淺談轎廂超面積對電梯安全鉗性能的影響

茅建平

（杭州順達電梯有限公司，浙江 杭州 310017）

隨著我國電梯生產(chǎn)和使用數(shù)量的日益增加，電梯作為一種垂直交通工具應(yīng)用范圍和場所相當(dāng)廣泛，各行各業(yè)對電梯的要求也越來越多，用戶不但對電梯的功能性還對電梯的使用上提出了不少特殊要求，筆者碰到多起各種原因引起轎廂超面積的用戶（如THJ2000/0.5—JXW,電梯載重量2 000 kg,轎廂標(biāo)準(zhǔn)面積為4.2 m2, 根據(jù)用戶要求現(xiàn)凈面積5.08 m2）.其實轎廂超面積，等于改變了原載重量。按照GB7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中8.2.2 條，轎廂的有效面積與額定載重量之間有明確的規(guī)定。對特殊情況，為了滿足使用要求而難以同時符合規(guī)定的載貨電梯，在其安全受到有效控制的條件下，轎廂面積可超出規(guī)定。并明確電梯設(shè)計計算應(yīng)考慮轎廂實際載重量達到轎廂面積規(guī)定所對應(yīng)的額定載重量的情況下，電梯各相關(guān)受力部件有足夠的強度和剛度，安全鉗能滿足使用要求。因此超面積對應(yīng)增加的載重量，應(yīng)進行計算和校驗，且相應(yīng)的計算校驗結(jié)果應(yīng)當(dāng)符合國家安全技術(shù)規(guī)范和強制性標(biāo)準(zhǔn)要求。

1 電梯超面積對電梯安全性能影響的概述

電梯超面積后，超面積部分會引起載重量增加（如THJ2000/0.5—JXW,電梯載重量2 000 kg,轎廂標(biāo)準(zhǔn)面積為4.2 m2，根據(jù)用戶要求現(xiàn)凈面積5.08 m2）現(xiàn)按GB7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的規(guī)定，相應(yīng)面積的載重量為2 600 kg，這樣大大增加曳引機主軸、曳引鋼絲繩、鋼絲繩繩頭等部件的受力。因此需要對電梯鋼絲繩、安全裝置等主要零部件的強度和剛度進行校核及驗證的計算。特別是安全鉗裝置，它是電梯的安全保護系統(tǒng)中提供最后的安全保護裝置之一，當(dāng)轎廂超面積部分引起載重量增加，會導(dǎo)致當(dāng)電梯失控超速時，安全鉗受到的沖擊量增大，易造成安全鉗的損壞，給電梯運行帶來極大安全隱患。為此筆者對電梯超面積對安全鉗影響進行分析和計算。

2 電梯超面積對安全鉗影響的分析和計算

安全鉗與曳引機、限速器、緩沖器、夾繩器被稱為電梯五大安全部件，當(dāng)電梯在故障狀態(tài)下超速下滑或墜落而速度達到限速器動作速度時，限速器會立即動作，并由限速器操縱安全鉗的連動機構(gòu)，將轎廂兩側(cè)安全鉗的制停元件提起，把轎廂安全制停后夾在導(dǎo)軌上。從而避免發(fā)生人員傷亡及設(shè)備損壞事故。

安全鉗分為瞬時式安全鉗和漸進式安全鉗兩大類，按GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的要求，若電梯額定速度＞0.63 m/s 時，轎廂應(yīng)采用漸進式安全鉗；若電梯額定速度≤0.63 m/s，轎廂可采用瞬時式安全鉗。

因此，制動力

式中：

E 為電梯制停前動能和位能的總和（N·S）

V 為限速器動作速度，即安全鉗制停時的轎廂速度（m/s）

W 轎廂系統(tǒng)自重加轎廂額定載重量（kg）

S 為安全鉗動作后制停距離（m）

g 為重力加速度（9.8 m/s2）

F 為安全鉗的制動力（N）

電梯超面積對安全鉗受力的影響：

在計算安全鉗受力零件的強度時，必須按照最大制動力計算。考慮到轎廂超面積部分為滿載，瞬時式安全鉗和漸進式安全鉗最大制動力計算如下：

2.1 瞬時式安全鉗

瞬時式安全鉗動作距離很小，一般在50 mm 以下，（不計安全鉗響應(yīng)時間運行距離），為了保證瞬時式安全鉗在制停過程中平均減速度在0.2~1.0 g。所以對其瞬時最大減速度作了控制，一般不大于2.5 g。

在計算安全鉗受力零件的強度時，取制停減速度為最大瞬時減度

根據(jù)公式可得瞬時式安全鉗的最大限度制動力F max:

式中：

W1 為轎廂額定載重量（kg）

W2 為轎廂系統(tǒng)自(kg)

W3 為轎廂超面積載重量(kg)

由上式可以看出，轎廂超面積增加一定的載重量，安全鉗制停時產(chǎn)生的最大制動力的增加值是這個重量的3.5 倍。由于此類安全鉗沒有任何彈性構(gòu)件被引入以限制其制動力和制動距離，因此也被稱為剛性安全鉗。這種安全鉗在制停期間對導(dǎo)軌產(chǎn)生一個迅速的壓力，制動距離很短，所以當(dāng)安全鉗夾緊工作表面的比壓超過安全鉗設(shè)計的許用值時就會引起夾緊工作表面的損壞或嚴重損傷導(dǎo)軌表面。

2.2 漸進式安全鉗

漸進式安全鉗在制動期間以有限的壓力作用于導(dǎo)軌上，其制停距離與被制動的質(zhì)量及安全鉗開始動作時的速度有關(guān)，制動力在安全鉗完成動作后基本是均勻一致的。按照GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》的規(guī)定，“在裝有額定重量的轎廂自由下落的情況下，漸進式安全鉗制動時的平均減速度應(yīng)為0.2~1.0 g。”在計算安全鉗受力零件的強度時，取制停減速度為最大瞬時減速度,由此計算出漸進式安全鉗的最大限度制動力F max:

式中：

W1—轎廂額定載重量(kg)

W2—轎廂系統(tǒng)自重 (kg)

W3—轎廂超面積載重量(kg)

由上式可以看出，轎廂超面積增加一定的載重量，安全鉗制停時產(chǎn)生的最大制動力的增加值是這個重量的2 倍。而這種安全鉗制動力的限定和保持，是靠限制施力彈性元件的變形來實現(xiàn)的，動作后它以被限定的制動力制動。因此最大制動力的增加對彈性元件要求會更高。

4 結(jié)束語

經(jīng)上述分析和計算，可見轎廂超面積后，安全鉗的最大制動力增加，對瞬時式安全鉗和漸進式安全鉗都要按轎廂超面積后最大載重量進行設(shè)計和計算。因此對安全鉗受力零件強度（包括彈性元件）提出了更高的要求。所以在設(shè)計中對安全鉗的選型要特別注意，其安全鉗總質(zhì)量的確定要充分考慮超面積部分增加重量，確保電梯安全、可靠的運行。

[1]吳國政. 電梯原理·使用·維修[M]. 北京電子工業(yè)出版社,1996.

[2]GB7588-2003.電梯制造與安裝安全規(guī)范.