電梯安全鉗動作受力及失效分析

吳龑

江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院揚州分院，江蘇揚州 225000

一、基本含義和介紹

1、基本含義

電梯安全鉗是電梯設計時就必須要考慮的設備，在檢修中是必須檢查的，但是使用者一般很難見到它的真面目。電梯的安全鉗一般位于轎廂架或者對重架上，主要在超過限制速度和懸掛繩不能正常受力的情況下使用。電梯安全鉗主要作用是在速度異常的情況下進行反應，一旦電梯運行的速度超過了規定限度（特別是在緊急下落的情況下），就會對電梯轎廂進行緊急鎖定。現有的安全鉗主要是雙向的，在電梯緊急上行的時候也能緊急制停。

2、作用

（1）制動裝置，限速作用，在超過規定速度時提拉電梯，防止進一步下落。

（2）在發生危險時，楔形阻斷裝置將電梯導軌死死卡住，從而緊急制動電梯。

（3）有的安全鉗會和電梯智能控制中心聯系起來，發現問題時會緊閉電梯大門，阻止乘客進入轎廂并報警。

3、基本機械結構

主要由提拉機構和制動機構構成，前者主要是負重，后者主要是能夠緊急制動，鎖定電梯，防止下落。電梯的安全鉗失效常常是因為軌道卡入石頭，或者制動裝置發生了卡死現象。整個安全鉗系統的組成，以安全鉗為核心設備，同時也由測速器、限速器、負重裝置和警報系統等零部件組成。

二、安全鉗的常見受力分析

1、受力分析

一般情況下，安全鉗的受力一定要有卡死的力，一般情況下有六個支點復合受力，轎廂完全停止時鉗塊產生正壓力，然后鉗塊受力后產生了摩擦力，這個力量牽制了電梯的運行，但是因為電梯的受力面比較大，自身重量也比較重，所以安全鉗的重量就基本上忽略不計了。

2、安全鉗內嵌入異物情況下的受力分析（無導軌接觸）當限速器在不正常運行狀態時，如果和導軌有接觸，在鉗塊被提起的力量較大的狀態下，安全鉗有作用；

當力量比較小，拉桿作用力和自身重量之間的力量發生了抵消，安全鉗就失效了，用公式表示為T-R-P＜0（其中T 為摩擦力，R 為拉桿彈簧作用力，P 為安全鉗的自身重量）。

3、安全鉗內嵌入異物情況下的受力分析（導軌接觸）當鉗塊與導軌接觸時，自身重力也會受到影響，此時的受力范圍，不僅有上述力量，還會受到另外的力（N）的影響（N=Q-R′sinθ-Fcosθ）。這樣一來，因為受到多個力的干擾，彈簧力調節一定要比較大，足夠對抗上述阻力，這樣才能承受力量，瞬間的阻抗作用才夠大，但是如果受力過大，也會造成誤判，這樣系統就容易緊急制動和報警。

4、導軌承受系統（螺栓）的受力

電梯導向系統是多軌道構成的，之間相互用螺栓連接，螺栓在其中可以承受力量和傳遞能量，將承受的壓力很好地分配出來。但是如果連接之處的契合點與設計規定發生了偏差，就會造成受力不均勻，從而導致個別部件受力過大而發生變形、破裂和斷裂，造成安全事故。

螺栓系統一般有三種規格，按照直徑分為M12、M14、M16 系列。其預緊力產生的摩擦力必須大于導板處所承受的力，否則將產生局部位移。由于電梯在使用過程中，不可避免的有一定程度的系統誤差和安裝誤差，所以說其不僅需要使用受力能力好的導軌系統，也需要使用受力能力比較好的復合材料式螺栓系統，并且其最小直徑不能低于12mm。

三、電梯安全鉗系統的失效分析

1、常用的系統檢測方式

電梯必須按照規定的流程進行安全養護，系統檢測是必不可少的。最常用的檢測方式是雙人檢測，即一人位于轎廂頂部，一人位于機房內，以超過負荷的載量（大約超過20%-30%）進行運行，檢測瞬間下行速度。安全鉗應該在導軌上正常運行，能夠緊急制動，反應時間達到設計標準，同時能夠進行手動操作控制。

2、關于安全鉗的失效分析（受力能力）

由于安全鉗具有緊急鎖定功能，所以在實際使用時，限速槽里面的輪槽速度和限速繩子的摩擦力，一定要大于彈簧力。如果受力的能力太小，就不能夠對轎廂的重力進行整體負荷，從而使轎廂整體不斷地下落。

3、關于安全鉗的失效分析（導軌吻合程度）

安全鉗一定要有足夠的負荷能力，才能夠讓導軌和安全鉗的間隙處于設計的范圍之內，也就是說安全鉗可以準確地吻合導軌。當到位的間隙小于匹配設計標準的時候，就需要對間隙人工放大并調試，可是如果間隙過大，安全鉗就一定會“脫軌”，導致了安全鉗不能夠準確地在軌道內滑動，甚至安全鉗本身下墜。

4、關于安全鉗的失效分析（拉桿）

安全鉗進行動作，安全拉桿被嚴重拉彎曲后，導軌的支架已經能夠勾住插板，同時也能夠以自身的抗壓性對抗導軌接觸面承受的動力，從而抵制電梯的直線下墜。如果沒有對應的受力支持，那么鉗塊可能就是一個“擺設”，拉桿直落坑底，同時還可能將限速繩扯斷，造成電梯的整體墜落，形成嚴重的安全事故。

四、討論和建議

1、提高安全鉗的系統檢測標準

針對現在電梯事故頻發的現狀，應該對安全鉗系統檢測標準在過去的基礎上逐漸提高，比如將每年一次的檢測提高為半年一次甚至一個季度一次的檢測，執行國家強制執行標準。安全鉗的使用，一定要保證在空負荷和滿負荷下運行，在特定的運行狀態（比如轎廂內有人跳動等情況下）的安全運行，一定要進行專項的安全檢測。

2、加大對電梯乘客的安全教育

由于電梯在運行的狀態下是平穩受力，所以在實際狀況下，一定要對乘坐電梯的人進行安全教育，小孩或者精神病人應該在監護人的陪伴下乘坐電梯，同時在電梯內要保持身體平穩，在乘坐電梯時，攜帶寵物的乘客應該對其進行管理，防止寵物在電梯里面攻擊他人，引發人在電梯內躲避攻擊造成受力不均勻。

3、電梯內的導軌間隙，設置需要完全按照設計標準進行

電梯的導軌間隙設置，一定要按照基本的標準來進行。間隙過大或者過小，都一定要按照標準來進行調試，需要電梯在任何情況下都要和軌道進行準確契合。同時我們也應該知道，電梯在運行的過程中，一定會有意外發生，在發生意外時，軌道和安全鉗之間，也一定要準確的契合。

五、結束語

電梯安全鉗是保障電梯安全的基礎，為了實現對電梯安全鉗的有效運行，需先展開對電梯安全鉗動作分析，明確電梯安全運行狀態下的受力情況與電梯安全鉗工作，直到電梯鉗停這以狀態進行解讀，明確兩個狀態下電梯的受力情況。再對具體的電梯失效的原因和應對措施，積極推動電梯的安全運行，規避安全隱患。