淺談電梯限速器的校驗(yàn)

摘要：電梯限速器是電梯最重要的安全部件之一， 當(dāng)電梯轎廂速度超過(guò)限速器的限定速度時(shí)，限速器與安全鉗聯(lián)動(dòng)，將電梯轎廂制動(dòng)在導(dǎo)軌上，起到安全保護(hù)作用，是電梯最重要的安全保障。本文對(duì)電梯限速器校驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電梯 限速器 校驗(yàn)

1、前言

限速器是一種限制轎廂速度的裝置，它只有與安全鉗聯(lián)動(dòng)，才能起到安全作用。當(dāng)轎廂上行或下行超速時(shí)，通過(guò)電氣觸點(diǎn)使電梯停止運(yùn)行，當(dāng)下行超速電氣觸點(diǎn)動(dòng)作仍不能使電梯停止，速度達(dá)到一定值后，限速器機(jī)械動(dòng)作，由其帶動(dòng)鋼絲繩，借助安全鉗聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，拉動(dòng)安全鉗夾住導(dǎo)軌將轎廂制停；當(dāng)曳引鋼絲繩斷裂造成轎廂（或?qū)χ兀嬄鋾r(shí)，也由限速器的機(jī)械動(dòng)作拉動(dòng)安全鉗，使轎廂制停在導(dǎo)軌上。電梯在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后，限速器將會(huì)因磨損、銹蝕、疲勞等情況引起參數(shù)改變或功能減弱、喪失等。因此，電梯限速器的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)就顯得特別重要，是電梯檢驗(yàn)中的重要項(xiàng)目。根據(jù)《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》2.11（3）規(guī)定：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。GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中附錄D中D2 i)條的要求:“限速器應(yīng)沿著轎廂（見(jiàn)9.9.1、9.9.2）或?qū)χ兀ɑ蚱胶庵兀ㄒ?jiàn)9.9.3）下行方向檢查限速器的動(dòng)作速度。”標(biāo)準(zhǔn)要求：操縱轎廂安全鉗裝置的限速器的動(dòng)作速度應(yīng)發(fā)生在至少等于額定速度的115%。但應(yīng)小于：1、對(duì)于除了不可脫落滾柱式以外的瞬時(shí)式安全鉗為0.8 m/s；2、對(duì)于不可脫落式滾柱式瞬時(shí)式安全鉗為1 m/s；3、對(duì)于額定速度小于或等于1 m/s的漸進(jìn)式安全鉗為1.5 m/s；4、對(duì)于額定速度于1 m/s 的漸進(jìn)式安全鉗為1.25v+(0.25/v) m/s（v為額定速度）。（注：對(duì)于額定速度大于1 m/s的電梯，建議選用接近d)規(guī)定的動(dòng)作速度值。）

2、限速器的校驗(yàn)

在進(jìn)行限速器的校驗(yàn)工作實(shí)施之前，首先檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)是否良好，然后斷開(kāi)電梯的主電源開(kāi)關(guān)，將限速器繩拉起，脫離開(kāi)限速器輪，使限速器繩不能落下。針對(duì)一些樓層高、卸繩較難的電梯，可在機(jī)房將大力鉗夾住非提拉安全鉗側(cè)的限速器繩，然后檢修向上點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行（或人工打開(kāi)制動(dòng)器，讓電梯慢慢往上溜），使限速器繩松脫；再用一個(gè)大力鉗將限速器另外一邊繩夾住，使鋼絲繩完全脫離限速器輪槽。

在限速器實(shí)施時(shí)，將電梯測(cè)速表的一組檢測(cè)線跨接到限速器聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)的兩端，另一組檢測(cè)線跨接到一微動(dòng)開(kāi)關(guān)的兩端，將微動(dòng)開(kāi)關(guān)放到限速器夾塊的下方。用可調(diào)速的專用驅(qū)動(dòng)裝置逐漸將限速器加速，使限速器動(dòng)作時(shí)帶動(dòng)夾塊動(dòng)作，即可打斷開(kāi)關(guān)，此時(shí)用測(cè)速表測(cè)量限速器輪的線速度。接到限速器聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)的兩端的檢測(cè)線對(duì)應(yīng)的動(dòng)作速度就是限速器電氣動(dòng)作速度，而限速器夾塊下方的微動(dòng)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作速度則是限速器的機(jī)械動(dòng)作速度。

3、限速器校驗(yàn)具體操作存在問(wèn)題與對(duì)策

根據(jù)GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的9.9.7“限速器動(dòng)作前的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)足夠短，不允許在安全鉗動(dòng)作前達(dá)到危險(xiǎn)的速度。”

對(duì)限速器校驗(yàn)結(jié)果的產(chǎn)生影響主要由于限速器本身的設(shè)計(jì)和限速器安全鉗聯(lián)動(dòng)滯后。校驗(yàn)中限速器和安全鉗的聯(lián)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間包括兩個(gè)部分：一是限速器本身動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間；另一部分是限速器動(dòng)作后，連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作，提起楔塊與導(dǎo)軌接觸的響應(yīng)時(shí)間。如何保證這兩個(gè)響應(yīng)時(shí)間足夠短，應(yīng)有多短才能保證校驗(yàn)數(shù)據(jù)符合要求，是具體操作中面臨的難題。

3.1保證限速器本身動(dòng)作的響應(yīng)時(shí)間足夠短。

如果現(xiàn)場(chǎng)所使用的是動(dòng)作速度不連續(xù)的限速器，則存在動(dòng)作滯后的問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致所獲取的限速器機(jī)械動(dòng)作速度不準(zhǔn)確。

以常見(jiàn)的凸輪棘爪甩塊式限速器為例，其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的動(dòng)作速度往往是具有加速的瞬態(tài)動(dòng)作速度。在理想狀態(tài)下，在限速器動(dòng)作瞬間，限速器甩塊棘爪正好插入某一止停爪中，則此時(shí)安全鉗操縱桿的響應(yīng)時(shí)間與限速器的動(dòng)作速度是基本一致的，即安全鉗的初始速度即是限速器的動(dòng)作速度。但若限速器甩塊棘爪剛好滯后于應(yīng)卡入的止停爪，此時(shí)限速器甩塊棘爪就進(jìn)入下一個(gè)止停爪中，此期間限速器繼續(xù)加速運(yùn)轉(zhuǎn)，則安全鉗的動(dòng)作時(shí)間就比該動(dòng)作的時(shí)間滯后了。此時(shí)將微動(dòng)開(kāi)關(guān)放到限速器夾塊的下方，動(dòng)作就有時(shí)間上的滯后，獲取的機(jī)械速度就會(huì)有相應(yīng)的提高，所以是不準(zhǔn)確的。

假如限速器是五爪型式的，每爪間為72°弧度，選用限速器動(dòng)作速度為Vx=0.78m/s ，電梯額定速度為0.65 m/s ，限速器節(jié)圓直徑為φ380mm ，下行的加速度為 1.98 m/s2，假設(shè)限速器動(dòng)作時(shí)，剛好在設(shè)定動(dòng)作速度（0.78m/s ）時(shí)滯后一個(gè)棘爪，即滯后72°再動(dòng)作，利用勻加速運(yùn)動(dòng)方程，可計(jì)算實(shí)際的動(dòng)作速度VS ，

（S是限速器繩輪的1/5節(jié)圓周長(zhǎng)）

相對(duì)不同的棘爪數(shù)，假如其他參數(shù)不變，那么滯后一個(gè)棘爪的機(jī)械動(dòng)作速度不同。如果限速器是兩爪型式的，則實(shí)際的動(dòng)作速度為VS=1.72m/s。如果棘爪數(shù)越多，滯后時(shí)間越短，此期間繩輪運(yùn)行距離越小，則檢測(cè)到的實(shí)際動(dòng)作速度越小，也越接近真值，如下表所示：

類型總棘爪數(shù)繩輪運(yùn)行距離s/(m)滯后一個(gè)棘爪的不同機(jī)械動(dòng)作速度(m/s)

120.5971.72

230.3981.48

340.2981.34

450.2381.25

560.1991.18

670.1701.13

780.1491.09

890.1331.07

9100.1191.04

當(dāng)棘爪數(shù)趨于無(wú)窮大時(shí)，S值趨于無(wú)窮小，機(jī)械動(dòng)作速度才越接近設(shè)定值

因此，對(duì)于以上限速器的機(jī)械動(dòng)作速度測(cè)試，在可能的情況下，不采用微動(dòng)開(kāi)關(guān)，而應(yīng)連接傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。可將傳感器觸頭通過(guò)磁力座吸在限速器上，使其正對(duì)一個(gè)限速器動(dòng)作時(shí)會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的部分（動(dòng)作塊），限速器沒(méi)動(dòng)作時(shí)，傳感器和動(dòng)作塊的間距在規(guī)定范圍內(nèi)，無(wú)動(dòng)作感應(yīng)；當(dāng)限速器動(dòng)作，限速器動(dòng)作塊離開(kāi)原位，則傳感器和動(dòng)作塊之間的距離超過(guò)規(guī)定范圍，傳感器觸頭即時(shí)感應(yīng)動(dòng)作。只有這樣，所記錄的機(jī)械動(dòng)作那一刻測(cè)速表的值，才是限速器真正的機(jī)械動(dòng)作速度。

3.2保證連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作后提起楔塊與導(dǎo)軌接觸的響應(yīng)時(shí)間足夠短。

這一部分的響應(yīng)時(shí)間，指的是限速器安全鉗聯(lián)動(dòng)的響應(yīng)時(shí)間，即達(dá)到理論動(dòng)作速度瞬間至達(dá)到所要求力的時(shí)間。GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的9.9.4規(guī)定，限速器動(dòng)作時(shí)，限速器繩的張力不得小于以下兩個(gè)值的較大者：a）安全鉗起作用所需力的兩倍；或b）300N。

根據(jù)GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中F3.2.4.1的規(guī)定，計(jì)算這個(gè)響應(yīng)時(shí)間的范圍，從安全鉗響應(yīng)前的自由落體距離考慮。安全鉗響應(yīng)前的自由落體距離應(yīng)按限速器最大動(dòng)作速度進(jìn)行計(jì)算：

其中h —自由落體距離（ m），v 1—限速器動(dòng)作速度（m/s ），0.10—相當(dāng)于響應(yīng)時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行距離（m ），0.03—相當(dāng)于夾緊件與導(dǎo)軌接觸期間的運(yùn)行距離（ m）。

假設(shè)限速器最大動(dòng)作速度為0.78m/s ，已知自由落體的加速 ，則可得出自由落體運(yùn)行距離為：

可導(dǎo)出響應(yīng)的時(shí)間t，

即響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于0.127s。

根據(jù)響應(yīng)時(shí)間，也可得出響應(yīng)瞬時(shí)的速度值v響，

這一部分的響應(yīng)時(shí)間，反映的是限速器安全鉗聯(lián)動(dòng)的靈敏性。但由于所有相關(guān)的電梯標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)規(guī)程中，并沒(méi)有對(duì)限速器與安全鉗之間的配型驗(yàn)證予以規(guī)定。GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》要求“限速器動(dòng)作前的響應(yīng)時(shí)間足夠短，不允許在安全鉗動(dòng)作前達(dá)到危險(xiǎn)的速度”，那么動(dòng)作安全鉗所要求力的瞬間的速度不超過(guò)安全鉗被認(rèn)證過(guò)的最大速度，即危險(xiǎn)速度為超過(guò)安全鉗認(rèn)證的最大動(dòng)作速度的任何速度。

從上述例子來(lái)分析，要保證這一部分的響應(yīng)時(shí)間足夠短，就要求所配備的安全鉗經(jīng)認(rèn)證的最大速度應(yīng)＞v響（ 1.24m/s）。

4、結(jié)論

電梯的限速器—安全鉗系統(tǒng)作為電梯失控超速下墜時(shí)自動(dòng)制停的安全裝置，對(duì)電梯安全至關(guān)重要。而在該電梯的具體檢驗(yàn)中，電梯限速器動(dòng)作速度的校驗(yàn)更是一個(gè)重點(diǎn)。對(duì)于不同的限速器類型與安裝環(huán)境，在具體的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)過(guò)程中采取的不同操作，消除限速器安全鉗的聯(lián)動(dòng)中的滯后對(duì)限速器校驗(yàn)結(jié)果的影響。對(duì)該項(xiàng)目檢驗(yàn)方法加以優(yōu)化，使之更具可操作性，從而保證全面開(kāi)展該項(xiàng)目的檢測(cè)，提高電梯安全技術(shù)狀況，確保電梯安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 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》.

[2]GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》.

[3]EN81-1:1998《電梯制造與安裝安全規(guī)范》解讀.