一種新型限速器鋼絲繩夾持裝置的設(shè)計(jì)與研究*

涂偉良，彭啟鳳

（廣州特種機(jī)電設(shè)備檢測(cè)研究院，廣州 510635）

0 引言

隨著電梯走進(jìn)千家萬(wàn)戶，電梯安全受到社會(huì)各界的極大關(guān)注。限速器—安全鉗系統(tǒng)是電梯必不可少的安全裝置之一。當(dāng)電梯發(fā)生超速、控制系統(tǒng)失靈、曳引力不足、制動(dòng)裝置失效等故障造成電梯轎廂失控時(shí)，限速器—安全鉗裝置能迅速動(dòng)作，觸動(dòng)限速器電氣開(kāi)關(guān)，斷開(kāi)電梯安全回路，使電梯減速制動(dòng)；如果電梯由于故障繼續(xù)加速運(yùn)行，則限速器機(jī)械開(kāi)關(guān)動(dòng)作，觸發(fā)安全鉗或者夾繩器等安全部件動(dòng)作，有效使電梯制停，從而避免發(fā)生人員傷亡及設(shè)備損壞事故［1］。TSG 7001－2009 《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》第2.11 項(xiàng)要求：使用周期達(dá)到2年的電梯，或者限速器動(dòng)作出現(xiàn)異常、限速器各調(diào)節(jié)部位封記損壞的電梯，應(yīng)當(dāng)由經(jīng)許可的電梯檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)或者電梯生產(chǎn)單位對(duì)限速器進(jìn)行動(dòng)作速度校驗(yàn)，并且由該單位出具校驗(yàn)報(bào)告［2］。這就要求在用的限速器，若其有效期超過(guò)2年或者調(diào)節(jié)部位封記損壞，應(yīng)對(duì)其動(dòng)作速度進(jìn)行校驗(yàn)，并且應(yīng)滿足《電梯制造與安裝安全規(guī)范》（GB 7588－2003）中關(guān)于限速器動(dòng)作速度的有關(guān)要求，否則該限速器不能繼續(xù)投入使用［3］。目前在用的電梯的限速器動(dòng)作試驗(yàn)一般是在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)，常用方法是借助無(wú)極調(diào)速電鉆帶動(dòng)限速器轉(zhuǎn)動(dòng)，利用轉(zhuǎn)速表測(cè)量動(dòng)作速度，從而簡(jiǎn)單快捷地校驗(yàn)限速器。但在試驗(yàn)之前，要讓限速器鋼絲繩脫離繩槽，而讓電梯限速器鋼絲繩以最省力、最高效安全的方法脫離繩槽，就成了現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)要解決的問(wèn)題［4］。

1 目前常用的限速器鋼絲繩脫槽方法

（1）限速器鋼絲繩現(xiàn)場(chǎng)拆解

該方法需要把底坑張緊輪卸下或墊高，用繩卡或其他裝置將活動(dòng)端限速器鋼絲繩可靠地固定在轎頂護(hù)攔上，之后拆鋼絲繩繩頭，從限速器上卸下鋼絲繩，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)限速器進(jìn)行校驗(yàn)。此方法需要人員進(jìn)入電梯底坑、拆解繩頭，操作較為繁瑣，效率低、危險(xiǎn)性較大，易發(fā)生事故。這種方法一般用于無(wú)機(jī)房電梯限速器的校驗(yàn)［5］。

（2）在底坑墊高張緊輪，進(jìn)行限速器鋼絲繩提拉

該方法需要在底坑墊高張緊輪，然后使用工具把限速器的鋼絲繩拉出繩槽，借助外力或者人力把鋼絲繩維持在脫槽狀態(tài)，此方法操作起來(lái)較為繁瑣，需要人員進(jìn)入電梯底坑，操作不便，效率也較低，一般很少使用。

（3）在機(jī)房用大力鉗夾住限速器鋼絲繩

此方法需先在機(jī)房地板上用大力鉗夾住限速器與底坑張緊輪連接端的鋼絲繩，電梯以檢修速度上行，限速器鋼絲繩將自動(dòng)松弛，停止電梯運(yùn)行，使鋼絲繩脫離限速器輪。一般情況下，這種方法校驗(yàn)人員只需要在電梯機(jī)房即可完成限速器校驗(yàn)工作，需要配合的人少，從限速器上取下鋼絲繩的時(shí)間較短，因此是目前應(yīng)用較多的方法。但是該方法由于使用的夾持工具是市場(chǎng)上購(gòu)買的通用的大力鉗，這種大力鉗對(duì)鋼絲繩對(duì)夾緊不牢靠，而且容易夾傷鋼絲繩，大力鉗很難穩(wěn)定在限速器上，受力時(shí)容易翹起或者翻轉(zhuǎn)［6］。

現(xiàn)在市場(chǎng)上有一種改造過(guò)鉗口的大力鉗，大力鉗的鉗口咬合面較寬，能夠一定程度上減少大力鉗對(duì)鋼絲繩的損傷［7］。但是若遇到張緊輪過(guò)重、電梯行程較大、鋼絲繩自重較重等情況，很容易造成夾持不穩(wěn)，大力鉗翹起或者翻轉(zhuǎn)等風(fēng)險(xiǎn)，具有一定的危險(xiǎn)性［8］。

2 新型限速器鋼絲繩夾持裝置設(shè)計(jì)

針對(duì)目前限速器現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)存在的問(wèn)題，研究設(shè)計(jì)了一種新型電梯限速器鋼絲繩夾持裝置，該裝置能夠安全牢靠地夾住電梯限速器鋼絲繩，并且對(duì)鋼絲繩有一定的保護(hù)作用，操作簡(jiǎn)單快捷，解決了傳統(tǒng)的利用大力鉗試驗(yàn)所出現(xiàn)的夾持不牢，易翻轉(zhuǎn)且損傷鋼絲繩的問(wèn)題。

該裝置由蓋板、底板、內(nèi)襯摩擦塊及銷軸4 部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示，裝配圖如圖2 所示。蓋板與底板均粘貼摩擦塊，蓋板與底板之間通過(guò)銷軸進(jìn)行連接，可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)合動(dòng)作。

圖1 電梯限速器鋼絲繩夾持裝置

圖2 電梯限速器鋼絲繩夾持裝置整體裝配圖

2.1 蓋板

蓋板示意圖如圖3 所示，主要由銷軸孔、側(cè)擋板、卡扣3部分組成，銷軸孔的設(shè)計(jì)是用于蓋板和底板之間的連接，蓋板的銷軸孔通過(guò)銷軸與底板的銷軸孔連接在一起，使得蓋板和底板之間可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)蓋板和底板的打開(kāi)和閉合；側(cè)擋板用于粘帖內(nèi)襯摩擦塊，同時(shí)給內(nèi)襯摩擦塊施加一個(gè)橫向的壓力，使得內(nèi)襯摩擦塊夾住鋼絲繩，同時(shí)側(cè)擋板下端的平臺(tái)還起到保持裝置平衡的作用。蓋板卡扣是一種可開(kāi)合的裝置，用于和底板卡扣連接，連接后即可給蓋板持續(xù)施加壓力，使得整個(gè)裝置保持夾緊狀態(tài)。

圖3 蓋板

2.2 底板

底板示意圖如圖4 所示，底板與蓋板的結(jié)構(gòu)類似，同樣由銷軸孔、側(cè)擋板、卡扣3 部分組成，底板和蓋板端部均設(shè)有一個(gè)平臺(tái)，當(dāng)裝置夾緊鋼絲繩后，蓋板和底板組成的平臺(tái)起到支撐整個(gè)裝置的作用，保持裝置處于平衡狀態(tài)。底板和蓋板的側(cè)擋板各粘帖1 個(gè)內(nèi)襯摩擦塊，2 個(gè)內(nèi)襯摩擦塊從兩側(cè)面夾住鋼絲繩，當(dāng)蓋板的卡扣合并后，就可通過(guò)側(cè)擋板給兩個(gè)內(nèi)襯摩擦塊提供橫向壓力，把鋼絲繩牢牢夾住。

圖4 底板

2.3 內(nèi)襯摩擦塊

內(nèi)襯摩擦塊示意圖如圖5 所示，其是夾緊鋼絲繩的模塊，由較軟的材料制成，為了使得摩擦塊充分與鋼絲繩接觸，在摩擦塊中間位置開(kāi)有凹槽，這樣摩擦塊就能完全貼合在鋼絲繩上，增大摩擦塊與鋼絲繩之間的摩擦力。

圖5 內(nèi)襯摩擦塊

2.4 銷軸

如圖6 所示，銷軸為帶臺(tái)階的圓柱體剛性軸，通過(guò)蓋板和底板的銷軸孔把蓋板和底板連接在一起，使得蓋板和底板之間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)蓋板和底板的打開(kāi)和閉合。

圖6 銷軸

3 對(duì)比分析

該新型限速器鋼絲繩夾持裝置能夠可靠穩(wěn)定地夾緊鋼絲繩，與傳統(tǒng)的鋼絲繩夾持裝置相比有諸多優(yōu)點(diǎn)：（1）平臺(tái)支撐面較大，能夠使裝置工作時(shí)處于平穩(wěn)可靠狀態(tài)；（2）夾緊鋼絲繩的摩擦塊材質(zhì)較軟，與鋼絲繩的接觸面大，能夠提供較大的摩擦力；（3）不會(huì)夾傷鋼絲繩，對(duì)鋼絲繩起到一定的保護(hù)作用；（4）能夠使用不同型號(hào)尺寸的鋼絲繩，應(yīng)用范圍較廣；（5）操作方便，大大提高了限速器速度校驗(yàn)的效率。

4 電梯限速器校驗(yàn)注意事項(xiàng)

4.1 校驗(yàn)前檢查

校驗(yàn)前需要對(duì)限速器外觀進(jìn)行仔細(xì)的檢查，需要查看限速器的銘牌是否信息完整，型號(hào)、額定速度、電氣和機(jī)械動(dòng)作速度等數(shù)據(jù)是否清晰標(biāo)注。轉(zhuǎn)動(dòng)限速器的旋轉(zhuǎn)部件時(shí)，需要轉(zhuǎn)動(dòng)靈活并且潤(rùn)滑順暢：限速器機(jī)械動(dòng)作部件和電氣動(dòng)作開(kāi)關(guān)部件需完好，觸發(fā)動(dòng)作需準(zhǔn)確、可靠、靈活［9］。由于限速器的工作環(huán)境較為復(fù)雜，而且鋼絲繩的內(nèi)部通常含有潤(rùn)滑油，長(zhǎng)時(shí)間工作后鋼絲繩和繩輪表面容易沾染灰塵和絨毛，若限速器表面形成較多污垢或者油泥，限速器校驗(yàn)前需要對(duì)限速器進(jìn)行相應(yīng)的清理。

4.2 動(dòng)作滯后問(wèn)題

限速器的實(shí)際動(dòng)作速度與試驗(yàn)測(cè)得限速器機(jī)械動(dòng)作速度存在一定的誤差。以目前廣泛使用的凸輪棘爪甩塊式限速器為例，其實(shí)際測(cè)得的動(dòng)作速度常常具有加速的瞬態(tài)動(dòng)作速度。當(dāng)理想狀態(tài)時(shí)，限速器動(dòng)作的瞬間，限速器甩塊棘爪應(yīng)當(dāng)剛好插入某止停爪中，則此時(shí)限速器所聯(lián)動(dòng)的安全鉗操縱桿的響應(yīng)時(shí)間與限速器的動(dòng)作速度基本時(shí)相同的，安全鉗的觸發(fā)速度即是限速器的動(dòng)作速度。但如果限速器甩塊棘爪剛剛滯后于應(yīng)該卡入的止停爪，那么限速器甩塊棘爪就會(huì)卡入下一個(gè)止停爪中，此過(guò)程中限速器持續(xù)加速運(yùn)轉(zhuǎn)，那么安全鉗的動(dòng)作時(shí)間較其應(yīng)當(dāng)動(dòng)作時(shí)間就滯后了，則試驗(yàn)所獲取的機(jī)械速度就是不準(zhǔn)確的［10］。

4.3 高層高速電梯的校驗(yàn)

高速高層電梯根據(jù)動(dòng)作速度需求，限速器體積通常較大而且動(dòng)作速度較高，這樣就要求限速器校驗(yàn)時(shí)使用驅(qū)動(dòng)能力較高的動(dòng)力裝置。其中常見(jiàn)的高速擺錘式限速器就需要驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速和驅(qū)動(dòng)功率都較高的驅(qū)動(dòng)裝置，以免驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力不足導(dǎo)致限速器動(dòng)作無(wú)法觸發(fā)，影響試驗(yàn)效率［11］。

4.4 無(wú)機(jī)房電梯的校驗(yàn)

無(wú)機(jī)房電梯的限速器通常在井道內(nèi)，限速器校驗(yàn)操作較為復(fù)雜，同時(shí)危險(xiǎn)性也更高。首先要根據(jù)限速器安裝的位置選擇合理校驗(yàn)方式。井道上方的限速器校驗(yàn)需要將電梯轎廂開(kāi)到能夠進(jìn)行限速器校驗(yàn)操作的位置，然后使用該新型鋼絲繩夾持裝置將轎廂側(cè)限速繩固定住，在底坑抬起限速器的反繩輪，使用拉鉤提起限速器鋼絲繩，使得鋼絲繩脫離限速器繩槽，然后按照操作步驟進(jìn)行校驗(yàn)操作［12］。如果無(wú)機(jī)房限速器周邊無(wú)合適位置固定鋼絲繩夾持裝置，考慮到試驗(yàn)的安全性以及可行性，可采用其他方式或者把限速器拆下進(jìn)行動(dòng)作試驗(yàn)。

4.5 需要注意的安全事項(xiàng)

校驗(yàn)人員應(yīng)做好個(gè)人防護(hù)，勞保用品佩帶齊全。校驗(yàn)過(guò)程中涉及鋼絲繩的脫離、固定等操作，存在擠壓和剪切的風(fēng)險(xiǎn)，參與人員應(yīng)做好防護(hù)。校驗(yàn)中驅(qū)動(dòng)裝置為一般為手槍鉆等電動(dòng)工具，操作過(guò)程中應(yīng)注意操作安全。同時(shí)電動(dòng)工具長(zhǎng)時(shí)間工作后可能會(huì)導(dǎo)致絕緣性能降低，存在漏電風(fēng)險(xiǎn)，在校驗(yàn)前需要對(duì)測(cè)量?jī)x器的安全性進(jìn)行全面檢查。

4.6 校驗(yàn)速度誤差分析

速度校驗(yàn)結(jié)果會(huì)存在一定的誤差，主要有以下幾個(gè)方面的原因?qū)е隆?/p>

（1）限速器動(dòng)作速度滯后。結(jié)合前文分析，由于限速器動(dòng)作的滯后，可能會(huì)導(dǎo)致限速器的實(shí)際動(dòng)作速度與試驗(yàn)測(cè)得限速器機(jī)械動(dòng)作速度存在一定誤差。

（2）限速器校驗(yàn)時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置通常為手槍鉆，限速器的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)手槍鉆的帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，而手槍鉆的轉(zhuǎn)速和力度是通過(guò)人手來(lái)調(diào)節(jié)，人手很難均勻地施加力量以及均勻地控制手槍鉆轉(zhuǎn)速，這就導(dǎo)致限速器加速的均勻性很難保證。若限速器加速過(guò)程中加速度過(guò)大，較大的加速度可能導(dǎo)致限速器甩塊提前動(dòng)作，即限速器甩塊動(dòng)作時(shí)，限速器的速度并未達(dá)到動(dòng)作速度，所測(cè)的數(shù)據(jù)小于限速器真實(shí)動(dòng)作速度。

（3）限速器校驗(yàn)時(shí)通常需要測(cè)量限速器輪的節(jié)圓直徑，節(jié)圓直徑的測(cè)量通常需要間接計(jì)算所得，測(cè)量誤差會(huì)導(dǎo)致節(jié)圓直徑的計(jì)算出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致測(cè)得限速器動(dòng)作速度存在誤差。

4.7 限速器的恢復(fù)

限速器測(cè)試完畢后的復(fù)位也是非常重要的。首先應(yīng)該在鋼絲繩不受力狀態(tài)下打開(kāi)夾持裝置。雖然該新型鋼絲繩夾持裝置對(duì)鋼絲繩的傷害較小，但是若在鋼絲繩受力時(shí)打開(kāi)，限速器鋼絲繩可能會(huì)快速移動(dòng)，引發(fā)夾持裝置傾翻或者翹起，對(duì)操作人員來(lái)帶一定的人身傷害；同時(shí)限速器繩迅速下墜可能會(huì)導(dǎo)致張緊輪開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作，降低限速器校驗(yàn)效率。限速器全部復(fù)位后，應(yīng)對(duì)限速器的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查，讓電梯以檢修速度上下點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，觀察限速器運(yùn)轉(zhuǎn)是否順暢，若有限速器復(fù)位不完全、機(jī)械干涉等異常情況應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，確保限速器運(yùn)轉(zhuǎn)正常后再將電梯投入使用［13］。

5 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)際應(yīng)用中，使用該新型限速器鋼絲繩夾持裝置可比傳統(tǒng)裝置節(jié)省一半以上的時(shí)間，這就大大提高了工作效率。而且其攜帶方便，避免了需帶多件物品才能完成一項(xiàng)工作的煩惱。最主要的是該裝置不會(huì)對(duì)鋼絲繩產(chǎn)生夾持損傷，這就避免了因?qū)嶒?yàn)而帶來(lái)的不必要的糾紛。

電梯限速器每?jī)赡晷枰M(jìn)行一次速度校驗(yàn)，本文所提供的新型鋼絲繩夾持裝置的設(shè)計(jì)解決了傳統(tǒng)的利用大力鉗試驗(yàn)所出現(xiàn)的操作不變、夾持不牢、易翻轉(zhuǎn)、損傷鋼絲繩等問(wèn)題，可大幅度縮短限速器檢驗(yàn)時(shí)間，大大提高了限速器速度校驗(yàn)的效率，具有很好的產(chǎn)業(yè)前景。