電梯安全鉗動(dòng)作受力分析及失效探究

周贏 周波

摘 要：基于目前電梯安全鉗進(jìn)行制停操作過(guò)程中出現(xiàn)的受力失效問(wèn)題，文章分析了安全鉗的工作原理、受力分析，并對(duì)其失效原因進(jìn)行探究。其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行使用安全穩(wěn)定性的控制目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：電梯安全鉗；限速器輪槽；限速器鋼槽；限速繩；安全鉗塊

科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得人們對(duì)物質(zhì)生活水平的需求不斷提升。電梯已經(jīng)成為滿足當(dāng)前人們居住、生活便利需求的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其安全穩(wěn)定性直接決定了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。然而，電梯在實(shí)際運(yùn)行使用過(guò)程中存在安全鉗動(dòng)作失效問(wèn)題，為此，研究人員應(yīng)在電梯安全鉗動(dòng)作受力分析的基礎(chǔ)上，探究安全鉗失效的原因，并提出了控制失效的方式方法。這是提升現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平的重要課題內(nèi)容，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)將其重視起來(lái)。

1 電梯安全鉗工作原理

在保證電梯安全穩(wěn)定性的設(shè)施裝置中，安全鉗是按照制停速度差異而分為兩種形式，即漸進(jìn)式和瞬時(shí)式。其中漸進(jìn)式主要作用于電梯運(yùn)行速度大于0.63m/s；瞬時(shí)式則是作用于電梯速度小于0.63m/s。由于電梯安全鉗系統(tǒng)是由張緊輪、限速器以及安全鉗等部件共同組成的，這就使其作用于失控時(shí)，受諸多因素的影響。為此，研究人員應(yīng)在明確其作用原理的基礎(chǔ)上，探究其受力以及失效的原因。具體來(lái)說(shuō)，其工作原理為，電梯在運(yùn)行過(guò)程中因失效而突發(fā)快速下降時(shí)，限速器卡緊機(jī)構(gòu)以制停限速輪轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，安全鉗在限速繩摩擦力作用下，以相對(duì)于轎廂的向上運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)鉗塊與導(dǎo)軌并緊。這樣一來(lái)，基于安全鉗的摩擦力作用，就可以實(shí)現(xiàn)電梯轎廂的制停，從而避免安全事故的出現(xiàn)[1]。

2 電梯安全鉗動(dòng)作受力分析

電梯安全鉗受力分析可從4種不同受力情況來(lái)來(lái)進(jìn)行分類。第一種，電梯轎廂處在被安全鉗塊完全卡住狀態(tài)，此時(shí)，鉗塊需受到6個(gè)力的作用，且轎廂與鉗塊因相互作用而產(chǎn)生正壓力F。這種情況下，轎廂會(huì)給鉗塊一個(gè)反作用摩擦力，導(dǎo)軌與鉗塊因相互作用而產(chǎn)生正壓力Q，而限速繩自身產(chǎn)生摩擦力T。根據(jù)力的平衡原理可以得出，F(xiàn)·sinθ-Ffcosθ-Q=0F·cosθ+Ffsinθ-T=0，式中T指的是摩擦系數(shù)。第二種，轎廂與鉗塊和導(dǎo)軌之間沒(méi)有相互作用力，換句話說(shuō)，就是安全鉗處在無(wú)動(dòng)作時(shí)的受力情況。第三種，安全鉗與導(dǎo)軌之間因可能進(jìn)入的異物存在力的作用，此時(shí)，安全鉗受合力和拉桿的作用力，導(dǎo)軌則對(duì)鉗塊產(chǎn)生摩擦力。這一分析結(jié)果意味著，當(dāng)電梯處于正常制停狀態(tài)，導(dǎo)軌會(huì)對(duì)鉗塊產(chǎn)生摩擦力，相關(guān)人員可根據(jù)拉桿作用力與合力的大小關(guān)系，來(lái)判斷電梯安全鉗是否會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。即當(dāng)拉桿力小于合力時(shí)，安全鉗塊會(huì)因異物作用而產(chǎn)生誤動(dòng)作；當(dāng)拉桿力大于合力時(shí)，安全鉗塊則無(wú)動(dòng)作保持靜止。第四種，限速器發(fā)揮作用，安全鉗塊受到的作用力狀況分兩種，即安全鉗塊與導(dǎo)軌不接觸，鉗塊受自身重力、限速輪槽、限速繩摩擦力以及拉桿彈簧作用力；安全鉗塊與導(dǎo)軌接觸，鉗塊受合力、拉桿力以及限速繩摩擦力的作用[2]。此過(guò)程，如果拉桿上的彈簧力調(diào)得過(guò)小，就容易產(chǎn)生誤動(dòng)作；而調(diào)得過(guò)大，安全鉗很有可能失效。

3 電梯安全鉗失效探究

3.1 限速器輪槽失效

電梯在日常運(yùn)行使用過(guò)程中，安全鉗動(dòng)作失效具有突發(fā)性特點(diǎn)，這是長(zhǎng)期積累所致。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)電梯使用時(shí)間不斷增加，限速器輪槽會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損現(xiàn)象。經(jīng)研究表明，限速器輪槽的磨損問(wèn)題不會(huì)即刻表現(xiàn)出來(lái)，而是會(huì)隨著電梯使用頻率的增加與運(yùn)行速度的加快逐漸將問(wèn)題深化。當(dāng)限速器輪槽的磨損達(dá)到一定程度時(shí)，限速器的鋼繩就會(huì)發(fā)生變化，即在相對(duì)位置處于下降狀態(tài)，從而導(dǎo)致其無(wú)法作用于正確位置。此時(shí)，夾繩鉗無(wú)法接觸到限速器鋼繩，還有一種情況，就是夾繩鉗雖與鋼繩接觸，但其產(chǎn)生的制動(dòng)力無(wú)法保持正常的作用狀態(tài)，這就會(huì)導(dǎo)致安全鉗動(dòng)作失效問(wèn)題的出現(xiàn)。電梯運(yùn)行維護(hù)人員要對(duì)其進(jìn)行解決控制，需對(duì)限速器輪槽進(jìn)行定期檢查，以及時(shí)調(diào)整限速器夾繩鉗和鋼繩的位置，必要的情況下，則要通過(guò)更換零部件，以避免安全事故的發(fā)生。

3.2 限速器鋼繩失效

研究表明，電梯在運(yùn)行使用過(guò)程中會(huì)因內(nèi)外部諸多因素的影響而發(fā)生安全事故。安全鉗的制動(dòng)是用來(lái)保護(hù)使用電梯人員安全穩(wěn)定性的關(guān)鍵部位，然而，安全鉗元件問(wèn)題會(huì)影響其作用效果的發(fā)揮，進(jìn)而直接導(dǎo)致電梯受安全問(wèn)題的威脅。而限速器鋼繩失效是導(dǎo)致安全鉗失效的重要原因之一，具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)限速器發(fā)揮作用時(shí)，由于鋼繩打滑，使得安全鉗無(wú)法瞬間被提動(dòng)。這種情況，是由于安全鉗后續(xù)作用力不足導(dǎo)致的。為此，研究人員可根據(jù)《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中的要求，將限速器的張緊力控制在兩個(gè)數(shù)字值的最大值以上[3]。此外，為避免安全鉗失效，相關(guān)人員應(yīng)將安全鉗的作用力達(dá)到動(dòng)作里的兩倍或是200N，來(lái)實(shí)現(xiàn)其作用價(jià)值。由此可以看出，針對(duì)安全鉗限速器失效問(wèn)題可通過(guò)調(diào)整鋼繩的張緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。

3.3 安全鉗間隙過(guò)大

電梯運(yùn)行使用過(guò)程中，安全鉗間隙過(guò)大會(huì)造成失效問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，安全鉗提拉機(jī)構(gòu)拉到極限位置后，其間隙過(guò)大，會(huì)使得安全鉗楔塊不能與導(dǎo)軌工作面接觸，進(jìn)而導(dǎo)致制動(dòng)失效。基于此，研究人員可按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求調(diào)整安全鉗的間隙，來(lái)提高安全鉗兩側(cè)間隙的均勻性。

4 結(jié)語(yǔ)

總體而言，電梯運(yùn)行使用過(guò)程中，安全鉗失效會(huì)嚴(yán)重威脅電梯使用的安全性。為此，研究人員應(yīng)在多種受力情況下，明確安全閥的受力原理，進(jìn)而找出安全鉗失效的原因。這里指的安全鉗失效主要是由：限速器輪槽失效、限速器鋼繩失效以及安全鉗間隙過(guò)大導(dǎo)致的。失效處理人員可通過(guò)調(diào)整限速器夾繩鉗和鋼繩位置、鋼繩張緊力以及安全鉗間隙，來(lái)恢復(fù)期受力的均勻性。

參考文獻(xiàn)

[1]王松華，王皓.電梯安全鉗動(dòng)作受力分析及失效探究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015，（32）：74-75.

[2]李鵬，喬真.電梯安全鉗動(dòng)作原因分析及檢驗(yàn)注意點(diǎn)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2014，（12）：35-36.

[3]劉登科.電梯限速器一安全鉗系統(tǒng)失效原因分析與維護(hù)保養(yǎng)心得[J].科技資訊，2011，（8）：127.

（作者單位：滿洲里市特種設(shè)備檢驗(yàn)所）