來(lái)（見(jiàn)圖1），但安全鉗并未將轎廂制停在導(dǎo)軌上，伴隨著金屬摩擦聲而繼續(xù)向下運(yùn)行，依照檢規(guī)TSG T7001—2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則—曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》中8.4轎廂限速器—安全鉗試驗(yàn)的要求“定期檢驗(yàn)：轎廂空載，以檢修速度下行，進(jìn)行限速器—安全鉗聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，限速器、安全鉗動(dòng)作應(yīng)當(dāng)可靠 ”，檢驗(yàn)方法要求“人為動(dòng)作限速器，觀察轎廂制停情況?！备鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，轎廂未能有效制停，初次判斷該項(xiàng)目為不合格。按照作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的要求分別將轎廂檢修運(yùn)行至其他位置，限速器—安全鉗試驗(yàn)均失敗。此種情況下，有乘客乘坐電梯，電梯如果超速運(yùn)行，限速器動(dòng)作，安全鉗不能有效夾緊導(dǎo)軌，將產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)限速器提拉繩已完全提拉起來(lái)

通過(guò)查驗(yàn)被檢電梯日常維護(hù)保養(yǎng)和使用情況的記錄，得知被檢電梯最近為了配合維保單位內(nèi)部檢查，進(jìn)行了多次的限速器—安全鉗試驗(yàn)，據(jù)負(fù)責(zé)維護(hù)保養(yǎng)的人員和當(dāng)時(shí)配合試驗(yàn)的人員反映，試驗(yàn)結(jié)束后未對(duì)相關(guān)安全部件進(jìn)行檢查和調(diào)整。在該梯維護(hù)保養(yǎng)說(shuō)明書(shū)上明確提出，限速器安全鉗試驗(yàn)完成后需要檢查相關(guān)安全部件。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)此安全鉗調(diào)節(jié)螺栓為普通螺母，經(jīng)過(guò)多次限速器—安全鉗試驗(yàn)，每次試驗(yàn)將對(duì)安全鉗提拉機(jī)構(gòu)各個(gè)鏈接位置造成機(jī)械沖擊，但問(wèn)題位置（見(jiàn)圖2）的螺母未使用自鎖螺母、對(duì)頂螺母（雙螺母）或者彈簧墊圈等方式進(jìn)行防松設(shè)置，而二次防松的開(kāi)口銷(xiāo)設(shè)置偏高，形同虛設(shè)。若調(diào)節(jié)螺母通過(guò)多次試驗(yàn)沖擊調(diào)節(jié)螺母，螺母松動(dòng)，導(dǎo)致安全鉗提拉行程縮短，在發(fā)生電梯超速情況下，安全鉗不能夾緊導(dǎo)軌制?？辙I廂。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)安全鉗拉桿螺母未緊固

3 原因分析

螺紋連接件一般采用單線普通螺紋，螺紋升角小于螺旋副的當(dāng)量摩擦角。因此，連接螺紋都能滿(mǎn)足自鎖條件，但在沖擊、震動(dòng)或變載荷作用下，螺旋副間的摩擦力可能減小或瞬間消失。這種現(xiàn)象多次重復(fù)后，就會(huì)使連接松脫。在周?chē)h(huán)境高濕度和安裝環(huán)境復(fù)雜的情況下，由于材料發(fā)生蠕變和應(yīng)力松弛，也會(huì)使連接中摩擦力逐漸減小，最終將導(dǎo)致連接失效。[3]

因?yàn)樵摬考楝F(xiàn)場(chǎng)拼裝，廠家設(shè)計(jì)不能照顧到所有場(chǎng)地的現(xiàn)場(chǎng)情況，提拉桿均已統(tǒng)一型號(hào)、長(zhǎng)度發(fā)貨，現(xiàn)場(chǎng)安裝工人未按照安裝工藝進(jìn)行安裝，多數(shù)應(yīng)該緊固的地方未經(jīng)過(guò)驗(yàn)證（如：在檢驗(yàn)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)繩頭雙螺母、主機(jī)座固定雙螺母未緊固的現(xiàn)象），而提拉桿部位是需要通過(guò)聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)結(jié)束后若未觀察螺母緊固情況，則對(duì)以后使用埋下安全隱患。從日常維護(hù)保養(yǎng)及定期自檢的方面說(shuō)明，許多維護(hù)保養(yǎng)單位未對(duì)該防松裝置進(jìn)行仔細(xì)檢查，留下了嚴(yán)重的安全隱患。TSG T5002—2017《電梯維護(hù)保養(yǎng)規(guī)則》表A-4中提出，年度保養(yǎng)需要檢查安全鉗鉗座是否固定，無(wú)松動(dòng)。沒(méi)有提到檢查聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)最關(guān)鍵的鏈接位置，維護(hù)保養(yǎng)人員還需進(jìn)一步檢查提拉桿上連接件的固定情況。根據(jù)GB 7588—2003中9.9.4關(guān)于限速器動(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；或b)300N。限速器繩是提拉安全鉗拉桿的唯一方法，國(guó)標(biāo)對(duì)限速器繩的張緊力有詳細(xì)的要求，如果張緊力太大會(huì)導(dǎo)致超過(guò)鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度，使其動(dòng)作時(shí)拉斷。如果張緊力太小會(huì)導(dǎo)致提拉不動(dòng)安全鉗。[4]限速器夾持鋼絲繩的力一般都在1000N以上，可想而知一個(gè)小小的螺母防松，若未緊固、安裝位置受導(dǎo)軌油污染或潤(rùn)滑，將會(huì)帶來(lái)很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4 安全鉗提拉桿固定方式的對(duì)比分析

通過(guò)對(duì)多個(gè)電梯檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)不同品牌的限速器安全鉗聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了檢驗(yàn)并拍照記錄。電梯常見(jiàn)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖3、圖4、圖5、圖6。

圖3 雙螺母并緊

圖4 雙邊雙螺母并緊

圖5 調(diào)節(jié)管軸套和普通螺母

圖6 普通螺母和墊片

通過(guò)對(duì)比與分析，得知大部分電梯公司在安全鉗聯(lián)動(dòng)機(jī)的選擇上集中在此四種（見(jiàn)表1），如圖3采用了對(duì)頂螺母（雙螺母）防松設(shè)計(jì)，在螺栓頂部有開(kāi)口銷(xiāo)，但是開(kāi)口銷(xiāo)位置未起到二次防松的作用。圖4為雙拉桿形式均用對(duì)頂螺母（雙螺母），圖右側(cè)雙螺母已明顯移動(dòng)，如果圖左側(cè)螺母再因外力移動(dòng)，會(huì)影響安全鉗提拉行程不足，從而不能夾緊導(dǎo)軌。圖5為普通螺母和調(diào)節(jié)軸套，軸套是為了使復(fù)位板動(dòng)作不受阻礙。圖6為普通螺母加普通墊片，同種螺母明顯未與墊片緊固，且螺栓端部未設(shè)置開(kāi)口銷(xiāo)，導(dǎo)靴下方無(wú)防護(hù)，螺桿有油污，該拉桿可靠程度低。以上所有安全鉗連桿在維保、安裝、檢驗(yàn)均未得到足夠的重視。

以上四種連接方式均為摩擦防松，摩擦防松簡(jiǎn)單、方便，但是沒(méi)有機(jī)械防松可靠，筆者認(rèn)為此處的防松形式可以采用機(jī)械防松，機(jī)械防松主要有開(kāi)口銷(xiāo)與內(nèi)六角開(kāi)槽螺母、止動(dòng)墊圈、串聯(lián)鋼絲等，均能夠抗擊較大沖擊和震動(dòng)，如果采用機(jī)械防松形式，則該連接位置可以設(shè)計(jì)得更為簡(jiǎn)便，能將其隱藏起來(lái)，使其不受周邊導(dǎo)軌油污的影響，節(jié)約轎頂設(shè)計(jì)空間。如此改進(jìn)，不僅保障了安全鉗提拉行程，而且進(jìn)一步提升了安全鉗可靠性，不會(huì)因?yàn)槎啻卧囼?yàn)而使得原有安全鉗夾緊力產(chǎn)生變化。

表1 四種連接形式對(duì)比表

5 總結(jié)與建議

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步，電梯保有量不斷增加，整個(gè)社會(huì)對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全保障體系的要求越來(lái)越高。電梯安全鉗的作用至關(guān)重要，限速器—安全鉗聯(lián)動(dòng)裝置作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目之一，它直接關(guān)系到轎廂乘客在超速狀態(tài)下是否安全。要嚴(yán)格按照要求予以維修保養(yǎng)，并且在檢驗(yàn)中予以重視，才能確保限速器—安全鉗能夠安全運(yùn)行，同時(shí)電梯維保單位應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行施工體系TSG T5002—2017《電梯維護(hù)保養(yǎng)規(guī)則》，促進(jìn)電梯運(yùn)行質(zhì)量的提高。

建議：1）廠家對(duì)于設(shè)計(jì)為單個(gè)普通螺母擰緊的進(jìn)行評(píng)估，及時(shí)召回有安全隱患的部件；2）維護(hù)保養(yǎng)單位在年度保養(yǎng)中需仔細(xì)檢查安全鉗拉桿連接螺母，對(duì)提拉桿進(jìn)行清潔，做上緊固標(biāo)記；3）檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)在限速器—安全鉗試驗(yàn)失敗時(shí)需檢查安全鉗提拉機(jī)構(gòu)；4）施工單位需嚴(yán)格按照安裝手冊(cè)要求安裝；5）聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接部位如此重要，該部位的連接多種多樣，建議在檢規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)方面將該部位的檢驗(yàn)要求和設(shè)計(jì)要求明確。

[1] 質(zhì)檢總局關(guān)于2016年全國(guó)特種設(shè)備安全狀況情況的通報(bào)[J]. 中國(guó)特種設(shè)備安全，2017，33(04)：1-5.

[2] 于建明．電梯安全鉗裝置的檢驗(yàn)[J]．上海鐵道科技，2006(02)：69-71.

[3] 濮良貴，陳國(guó)定，吳立言．機(jī)械設(shè)計(jì).第9版[M]．北京：高等教育出版社，2013.

[4] 楊華江．電梯安全鉗的作用及常見(jiàn)故障[J]．現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2009，30(03)：112-113.