電梯限速器鋼絲繩分離裝置設(shè)計(jì)及研究

【摘要】本文介紹了電梯限速器的工作原理，相關(guān)研究以及現(xiàn)行校驗(yàn)中常用的限速器鋼絲繩脫槽方式，同時(shí)指出了現(xiàn)有限速器校驗(yàn)過(guò)程中存在損傷限速器鋼絲繩的問(wèn)題，基于此，提出了一種可有效解決該問(wèn)題的限速器鋼絲繩分離裝置，并對(duì)該裝置的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。該裝置可以有效提高電梯限速器校驗(yàn)效率，供相關(guān)人員參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】電梯；限速器；校驗(yàn)；分離裝置

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.03.040

【基金項(xiàng)目】普陀區(qū)科普創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)（2021-kp09）。

Design and Research of Wire Rope Separation Device of Elevator Speed Governor

WU Zhenqiang

（Shanghai Institute of Special Equipment Inspection and Technical，Shanghai 200062，China）

Abstract：This article introduces the working principle of elevator speed governors，related research，and the commonly used method of removing the speed governor wire rope in current verification. At the same time，it points out the problem of damaging the speed governor wire rope during the current verification process. Based on this，a speed governor wire rope separation device that can effectively solve this problem is proposed，and the overall structure of the device is analyzed. This device can effectively improve the efficiency of elevator speed governor verification and is provided as a reference for relevant personnel.

Key words：elevator；speed governor；calibration；separation device

限速器作為電梯安全保護(hù)裝置，安裝在機(jī)房或者井道上端，張緊輪安裝在底坑中，限速器與張緊輪通過(guò)限速器鋼絲繩連接。安全鉗一般安裝在轎廂底部。限速器鋼絲繩一端固定在轎廂上部，一端固定在轎廂底部安全鉗拉桿上。限速器與電梯轎廂同步運(yùn)行。限速器的主要作用是監(jiān)測(cè)轎廂的運(yùn)行速度，當(dāng)電梯發(fā)生超速或者墜落問(wèn)題時(shí)，限速器與安全鉗發(fā)生聯(lián)動(dòng)，從而有效制停轎廂。因此做好限速器的定期檢驗(yàn)工作，確保其可靠運(yùn)行、動(dòng)作靈敏顯得尤為關(guān)鍵[1]

傳統(tǒng)的電梯安全鉗與限速器聯(lián)動(dòng)需要限速器、張緊裝置和安全鉗之間互相配合，并且下行限速保護(hù)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜[2]。在對(duì)限速器進(jìn)行校驗(yàn)的過(guò)程中，需要將限速器鋼絲繩從輪槽中脫離出來(lái)，而在現(xiàn)有校驗(yàn)方法中，將限速器鋼絲繩從輪槽中脫離時(shí)會(huì)損傷鋼絲繩，進(jìn)而影響限速器的使用。本文采用機(jī)械模型設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了一種限速器鋼絲繩分離裝置。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，該裝置能夠在不損傷鋼絲繩的前提下，可以更加安全可靠地將限速器鋼絲繩從輪槽中脫離出來(lái)，同時(shí)該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)、拆解和攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，可有效提供限速器校驗(yàn)效率。

1限速器工作原理

電梯限速器一般與驅(qū)動(dòng)主機(jī)安裝位置相同，可以安裝在機(jī)房或井道中。限速器中間有圓盤(pán)，其外圈輪槽內(nèi)有鋼絲繩。安裝在機(jī)房中的限速器底端與機(jī)房地板上均有供鋼絲繩穿過(guò)的孔，在電梯井道的坑底固定安裝著另一個(gè)張緊輪。限速器鋼絲繩的一端接頭與電梯轎廂上的安全鉗相連，另一端接頭向上繞過(guò)限速器繩輪，向下繞過(guò)張緊輪，最終連接在轎廂上。利用電梯轎廂運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)限速器鋼絲繩獲得電梯的運(yùn)行速度，保證鋼絲繩能夠隨著電梯轎廂運(yùn)動(dòng)，電梯正常運(yùn)行時(shí)電梯轎廂與限速器鋼絲繩以相同的速度運(yùn)行。

當(dāng)曳引鋼絲繩在曳引輪上打滑時(shí)，如果打滑后轎廂速度未達(dá)到限速器觸發(fā)速度，最終轎廂將以較緩慢的速度觸及緩沖器緩沖。當(dāng)電梯電磁制動(dòng)閘失靈或曳引繩由于種種原因嚴(yán)重打滑，或者電梯慢速器出現(xiàn)齒輪斷裂，銷(xiāo)、鍵折斷造成常規(guī)制動(dòng)手段都已失效時(shí)，電梯將超速墜落，這時(shí)限速器就是最后的制動(dòng)保障。限速器的圓盤(pán)內(nèi)有制動(dòng)塊、離心甩塊，隨著鋼絲繩帶動(dòng)圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)速度加快，帶來(lái)的離心力增大，甩塊向外運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)逐漸增強(qiáng)。

如公式（1）可知，隨著電梯轎廂的運(yùn)行速度越來(lái)越大，角速度增大產(chǎn)生的離心力讓甩塊的位置開(kāi)始偏離原位。當(dāng)電梯超過(guò)額定速度的115%時(shí)，甩塊在偏離的過(guò)程中會(huì)首先碰到限速器的電氣開(kāi)關(guān)。電氣開(kāi)關(guān)及時(shí)發(fā)出信號(hào)傳輸?shù)娇刂乒?，控制柜通過(guò)反饋從而使驅(qū)動(dòng)主機(jī)停止運(yùn)行。限速器動(dòng)作過(guò)程如圖1所示。若電梯速度仍無(wú)法下降，限速器旋轉(zhuǎn)速度加大到限速器最大值，甩塊便會(huì)帶動(dòng)制動(dòng)塊上的棘爪入卡齒槽，完成限速器緊急制動(dòng)的機(jī)械動(dòng)作，限速器繩被限速器繩夾夾住而無(wú)法運(yùn)動(dòng)，但由于轎廂仍在運(yùn)動(dòng)，從而使鋼絲繩拉動(dòng)轎廂安全鉗拉桿，利用安全鉗與導(dǎo)軌的摩擦力進(jìn)行緊急制動(dòng)，使安全鉗動(dòng)作后將轎廂制停。

2對(duì)限速器的相關(guān)研究

鄭啟勐[3]分析了鋼絲繩在使用過(guò)程中維護(hù)保養(yǎng)和操作不到位等影響因素，結(jié)合在檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)鋼絲繩存在磨損、銹蝕、落槽以及跳槽等問(wèn)題，分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因和危害，并進(jìn)一步提出了相關(guān)處理措施和檢驗(yàn)建議。張乃燕[4]通過(guò)分析一則電梯鋼絲繩發(fā)生斷裂的案例，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察、化學(xué)成分分析、破斷拉伸試驗(yàn)、拆股試驗(yàn)、斷口掃描電鏡形貌分析、金相組織分析等方法，發(fā)現(xiàn)斷絲、斷股是鋼絲繩斷裂的原因，并提出了防范鋼絲繩斷裂的建議。周長(zhǎng)昕[5]等介紹了電梯限速器校驗(yàn)時(shí)常用大力鉗對(duì)進(jìn)行限速器鋼絲繩提起和復(fù)位的方法，分析了這兩種方法存在的缺陷，并設(shè)計(jì)了一種新型電梯限速器鋼絲繩提起和復(fù)位裝置。涂偉良[6]針對(duì)限速器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種夾持裝置，用于限速器鋼絲繩脫槽環(huán)節(jié)，并匯總了限速器校驗(yàn)過(guò)程中，不同場(chǎng)景下存在的問(wèn)題和注意事項(xiàng)。

3傳統(tǒng)限速器鋼絲繩脫槽方式

按照GB 7588.1—2020《電梯制造與安裝安全規(guī)范第1部分：乘客電梯和載貨電梯》的要求，限速器有上行、下行電氣動(dòng)作速度和機(jī)械動(dòng)作速度，且需要滿(mǎn)足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》的要求。受檢電梯的維護(hù)保養(yǎng)單位應(yīng)當(dāng)每2年（對(duì)于使用年限不超過(guò)15年的限速器）或者每年（對(duì)于使用年限超過(guò)15年的限速器）進(jìn)行一次限速器動(dòng)作速度校驗(yàn)，校驗(yàn)結(jié)果應(yīng)當(dāng)符合要求。限速器鋼絲繩在限速器的輪槽中隨轎廂同步運(yùn)行。限速器鋼絲繩自重、張緊輪及其配重的重量，很難直接將鋼絲繩從限速器輪槽中脫離出來(lái)。在電梯限速器校驗(yàn)過(guò)程中，需要校驗(yàn)人員手動(dòng)將限速輪上的鋼絲繩從限速器輪槽中脫離出來(lái)。傳統(tǒng)限速器鋼絲繩脫槽方式有以下幾種。

1）通常情況下，校驗(yàn)人員會(huì)使用大力鉗夾住電梯下行方向的限速輪鋼絲繩一端，然后向電梯下行方向點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行電梯，將老虎鉗卡在限速器鋼絲繩與樓板的開(kāi)口處，然后將老虎鉗當(dāng)成撬棍，直至把鋼絲繩從限速輪上脫離。通過(guò)夾住電梯下行方向鋼絲繩可防止安全鉗動(dòng)作，適用于單向限速器。這種拆卸方式會(huì)因老虎鉗的鉗口不夠平滑、夾持力過(guò)大等原因損壞鋼絲繩，且不適用雙向安全鉗，具有一定的危險(xiǎn)性。

2）在底坑地面將限速器張緊輪抬高，在機(jī)房提拉限速器鋼絲繩，使鋼絲繩拉出輪槽。該方法需要維保人員進(jìn)入底坑，校驗(yàn)時(shí)需借助外力維持住脫槽狀態(tài)下的鋼絲繩。此方法操作不便且效率低下。

3）現(xiàn)場(chǎng)拆解限速器。將底坑中限速器張緊輪墊高，利用外力將鋼絲繩從輪槽中脫離出來(lái)，采用繩夾等裝置將限速器鋼絲繩固定在轎廂上，然后拆解下來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)。此方法多應(yīng)用于無(wú)機(jī)房的限速器校驗(yàn)，因其危險(xiǎn)性大，一般很少采用。

4限速器鋼絲繩分離裝置整體結(jié)構(gòu)介紹

針對(duì)目前限速器校驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，本文研究并設(shè)計(jì)了一種限速器鋼絲繩分離裝置。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶方便，并且能在一定程度上保護(hù)限速器鋼絲繩，避免了傳統(tǒng)方式利用大力鉗脫槽所出現(xiàn)夾傷鋼絲繩的問(wèn)題出現(xiàn)。

如圖2所示，該分離裝置由墊板、把手、球頭、螺紋套組成。墊板整體呈圓弧形，其圓弧半徑與限速輪的半徑相近。把手的末端有球頭，便于抓取。螺紋套將把手分成兩段，便于拆解、收納。墊板的兩端呈圓角或斜角設(shè)置，避免損壞鋼絲繩，也有利于鋼絲繩向墊板提升。

墊板和把手采用焊接的形式連接，由于限速輪的外部有其他零件（如圖3所示），把手在靠近墊板的一端有折彎處。

把手靠近折彎處的一端有螺紋套，折彎處有一定的角度，采用可調(diào)整角度的方式，便于墊板伸入到鋼絲繩和限速輪之間。墊板的中心處有向限速輪輪槽凹陷的圓弧槽，這樣在墊板的外部就形成了一個(gè)鋼絲繩槽。墊板的兩端厚度不相等，一端比較薄，另一端比較厚。在墊板的兩側(cè)內(nèi)部還有翻邊，翻邊具有以下作用：一是提升整個(gè)墊板的剛性及強(qiáng)度；二是翻邊可以卡在限速輪的兩側(cè)，便于墊板與限速輪之間的定位；三是便于通過(guò)把手將鋼絲繩從限速輪上撬下。使用時(shí)，通過(guò)把手將墊板深入到鋼絲繩和限速輪之間，并使圓弧槽能夠卡在限速輪繩槽的內(nèi)部，墊板較薄的一端靠近限速輪，這樣便于墊板進(jìn)入鋼絲繩和限速輪之間。

5結(jié)語(yǔ)

限速器鋼絲繩分離裝置大大提升限速器校驗(yàn)的工作效率，并且滿(mǎn)足不同型號(hào)的限速器鋼絲繩的脫槽。傳統(tǒng)限速器校驗(yàn)所采用的鋼絲繩分離方法，經(jīng)常會(huì)造成鋼絲繩損傷、夾持不牢、操作不便等問(wèn)題。而現(xiàn)有校驗(yàn)方法中采用的限速器鋼絲繩分離裝置更加安全可靠，適用性也更廣，并且減少了校驗(yàn)人員數(shù)量，減輕了工作強(qiáng)度，同時(shí)限速器鋼絲繩分離裝置具有可拆解，便于收納、攜帶，并且墊板具備圓弧槽，不會(huì)損壞鋼絲繩等優(yōu)勢(shì)。

【參考文獻(xiàn)】

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[6]涂偉良，彭啟鳳.一種新型限速器鋼絲繩夾持裝置的設(shè)計(jì)與研究[J].機(jī)電工程技術(shù)，2021，50（8）：220-222.

【作者簡(jiǎn)介】

吳振強(qiáng)，男，1987年出生，工程師，碩士，研究方向?yàn)樘胤N設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)。

（編輯：李鈺雙）