一起電梯液壓緩沖器故障案例分析

陳司彬

（福建省特種設(shè)備檢驗研究院，福建寧德 352100）

0 引言

隨著社會的迅猛發(fā)展和大量高樓大廈的拔地而起，電梯為人們的出行提供了非常便捷的途徑。電梯的結(jié)構(gòu)較為簡單，按空間分主要有機(jī)房、井道、轎廂以及底坑等。其中放置于底坑的設(shè)備主要有緩沖器、限位開關(guān)（若有）、極限開關(guān)、張緊輪裝置、對重護(hù)網(wǎng)等[1]。本文主要研究電梯緩沖器的作用、緩沖器的主要類型及各種類型緩沖器適用的電梯，最后以一起檢驗中發(fā)現(xiàn)的故障為例，分析緩沖器可能出現(xiàn)的一些故障，為以后檢驗中遇到相同情況的故障提供一些解決思路。

1 電梯緩沖器的作用

電梯緩沖器是主要放置于底坑的安全保護(hù)裝置，其主要作用是：當(dāng)電梯的電氣控制系統(tǒng)發(fā)生故障或者失效、制動力出現(xiàn)故障或者失效、曳引力不足或者超重裝載等原因，導(dǎo)致電梯轎廂超越最底層繼續(xù)向下運行亦或者由于轎廂超越最上層向上運行而導(dǎo)致對重失控向下運行，如果上述情況發(fā)生時轎廂或者對重直接撞擊底坑或者其他裝置，將導(dǎo)致電梯出現(xiàn)損壞或者人員貨物出現(xiàn)傷害，為防止此類事故發(fā)生，在終端處安裝緩沖器，從而消耗或者吸收電梯失控時產(chǎn)生的能量，減緩撞擊力，以保護(hù)電梯或者人員貨物的安全[2]。雖然緩沖器的作用是防止或者減緩對重或者轎廂的撞擊力，但其不是完全能起到作用，緩沖器一般都設(shè)計為不大于115%額定速度的轎廂或者對重的沖擊，對于超出115%額定速度的轎廂或者對重失控速度則不在緩沖器的保護(hù)范圍內(nèi)[3]。

2 電梯緩沖器種類及適用范圍

目前電梯中使用的緩沖器主要分為蓄能型以及耗能型兩大類。蓄能型緩沖器顧名思義就是將撞擊時產(chǎn)生的沖擊動能轉(zhuǎn)換為勢能存儲起來達(dá)到緩沖目的，目前常見的主要有圓柱彈簧緩沖器和聚氨酯緩沖器[4]。這類緩沖器按照GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中規(guī)定只能用于額定速度大于或者等于1 m/s的電梯中[5]。耗能型緩沖器一般指液壓緩沖器，是利用液壓節(jié)流的原理將沖擊動能轉(zhuǎn)換為熱能釋放，由于該類緩沖器的緩沖性能良好，因此制造標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定此類緩沖器適用于任何速度的電梯，在相同條件下，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定液壓緩沖器所需緩沖行程可以比彈簧緩沖器的緩沖行程少一半[6]。液壓緩沖器屬于電梯安全部件，因此在投入生產(chǎn)前必須經(jīng)過型式試驗驗證其是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，液壓緩沖器雖然性能較好，但制造成本較高[7]。

3 一起緩沖器故障

（1）設(shè)備具體參數(shù)：額定載重量630 kg；額定速度1.5 m/s；9層/9站/9門；制造廠家為上海阿爾法電梯有限公司。

（2）故障描述：現(xiàn)場進(jìn)行定期檢驗時進(jìn)行極限項目檢驗，將電梯開至最底層檢修運行電梯繼續(xù)向下運行，撞限位開關(guān)后短接限位開關(guān)繼續(xù)下行直至撞極限開關(guān)，打開層門測量轎廂底坑與層門地坎的距離，后短接極限開關(guān)下行時鋼絲繩突然出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，而正常試驗應(yīng)該是液壓開關(guān)動作電梯停止，出現(xiàn)此異常情況時檢驗員立即停止試驗，將電梯恢復(fù)正常并查找具體故障原因。

4 電梯故障原因分析

針對此故障現(xiàn)場檢驗員進(jìn)行了幾個假設(shè)：（1）電梯轎廂在下行過程中出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象；（2）轎廂側(cè)液壓緩沖器電氣開關(guān)失效；（3）液壓緩沖器的液壓柱塞出現(xiàn)卡阻，電梯無法壓縮緩沖器。為驗證具體情況，檢驗員將轎廂升至高層，進(jìn)入底坑后發(fā)現(xiàn)底坑緩沖器出現(xiàn)了嚴(yán)重的銹蝕情況，如圖1所示，現(xiàn)場進(jìn)行了緩沖器踩壓試驗，如圖2所示。排查發(fā)現(xiàn)鋼絲繩提前打滑的現(xiàn)象是由于液壓緩沖器柱塞卡阻無法正常工作；銹蝕原因是由于底坑長期處于潮濕或者有積水狀況，且不久前有大雨天氣，建筑物負(fù)一層發(fā)生雨水倒灌使底坑被水淹，綜合多種原因出現(xiàn)了液壓緩沖器嚴(yán)重銹蝕情況。

圖1 緩沖器嚴(yán)重銹蝕

圖2 緩沖器踩壓試驗

根據(jù)銹蝕情況對液壓緩沖器出現(xiàn)卡阻的具體原因進(jìn)行分析。標(biāo)準(zhǔn)TSG T7001－2009中第3.15.3條規(guī)定緩沖器應(yīng)當(dāng)固定可靠、無明顯傾斜，并且無斷裂、塑性變形、剝落、破損等現(xiàn)象；第3.15.4條規(guī)定耗能型緩沖器液位應(yīng)當(dāng)正確，有驗證柱塞復(fù)位的電氣安全裝置；根據(jù)檢規(guī)要求在進(jìn)行試驗時無法促使液壓緩沖器動作。

該類緩沖器為油孔柱式液壓緩沖器，緩沖器緩沖原理是漸變式的節(jié)流方式，其結(jié)構(gòu)形式如圖3所示。對其緩沖原理進(jìn)行分析。當(dāng)轎廂（對重）撞擊緩沖器時轎廂上的橫梁與減震墊11接觸，隨著轎廂繼續(xù)下移壓縮緩沖器，儲存在緩沖腔I內(nèi)的緩沖液被壓縮，此時液壓腔I與Ⅱ內(nèi)存在壓力差，液壓腔I內(nèi)的液壓油就從節(jié)流桿旁邊的節(jié)流孔外溢至液壓腔Ⅱ內(nèi)。節(jié)流孔的存在起到了一個限流的作用，且節(jié)流桿3一般為上小下大的錐形桿，因此節(jié)流孔的面積會隨著壓縮情況而不斷發(fā)生改變，同時緩沖液壓油經(jīng)過節(jié)流孔時會將90%以上的沖擊載荷機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為液壓油的熱能散發(fā)掉，少部分能量轉(zhuǎn)換到彈簧的勢能上，因此在壓縮緩沖器時轎廂可以按照一個特定的減速特性進(jìn)行減速直至停止，這種減速特性與節(jié)流孔的形狀有關(guān)，不同形狀產(chǎn)生的減速效果不同。壓縮行為結(jié)束后，存儲在彈簧內(nèi)的勢能將液壓油由從液壓腔Ⅱ又送回液壓腔I內(nèi)。彈簧與緩沖器恢復(fù)正常工作狀態(tài)。圖中12是液壓緩沖器開關(guān)的頂桿。

圖3 液壓緩沖器結(jié)構(gòu)

根據(jù)緩沖器的原理，再結(jié)合實際現(xiàn)場，存在緩沖器無法動作的原因有：（1）由于現(xiàn)場銹蝕嚴(yán)重，活塞筒7與復(fù)位彈簧9在向下壓縮時發(fā)生卡阻無法向下壓縮；（2）開關(guān)頂桿與孔洞間發(fā)生位移偏差或者銹蝕導(dǎo)致直接頂死無法向下壓縮；（3）液壓油出現(xiàn)銹蝕或者雜質(zhì)導(dǎo)致節(jié)流孔被堵塞壓縮時液壓油無法從油腔I流向油腔Ⅱ；（4）液壓油缺失導(dǎo)致油腔內(nèi)進(jìn)入空氣或者其他雜質(zhì)影響緩沖器的正常運行；（5）液壓油缺陷導(dǎo)致出現(xiàn)該故障。

根據(jù)以上幾種可能導(dǎo)致的原因，現(xiàn)場進(jìn)行如下處理：（1）對頂桿12旁邊的孔洞及頂桿進(jìn)行除銹并調(diào)整頂桿使其在壓縮行程中始終處于寬松的情況；（2）對彈簧及活塞孔進(jìn)行除銹，直至活塞可以正常運行無卡阻現(xiàn)象為止，并對彈簧進(jìn)行除銹；（3）觀察液壓油的狀況，發(fā)現(xiàn)存在小顆粒雜質(zhì)，現(xiàn)場進(jìn)行更換，更換時要求對照該型號的緩沖器應(yīng)該使用的液壓油牌號進(jìn)行更換，更換液壓油時應(yīng)注意按照更換規(guī)程進(jìn)行更換，防止空氣擠壓等情況出現(xiàn)。

進(jìn)行以上處理后的緩沖器如圖4所示，再進(jìn)行一次極限開關(guān)模擬動作，發(fā)現(xiàn)緩沖器可以輕松壓縮，符合要求，對重側(cè)的緩沖器同樣進(jìn)行此類處理。給裝置加防塵罩，要求保持底坑的干燥，對有可能出現(xiàn)水倒灌底坑的進(jìn)行土建或者防水處理。

圖4 處理后緩沖器

5 今后應(yīng)注意的事項

要求維保人員在日常工作中對液壓緩沖器的檢查應(yīng)嚴(yán)格要求維保公司維保作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行，公司的作業(yè)指導(dǎo)書應(yīng)按照TSG T5001—2009《電梯使用管理與維護(hù)保養(yǎng)規(guī)則》的要求，至少每季度對液壓緩沖器的電氣安全裝置、油量和柱塞進(jìn)行檢查；每半年對對重緩沖距進(jìn)行測量；每一年對緩沖器的固定情況進(jìn)行確認(rèn)[8]。而對于使用年限較長的緩沖器，或是在近期動作過的緩沖器應(yīng)增加檢查的頻次，一旦發(fā)現(xiàn)漏油、柱塞銹蝕、動作后無法復(fù)位等，應(yīng)及時維修或更換[9]。定期或者監(jiān)督檢驗時檢驗員通常只是對液壓緩沖器的驗證開關(guān)進(jìn)行模擬檢驗，往往未進(jìn)行墩底或者沖頂試驗，這樣將導(dǎo)致漏檢液壓緩沖器的緩沖性能。特別是對于那些積水或者長期潮濕的底坑環(huán)境較差的情況，容易使緩沖器發(fā)生銹蝕或者液壓油變質(zhì)等[10]。

6 結(jié)束語

本文針對定期檢驗?zāi)M極限開關(guān)動作試驗時電梯在極限動作后繼續(xù)下行不久就出現(xiàn)打滑現(xiàn)象而液壓緩沖器驗證開關(guān)未動作的故障進(jìn)行了原因分析。發(fā)現(xiàn)此故障是由于液壓緩沖器出現(xiàn)了銹蝕卡阻而無法正常緩沖導(dǎo)致，若此類問題未能及時處理，發(fā)生故障時轎廂將直接與緩沖器柱塞撞擊，會破壞轎廂正常結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致人員或者貨物損傷。為消除故障，對現(xiàn)場使用的緩沖器結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行了分析，并分析出幾種可能導(dǎo)致卡阻的原因，原因找到后針對性地對液壓緩沖器進(jìn)行維修，保證緩沖器能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時檢驗員在進(jìn)行檢驗時應(yīng)該嚴(yán)格按照檢規(guī)方法進(jìn)行檢驗，以保證電梯的安全運行。