電梯上行超速保護實現方式的探討

[摘要]轎廂上行超速保護裝置作為防止轎廂由于上行超速而導致的沖頂事故的重要部件，其動作是否可靠關系到轎內乘客的人身安全，所以電梯必須要裝設上行超速保護裝置，本文詳細闡述了上行超速保護的實現方式，從不同方面確保了電梯的安全運行。

[關鍵詞]電梯，上行超速，限速器，安全鉗

1．引言

曳引式電梯依靠曳引機驅動，曳引輪和鋼絲繩之間摩擦力帶動轎廂運行，制動器有效閉合保證轎廂可靠可能制停。因此在對重側重量大于轎廂側重量的情況下，傳動、曳引和制動的任何一個環節失效都可能導致電梯上行超速，嚴重時將導致沖頂，為了防止電梯發生沖頂事故，GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》規定曳引驅動電梯要裝設轎廂上行超速保護裝置[1]。

2．電梯發生上行超速的原因分析

對于曳引驅動電梯，因為對于曳引驅動電梯必然存在對重（對重是提供曳引力的關鍵部件之一），而對重的重量是整個轎廂重量及部分載重量之和，因此是大于空載轎廂的。在制動器或傳動機構失效時，可能會造成轎廂沖頂。

造成沖頂的原因大致有以下幾種：

（1）電磁制動器銜鐵卡阻，造成制動器失效或制動力不足。

（2）曳引輪與制動器中間環節出現故障。多見于有齒曳引機的齒輪、軸、鍵、銷等發生折斷，造成曳引輪與制動器脫開。

（3）鋼絲繩在曳引輪繩槽中打滑。

由于人體頭部的脆弱性，轎廂上行方向超速導致沖頂將給轎內人員帶來重大傷害，因此曳引式電梯必須設置上行超速保護。

3．轎廂上行超速保護裝置的要求

轎廂上行超速保護裝置的工作過程與限速器-安全鉗聯動裝置基本相似，也是由速度監控元件（如限速器）同步檢測出電梯轎廂的運行速度[2]；同時還包括一套執行機構，在獲得轎廂上行超速的信息時能夠將轎廂制停或減速至安全速度范圍以內。當檢測速度達到設定速度時，轎廂上行超速保護裝置先碰撞一個超速安全保護開關，實施電氣保護；如果轎廂的運行速度仍繼續升高，則強制實施機械保護。

轎廂上行超速保護裝置的速度監控元件動作的下限值也是115%V，其上限值略大于限速器所限制的速度但不超過10%。

轎廂上行超速保護裝置的制停能量至少應達到或高于制停空轎廂-對重系統以監控元件設定的上限值發生上沖的能量。

轎廂上行超速保護裝置應是獨立的。在制停轎廂，或對轎廂減速時，應完全依靠自身的制動能力完成。不應依賴于速度控制系統（如強迫減速開關）、減速或停止裝置（如驅動主機制動器）。但如果這些部件存在冗余，則可以利用這些部件幫助轎廂上行超速保護裝置停止或減速轎廂。協助轎廂上行超速保護裝置動作的部件可以是與轎廂連接的機械裝置，而且此裝置不必是專門為轎廂上行超速保護裝置而設置的。比如，當轎廂上行超速保護裝置采用在轎廂上設置能夠在上下兩個方向均能起作用的安全鉗的形式時，觸發下行動作的安全鉗與觸發上行動作的安全鉗可以是同一套拉桿系統。

轎廂上行超速保護裝置在使空轎廂制停時，其（最大）減速度不得大于1gn。除去直接作用在轎廂上的轎廂上行超速保護裝置在動作時可能使轎廂的制停減速度為1g，其余形式的轎廂上行超速保護裝置均不可能造成轎廂的制動減速度大于1g。

轎廂上行超速保護裝置動作時，應有一個電氣安全裝置（一般采用安全開關）來驗證其狀態，其電氣安全裝置動作后，應能防止電梯驅動主機啟動或使其立即停止轉動。此外，此開關必須直接驗證轎廂上行超速保護的狀態，而不能使用速度監控部件上的電氣安全裝置代替。

轎廂上行超速保護裝置動作后，必然是由于電梯系統出現故障（很可能重大故障）而導致的。此時應由稱職人員進行檢查，確認排除故障后方可釋放轎廂轎廂上行超速保護裝置并使電梯恢復正常運行，而且在釋放該裝置時，應不需要接近轎廂或對重，釋放后，該裝置應處于正常狀態。所謂的正常狀態是指當轎廂上行超速時能夠正確響應速度監控元件的信號或動作，并能夠將轎廂制停或減速到安全速度的狀態。上行超速保護裝置在動作以后，如果被釋放，其能夠立即投入工作狀態。

如果轎廂上行超速保護裝置需要外部的能量來制停或減速轎廂的，那么在失去外部能量的情況下，轎廂上行超速保護裝置應處于動作狀態。也就是說，外部能量的作用只能是保持轎廂上行超速保護裝置處于釋放狀態而已。而不能作用上行超速保護裝置在動作時提供制動力的來源。該裝置應能使電梯制動并使其保持停止狀態。帶導向的壓縮彈簧除外。

4．電梯上行超速保護的實現方式

GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》規定：該裝置應作用于轎廂、或對重、或鋼絲繩系統、或曳引輪上。

按照電梯安全規范的要求，電梯上行超速保護的實現方式通常有以下四種：

(1)限速器-上行安全鉗（導軌制動）：上行安全鉗和導軌制動器都是制動在轎廂側導軌上的上行超速保護裝置減速元件，上行安全鉗配用雙向機械動作限速器，導軌制動器配用單向機械動作雙電氣觸點限速器。

（2）限速器-鋼絲繩制動器：也稱夾繩器，通過夾緊曳引鋼絲繩或者補償鋼絲繩達到上行超速保護的目的。按照鋼絲繩制動器觸發方式不同，常見的有機械觸發式鋼絲繩制動器（配用雙向機械動作限速器）、電氣觸發式鋼絲繩制動器（配用單向機械動作雙電氣觸點限速器）等。

（3）限速器-對重安全鉗：若使用對重安全鉗作為上行超速保護裝置的減速元件，則配用單向機械動作限速器即可。此時必須采用漸進式安全鉗。

（4）限速器-曳引輪制動器：曳引輪制動器是指直接作用在曳引輪或作用于最靠近曳引輪的曳引輪軸上的制動器，常見的有同步無齒輪曳引機制動器、皮帶傳動曳引輪制動器等。

5.參考文獻

[1] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.電梯制造與安裝安全規范[S].北京：中國標準出版社，2011.1。

[2].劉曉君，王鳳華.解讀電梯[M].東營：中國石油大學出版社，2006.4。

湖北特種設備檢驗檢測研究院荊州分院朱肖剛

[摘要]轎廂上行超速保護裝置作為防止轎廂由于上行超速而導致的沖頂事故的重要部件，其動作是否可靠關系到轎內乘客的人身安全，所以電梯必須要裝設上行超速保護裝置，本文詳細闡述了上行超速保護的實現方式，從不同方面確保了電梯的安全運行。

[關鍵詞]電梯，上行超速，限速器，安全鉗

1．引言

曳引式電梯依靠曳引機驅動，曳引輪和鋼絲繩之間摩擦力帶動轎廂運行，制動器有效閉合保證轎廂可靠可能制停。因此在對重側重量大于轎廂側重量的情況下，傳動、曳引和制動的任何一個環節失效都可能導致電梯上行超速，嚴重時將導致沖頂，為了防止電梯發生沖頂事故，GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》規定曳引驅動電梯要裝設轎廂上行超速保護裝置[1]。

2．電梯發生上行超速的原因分析

對于曳引驅動電梯，因為對于曳引驅動電梯必然存在對重（對重是提供曳引力的關鍵部件之一），而對重的重量是整個轎廂重量及部分載重量之和，因此是大于空載轎廂的。在制動器或傳動機構失效時，可能會造成轎廂沖頂。

造成沖頂的原因大致有以下幾種：

（1）電磁制動器銜鐵卡阻，造成制動器失效或制動力不足。

（2）曳引輪與制動器中間環節出現故障。多見于有齒曳引機的齒輪、軸、鍵、銷等發生折斷，造成曳引輪與制動器脫開。

（3）鋼絲繩在曳引輪繩槽中打滑。

由于人體頭部的脆弱性，轎廂上行方向超速導致沖頂將給轎內人員帶來重大傷害，因此曳引式電梯必須設置上行超速保護。

3．轎廂上行超速保護裝置的要求

轎廂上行超速保護裝置的工作過程與限速器-安全鉗聯動裝置基本相似，也是由速度監控元件（如限速器）同步檢測出電梯轎廂的運行速度[2]；同時還包括一套執行機構，在獲得轎廂上行超速的信息時能夠將轎廂制停或減速至安全速度范圍以內。當檢測速度達到設定速度時，轎廂上行超速保護裝置先碰撞一個超速安全保護開關，實施電氣保護；如果轎廂的運行速度仍繼續升高，則強制實施機械保護。

轎廂上行超速保護裝置的速度監控元件動作的下限值也是115%V，其上限值略大于限速器所限制的速度但不超過10%。

轎廂上行超速保護裝置的制停能量至少應達到或高于制停空轎廂-對重系統以監控元件設定的上限值發生上沖的能量。

轎廂上行超速保護裝置應是獨立的。在制停轎廂，或對轎廂減速時，應完全依靠自身的制動能力完成。不應依賴于速度控制系統（如強迫減速開關）、減速或停止裝置（如驅動主機制動器）。但如果這些部件存在冗余，則可以利用這些部件幫助轎廂上行超速保護裝置停止或減速轎廂。協助轎廂上行超速保護裝置動作的部件可以是與轎廂連接的機械裝置，而且此裝置不必是專門為轎廂上行超速保護裝置而設置的。比如，當轎廂上行超速保護裝置采用在轎廂上設置能夠在上下兩個方向均能起作用的安全鉗的形式時，觸發下行動作的安全鉗與觸發上行動作的安全鉗可以是同一套拉桿系統。

轎廂上行超速保護裝置在使空轎廂制停時，其（最大）減速度不得大于1gn。除去直接作用在轎廂上的轎廂上行超速保護裝置在動作時可能使轎廂的制停減速度為1g，其余形式的轎廂上行超速保護裝置均不可能造成轎廂的制動減速度大于1g。

轎廂上行超速保護裝置動作時，應有一個電氣安全裝置（一般采用安全開關）來驗證其狀態，其電氣安全裝置動作后，應能防止電梯驅動主機啟動或使其立即停止轉動。此外，此開關必須直接驗證轎廂上行超速保護的狀態，而不能使用速度監控部件上的電氣安全裝置代替。

轎廂上行超速保護裝置動作后，必然是由于電梯系統出現故障（很可能重大故障）而導致的。此時應由稱職人員進行檢查，確認排除故障后方可釋放轎廂轎廂上行超速保護裝置并使電梯恢復正常運行，而且在釋放該裝置時，應不需要接近轎廂或對重，釋放后，該裝置應處于正常狀態。所謂的正常狀態是指當轎廂上行超速時能夠正確響應速度監控元件的信號或動作，并能夠將轎廂制停或減速到安全速度的狀態。上行超速保護裝置在動作以后，如果被釋放，其能夠立即投入工作狀態。

如果轎廂上行超速保護裝置需要外部的能量來制停或減速轎廂的，那么在失去外部能量的情況下，轎廂上行超速保護裝置應處于動作狀態。也就是說，外部能量的作用只能是保持轎廂上行超速保護裝置處于釋放狀態而已。而不能作用上行超速保護裝置在動作時提供制動力的來源。該裝置應能使電梯制動并使其保持停止狀態。帶導向的壓縮彈簧除外。

4．電梯上行超速保護的實現方式

GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》規定：該裝置應作用于轎廂、或對重、或鋼絲繩系統、或曳引輪上。

按照電梯安全規范的要求，電梯上行超速保護的實現方式通常有以下四種：

(1)限速器-上行安全鉗（導軌制動）：上行安全鉗和導軌制動器都是制動在轎廂側導軌上的上行超速保護裝置減速元件，上行安全鉗配用雙向機械動作限速器，導軌制動器配用單向機械動作雙電氣觸點限速器。

（2）限速器-鋼絲繩制動器：也稱夾繩器，通過夾緊曳引鋼絲繩或者補償鋼絲繩達到上行超速保護的目的。按照鋼絲繩制動器觸發方式不同，常見的有機械觸發式鋼絲繩制動器（配用雙向機械動作限速器）、電氣觸發式鋼絲繩制動器（配用單向機械動作雙電氣觸點限速器）等。

（3）限速器-對重安全鉗：若使用對重安全鉗作為上行超速保護裝置的減速元件，則配用單向機械動作限速器即可。此時必須采用漸進式安全鉗。

（4）限速器-曳引輪制動器：曳引輪制動器是指直接作用在曳引輪或作用于最靠近曳引輪的曳引輪軸上的制動器，常見的有同步無齒輪曳引機制動器、皮帶傳動曳引輪制動器等。

5.參考文獻

[1] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.電梯制造與安裝安全規范[S].北京：中國標準出版社，2011.1。

[2].劉曉君，王鳳華.解讀電梯[M].東營：中國石油大學出版社，2006.4。