電梯安全鉗提拉裝置失效案例分析

摘要：詳細(xì)介紹了電梯安全鉗裝置的工作原理及其提拉連桿之間連接不可靠、安裝不到位、發(fā)生變形或斷裂等主要失效形式。提拉裝置作為連接限速器和安全鉗的機構(gòu)是保證限速器-安全鉗有效運行的關(guān)鍵。鑒于此，根據(jù)安全鉗系統(tǒng)的工作原理、功能需求和常見故障，對檢驗過程中安全鉗提拉裝置失效的案例進行分析，發(fā)現(xiàn)故障原因，提出整改預(yù)防措施，旨在為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：安全鉗;提拉機構(gòu);案例分析

中圖分類號：TU857 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1671-0797（2024）18-0040-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.18.010

0 引言

安全鉗擔(dān)負(fù)電梯失控和超速時的保護任務(wù)。操縱安全鉗動作只能使用機械操縱的裝置。安全鉗通過限速器作用于提拉裝置觸發(fā)夾緊導(dǎo)軌，從而制動轎廂，避免造成電梯墜落的危險，保障乘客人身安全[1]。除了限速器和安全鉗的有效運行外，提拉裝置由于裝于轎廂側(cè)邊，且位于井道，空間狹小，不利于觀察檢驗，其產(chǎn)生的安全隱患不易排查，故應(yīng)重視提拉裝置的檢驗，保證其可靠性。

1 安全鉗的工作原理

安全鉗的工作原理是與電梯的限速器聯(lián)動工作[2]，如圖1所示。當(dāng)電梯運行速度超過限速器的設(shè)定值時，限速器會動作，通過連接的安全鉗提拉桿，使安全鉗的制動元件接觸到導(dǎo)軌，并緊緊夾持轎廂底梁或?qū)χ貦M梁上的安全鉗，從而使轎廂制停[3]。安全鉗通常分為瞬時式和漸進式兩種。瞬時式安全鉗依靠自身的變形和擠壓來抵消轎廂的動能和勢能，而漸進式安全鉗則通過安全鉗自身的彈簧夾緊力將轎廂夾持在導(dǎo)軌上[4]。

2 安全鉗提拉裝置的失效形式

電梯安全鉗提拉裝置的失效形式主要包括以下幾種：

1）安全鉗提拉機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸不正確，提拉桿行程不夠，提拉不到位，使楔塊接觸不到軌道工作面，造成無效動作。

2）安全鉗提拉機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計可能存在問題，如曲柄搖桿機構(gòu)的設(shè)計不正確，導(dǎo)致提拉桿的有效行程不足，影響安全鉗的正常工作[5]。

3）安全鉗提拉連桿之間連接不可靠，導(dǎo)致提拉力不足或行程不夠，無法有效制動。

4）安全鉗提拉連桿安裝不到位，導(dǎo)致安全鉗無法正常工作[6]。

5）安全鉗提拉連桿經(jīng)長時間使用，發(fā)生變形、斷裂等失能情況[7]。

3 安全鉗提拉裝置失效案例分析

3.1 提拉連桿連接不可靠

3.1.1 設(shè)備存在的主要缺陷描述

檢驗人員進行電梯檢驗時發(fā)現(xiàn)，限速器有效動作，但轎廂無法制停。

3.1.2 原因分析

該限速器為XS-101型雙向限速器，是利用與限速器輪旋轉(zhuǎn)同步的凸輪擺錘在離心力的作用下觸發(fā)下行電氣保護裝置，同時也觸發(fā)機械保護裝置，擺錘由調(diào)節(jié)彈簧拉住。轉(zhuǎn)動速度越大，擺錘的擺動幅度也越大，超速時，擺錘的擺動幅度加大，將觸動超速開關(guān)切斷電梯安全回路。如果速度進一步加大，擺錘的擺動幅度也進一步加大，棘爪卡入制動輪中，限速器機械動作后制動輪停止轉(zhuǎn)動，同時使得限速器壓塊把限速器鋼絲繩壓緊在限速器輪上，通過壓塊和制動輪間的壓緊力為限速器鋼絲繩提供足夠大的摩擦力，從而為安全鉗動作提供足夠的提拉力。限速器通過鋼絲繩與安裝在轎廂一側(cè)的安全鉗拉桿相連。在電梯繼續(xù)下降的過程中，限速器繩提供足夠的提拉力后，安全鉗楔塊會在機械連桿的拉動作用下被迅速地提起，同時觸發(fā)安全鉗電氣開關(guān)。安全鉗楔塊動作后會與電梯導(dǎo)軌產(chǎn)生巨大的摩擦力，使電梯轎廂制停在導(dǎo)軌上，實現(xiàn)對轎廂安全的保護。

該型號電梯通過繩夾固定連接連桿與限速器繩，連接連桿和安全鉗提拉桿用銷軸連接，銷軸末端用止鎖銷固定連接，防止銷軸松脫。設(shè)備2013年投入使用，經(jīng)過長期運行，銷軸末端用止鎖銷因長期振動或摩擦或長期受力已發(fā)生斷裂或松脫，如圖2所示。進行限速器-安全鉗聯(lián)動試驗時，銷軸末端用止鎖銷脫落，限速器鋼絲繩連桿與轎廂安全鉗提拉桿連接失效，導(dǎo)致限速器被觸發(fā)后，限速器繩無法提拉連桿觸發(fā)安全鉗，致使轎廂無法可靠制停。

出現(xiàn)該問題的原因：平時維護保養(yǎng)人員對該位置有所疏忽，未進行保養(yǎng)、調(diào)整、檢查，未發(fā)現(xiàn)該重大安全隱患。該問題出現(xiàn)后，一旦電梯制動力不足或曳引失效，出現(xiàn)溜梯下墜，轎廂將失去最后一道保護。

3.2 提拉連桿安裝有誤

3.2.1 設(shè)備存在的主要缺陷描述

電梯檢驗時，限速器動作，電梯下行限速器鋼絲繩出現(xiàn)打滑，無法有效觸發(fā)安全鉗。

3.2.2 原因分析

提拉桿安裝結(jié)構(gòu)如圖3所示。對其進行受力分析，正確安裝方式下，部件A和部件B受力方向相同;而錯誤安裝方式下，部件A和部件B受力方向相反，使得部件A產(chǎn)生力矩M。故而在錯誤安裝方式下，想要提拉部件B動作安全鉗需要更大的拉力，此拉力超出了限速器依靠摩擦力所能提供拉力的范圍，因此安全鉗無法可靠動作。

綜上所述，安全鉗拉桿裝反是導(dǎo)致本臺電梯聯(lián)動試驗失效的直接原因，裝反部件使得位置關(guān)系跟受力結(jié)果與設(shè)計值不符，制動元件提拉不到位;間接原因：廠家設(shè)計時未考慮“防呆”設(shè)計，使得部件反向仍能安裝，電梯能正常運行;電梯安裝單位安裝完成后未進行自檢，未及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在問題。

3.3 提拉連桿斷裂

3.3.1 設(shè)備存在的主要缺陷描述

在對該梯進行安全評估時，進行限速器-安全鉗聯(lián)動試驗，安全鉗拉桿被拉斷，導(dǎo)致試驗無法完成。

3.3.2 原因分析

由現(xiàn)場維保人員知悉，該拉桿使用過程中斷裂后，維保人員直接用焊機焊接上繼續(xù)使用，也未進行聯(lián)動試驗測試抗拉能力是否滿足要求。原本螺栓的強度是4.8級，M12螺栓的應(yīng)力截面積為84.3 m2，再根據(jù)GB 50017—2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中抗拉強度為170 N/m2，計算最大拉力為170×84.3=14 331 N。GB/T7588.1—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》中規(guī)定：限速器動作時，限速器繩的張力不得小于以下兩個值的較大值：a）安全鉗起作用所需力的兩倍;b）300 N。限速器能提供的張力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于上述計算的最大拉力，所以并非原本螺栓的強度不足導(dǎo)致被拉斷。此次螺栓之所以被拉斷（圖4）是因為經(jīng)過焊接，其抗拉強度不再滿足要求。

3.4 檢驗建議

綜上所述，在對限速器-安全鉗裝置進行檢驗時，除進行試驗驗證外，還應(yīng)注意以下幾點：

1）限速器-安全鉗聯(lián)動各機構(gòu)應(yīng)該連接可靠，安全鉗拉桿應(yīng)能夠隨著限速器動作快速可靠動作，不應(yīng)存在脫離情況。

2）限速器-安全鉗系統(tǒng)各零部件應(yīng)保證一定的強度，避免各部位由于振動、摩擦或者動作而失效，緊急情況下能為安全鉗動作提供足夠拉力。

3）限速器-安全鉗聯(lián)動系統(tǒng)是非常重要的安全系統(tǒng)，尤其需要注意的是限速器-安全鉗連接位置在轎廂側(cè)面，較不容易查看，維護保養(yǎng)單位應(yīng)加強該項目的維護保養(yǎng)，加強定期檢查。對應(yīng)出現(xiàn)過類似問題的設(shè)備，應(yīng)該對該型號同類安全鉗連桿進行隱患排查，排查類似缺陷。

4）安全鉗拉桿連接位置特殊，檢驗時容易被忽略，檢驗人員檢驗時應(yīng)多關(guān)注安全鉗拉桿連接及限速器-安全鉗各部件的運行情況，排查可能出現(xiàn)的安全隱患。

4 結(jié)束語

在電梯運行過程中，安全鉗提拉裝置的正常工作至關(guān)重要，它能在電梯超載或運行異常時，及時阻止電梯繼續(xù)運行，保護乘客的安全。如果安全鉗提拉裝置失效，可能會導(dǎo)致電梯在超載或者其他異常情況下繼續(xù)運行，增加了乘客的風(fēng)險。本文根據(jù)安全鉗提拉裝置失效的案例，分析了安全鉗提拉裝置失效的原因和后果，在分析電梯安全鉗提拉裝置失效的原因時，需考慮機械故障可能是磨損、損壞或者設(shè)計缺陷導(dǎo)致的，需要定期進行檢修和更換。在檢驗時除了進行試驗驗證外，還應(yīng)注意提拉裝置的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，防患于未然。

[參考文獻]

[1] 薛濤，趙靜.一則電梯限速器-安全鉗聯(lián)動試驗失效案例的分析[J].中國電梯，2023，34（4）：45-47.

[2] 林玄.電梯安全鉗故障形式分析及檢驗[J].機電技術(shù)，2022（6）：95-97.

[3] 馬小云.電梯安全鉗動作受力分析及失效探究[J].設(shè)備管理與維修，2021（16）：63-64.

[4] 賈子良，周春明.電梯漸進式安全鉗的失效分析[J].中國電梯，2021，32（12）：39-40.

[5] 趙海燕.安全鉗提拉機構(gòu)的提拉力解算研究[J].機械研究與應(yīng)用，2020，33（5）：58-60.

[6] 葉青林，宋濤.電梯限速器-安全鉗聯(lián)動試驗有效并不代表限速器可靠[J].中國電梯，2020，31（9）：36-38.

[7] 許舒艷.電梯安全鉗動作受力分析及失效探究[J].設(shè)備監(jiān)理，2019（4）：46-47.

收稿日期：2024-05-07

作者簡介：曾溢恒（1996—），男，福建莆田人，工程師，主要從事機電類特種設(shè)備檢驗研究工作。