電梯轎廂上行超速保護(hù)裝置失效與檢驗

宋琳琳

（東芝電梯（中國）有限公司，遼寧 沈陽 110168）

0 引言

近年來，電梯故障造成的安全事故頻發(fā)。作為特種運輸設(shè)備，我國高度重視電梯運行的安全性和穩(wěn)定性。超速保護(hù)裝置通過控制電梯上行速度，避免電梯上升過程中對電梯井的頂部造成沖擊，影響電梯井整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。電梯故障不僅會造成轎廂內(nèi)乘客的恐慌，甚至?xí)绊懗丝偷纳踩?。在電梯實際運行過程中，造成上行超速的原因是多樣的，以曳引式電梯為例，曳引機做功，通過曳引輪和鋼絲繩帶動轎廂運行，當(dāng)對重側(cè)重量大于轎廂車側(cè)重量時，就會導(dǎo)致電梯上行超速隱患大大提升。上行超速保護(hù)裝置的運用能夠有效提升電梯制動成功率，最大限度地降低電梯沖頂?shù)娘L(fēng)險。

1 電梯轎廂上行超速原因分析

1.1 制動裝置故障

制動裝置故障是導(dǎo)致電梯上行超速的主要原因，在上行過程中，電梯需要按照指令懸停在指定樓層高度，當(dāng)自動裝置出現(xiàn)故障時，電梯便無法實現(xiàn)既定樓層的安全停靠。導(dǎo)致這一問題的原因主要是制動系統(tǒng)內(nèi)部故障。具體包括制動彈簧故障、制動系統(tǒng)過熱、制動時卡頓、軸銷斷裂。上述因素均可導(dǎo)致制動裝置反應(yīng)速度下降、制動距離變長或無法制動[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計，電梯上行超速事故中，60%以上是由于制動器故障導(dǎo)致的。

1.2 曳引系統(tǒng)故障

曳引機是電梯設(shè)備的核心動力來源，也是主要動力供應(yīng)系統(tǒng)。曳引裝置不僅能夠為電梯設(shè)備提供上行的動力，還可以通過自動啟停實現(xiàn)電梯轎廂的空中懸停。然而，當(dāng)曳引機內(nèi)部機械傳動部件發(fā)生老化、磨損時，更容易引發(fā)內(nèi)部軸承、齒輪、皮帶、傳動桿的故障，動力傳導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)生故障將會造成曳引機功能的正常實現(xiàn)。

1.3 傳動系統(tǒng)故障

當(dāng)曳引條件遭到破壞時，曳引輪和鋼絲繩質(zhì)量由于摩擦系數(shù)下降，出現(xiàn)打滑。電氣控制系統(tǒng)發(fā)生電路故障、電機故障或電能供應(yīng)不足也會影響曳引機曳引效果的發(fā)揮，從而造成嚴(yán)重的不良后果。在現(xiàn)行電梯制造與安裝安全規(guī)范中，對制動裝置的數(shù)量提出了明確要求。然而，該規(guī)范在實際運用過程中存在一定的技術(shù)問題，另一方面，電梯制動器在設(shè)計上存在天然缺陷。

2 電梯設(shè)備上行超速保護(hù)裝置

電梯設(shè)備上行超速保護(hù)裝置主要是由2 個部分構(gòu)成的，一是測速元件，二是減速元件。當(dāng)電梯轎廂上行速度過快時，就會驅(qū)動減速元件進(jìn)行減速。以上二者，任何一個出現(xiàn)故障都會影響超速保護(hù)裝置的功能發(fā)揮。電梯設(shè)備中的限速裝置能夠根據(jù)轎廂運動的速度變化實現(xiàn)快速調(diào)節(jié)。當(dāng)轎廂速度低于下限數(shù)字時，對應(yīng)的驅(qū)動元件就會促使曳引機提升功率，當(dāng)轎廂上行超速時，減速元件就會驅(qū)動制動裝置運轉(zhuǎn)，并降低上行速度。同時，上行速度的調(diào)整還需要根據(jù)電梯具體?？繕菍佣?。當(dāng)電梯轎廂實際上行速度低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)115%以下，或高于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)110%以上時，就需要采取對應(yīng)的調(diào)速舉措。電梯上行超速不僅會給制動系統(tǒng)帶來負(fù)擔(dān)，還要完成制動不及時的風(fēng)險[2]。

3 電梯轎廂上行超速保護(hù)裝置動作實現(xiàn)形式

上行超速保護(hù)裝置的普及是按照國家特種設(shè)備生產(chǎn)運行要求強制執(zhí)行的。通過在鋼絲繩、對重系統(tǒng)、轎廂和曳動輪上安裝限速器，從電梯設(shè)備制動的全過程出發(fā)，建立系統(tǒng)完善的制動裝置。從上行超速的主要故障點出發(fā)，對其限制區(qū)間進(jìn)行操作。

3.1 夾繩器

夾繩器普遍適用于老舊電梯的改裝中，直接安裝在曳引鋼絲繩上，當(dāng)測速裝置檢測到轎廂運行速度異常時，夾繩器就會自動觸發(fā)收緊鋼絲繩。相比于對重安全鉗，夾繩器安裝更為簡便，且設(shè)備采購成本明顯降低。受到電梯井內(nèi)安裝空間的限制，老舊電梯普遍不適合使用對重安全鉗。夾繩器可以根據(jù)驅(qū)動方式的不同分為機械觸發(fā)和電磁觸發(fā)2 種，夾繩器在每次完成夾繩制動工作后，必須人工會螺桿位置進(jìn)行恢復(fù)，使其夾緊彈簧重新回歸到緊張狀態(tài)。

3.2 對重安全鉗

根據(jù)我國現(xiàn)行的電梯出廠標(biāo)準(zhǔn)GB 7588—2003 中相關(guān)條款的要求，電梯轎廂上行超速保護(hù)裝置應(yīng)作用于轎廂、對重、鋼絲繩系統(tǒng)或曳動輪上。對重安全鉗則是一種作用在電梯對重系統(tǒng)上的超速保護(hù)裝置。根據(jù)實際需求又可以將對重安全鉗分為瞬時安全鉗和漸進(jìn)式安全鉗。安全鉗在接收到電梯過速的電信號后，在短時間內(nèi)迅速加緊導(dǎo)軌使轎廂立即停止。在實際安裝選擇時，需要根據(jù)額定速度靈活地選擇安全鉗類型。當(dāng)額定速度超過1 m/s 時就需要選擇瞬時安全鉗。

圖1 夾繩器

3.3 上行安全鉗

上行安全鉗附著于轎廂上，通過導(dǎo)軌制動器與上行安全鉗的協(xié)同創(chuàng)新，實現(xiàn)對轎廂雙向超速的控制。這類安全鉗能夠調(diào)整電梯上行和下行過程中的超速狀態(tài)。作用于轎廂上的上行安全鉗能夠?qū)崿F(xiàn)對轎廂速度異常的雙向調(diào)控。當(dāng)轎廂下行速度異常時，上行安全鉗也能夠起到轎廂制動的作用[3]。

3.4 曳引輪制動器

曳引機是電梯上行的主要動力來源，當(dāng)上行超速時，及時控制曳引輪的轉(zhuǎn)動能夠有效實現(xiàn)對轎廂上行狀況的控制。曳引制動器直接安裝在曳動輪上，整體來說，安裝難度低，控制成本低，適合大多數(shù)曳動型電梯。制動力直接運用在曳引輪上，這就適合制動距離和制動成功率顯著提升，能夠全面消除由曳動系統(tǒng)故障導(dǎo)致的電梯轎廂超速。

4 電梯轎廂上行超速保護(hù)裝置失效與檢驗研究

4.1 電梯轎廂上行超速裝置失效情況分析

在GB 7588 中，明確規(guī)定正在使用階段的電梯設(shè)備必須全面安裝超速保護(hù)裝置，這也成為近年來電梯安全檢查中的重點內(nèi)容。超速保護(hù)裝置的全面普及有助于進(jìn)一步提升電梯運行的穩(wěn)定性，為電梯安全再加一重保障。導(dǎo)致超速保護(hù)裝置失效的主要原因在于裝置自身質(zhì)量問題，在緊急情況下，保護(hù)裝置由于沒有接受定期檢查和維修，很容易出現(xiàn)因自身故障而導(dǎo)致的功能異常。上行超速保護(hù)裝置啟動的核心在于電梯轎廂速度檢測和制動裝置的驅(qū)動，同時，電梯速度異常也是由于以上2 個裝置存在功能上的異常。轎廂測速元件故障主要由于元件內(nèi)部零部件卡頓、殘缺或由于銹蝕導(dǎo)致靈活度下降。限速器的驅(qū)動離不開聯(lián)動桿和彈簧，當(dāng)彈簧長期延長導(dǎo)致彈力下降時，制動器的敏感程度也會下降。通過安全開關(guān)和電氣安全裝置能夠有效檢驗超速保護(hù)裝置的工作狀態(tài)。使用電器安全裝置進(jìn)行超速保護(hù)裝置檢測工作存在一定的局限性，無法全面暴露保護(hù)裝置存在的安全隱患。電氣安全裝置直接作用于曳引機，從電氣控制的角度實現(xiàn)對曳引機的動力控制。電氣保護(hù)裝置能夠隨時實現(xiàn)曳引機的啟停，在保護(hù)曳引裝置的同時，最大限度地縮短電梯恢復(fù)運行的時間。

4.2 電梯轎廂上行超速保護(hù)裝置檢驗

超速保護(hù)裝置是電梯安全保障的最后一關(guān)。因此，必須建立系統(tǒng)完善的檢測和維護(hù)流程。定期排查保護(hù)裝置是否出去高度靈敏的代激活狀態(tài)。運行和維修管理人員應(yīng)當(dāng)定期對電梯總體運行情況進(jìn)行檢查，并深入電梯井和機房，對曳引機和曳引制動器的運行環(huán)境進(jìn)行檢查[4]。管理人員在檢查過程中需要重點關(guān)注轎廂內(nèi)部關(guān)注電梯信息的銘牌，對曳引機以及其他動力設(shè)備進(jìn)行合法性檢查。對為按照國家要求配備超速保護(hù)裝置的電梯負(fù)責(zé)單位進(jìn)行處罰并監(jiān)督其整改。其次，在日常檢修過程中，應(yīng)當(dāng)明確檢修時間，對曳引機、鋼絲繩、對重系統(tǒng)的使用時間進(jìn)行記錄，對超過安全使用期的裝置進(jìn)行更換，避免老舊裝置的長期使用，是電梯運行的安全性受到影響。此外，應(yīng)當(dāng)定期組織電梯上行超速保護(hù)實驗，確保保護(hù)裝置運行正常。在轎廂內(nèi)張貼緊急情況應(yīng)對措施供乘客自救。在機械設(shè)備的調(diào)試與檢修方面，應(yīng)當(dāng)定期對電梯轎廂、鋼絲繩、滑輪、對重等機械設(shè)備的運行情況進(jìn)行排查，排除因設(shè)備故障導(dǎo)致的安全隱患。對于老化或使用年限久遠(yuǎn)的機械設(shè)備進(jìn)行更換和維修。根據(jù)電梯使用頻率對曳引機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子和傳動裝置進(jìn)行定期清理或添加潤滑油。定期檢查制動裝置和超速保護(hù)裝置的運行情況，分別對各種限速器類型進(jìn)行定期測試。在超速保護(hù)裝置的選擇上應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的使用需求和樓層高度，從成本控制和安裝便捷程度方面綜合考量。在確保電梯安全運行的前提下，盡可能地降低電梯運行維護(hù)成本。定期對測速元件進(jìn)行檢查和更換，電子元件在長期中很容易發(fā)生老化和功能減退，及時更換是解決測速裝置靈敏度下降的有效方式。確保機械設(shè)備連接的穩(wěn)定性，對轎廂運行規(guī)范進(jìn)行清理，排除由異物卡頓導(dǎo)致的制動失敗。

5 結(jié)語

在電梯設(shè)施大規(guī)模普及的同時，電梯運行的安全性值得廣大專業(yè)人士加以重視。在嚴(yán)格遵守國家現(xiàn)行的電梯管理和生產(chǎn)操作上，完善電梯超速保護(hù)裝置改造，推動超速裝置的普及。在日常檢修過程中，應(yīng)當(dāng)對電梯運行相關(guān)的機械設(shè)備和電子元件進(jìn)行細(xì)致化檢測。對電梯井內(nèi)各裝置進(jìn)行系統(tǒng)排查，使安全保護(hù)裝置在人工巡查的配合下為電梯持續(xù)運行保駕護(hù)航。