電梯上行超速保護裝置的探討

徐丞明，孫浩翔，田宇，衣學玉

（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院，江蘇 南京 210000）

電梯是建筑物中常見的運輸工具，城市的發展，建筑物的高度越來越高，電梯已經廣泛應用于住宅、商業、工業、交通樞紐和各類社會公共服務的建筑中，對于現代社會來說，電梯不可缺少。電梯的安全關系到千家萬戶，我們通常可以認為電梯由曳引系統、導向系統、門系統、轎廂系統、重量平衡系統、電力拖動系統、電氣控制系統、安全保護系統這八個系統組成，本文從日常電梯檢驗中淺談安全保護系統中的轎廂上行超速保護裝置。

曳引驅動乘客電梯是由曳引機驅動曳引輪，曳引輪帶動懸掛裝置，懸掛裝置牽動轎廂實現上下垂直運行的設備。曳引驅動電梯的下行超速保護問題通過限速器-安全鉗聯動保護裝置得到根本解決，曳引驅動電梯的上行超速保護裝置是防止轎廂沖頂的安全保護裝置，該裝置有效地保護了轎廂內的人員、貨物、電梯設備及建筑物。

1 電梯上行超速的原因

電梯上行超速的原因主要有以下幾種。

（1）曳引輪與制動器之間環節出現故障。傳統曳引機的曳引輪是由電動機通過傳動機構驅動的，多見于有齒輪曳引機的齒輪、軸、鍵、銷等發生折斷，造成曳引輪與制動器脫開，導致上行失控，超速。

（2）曳引能力破壞。由于曳引輪槽與懸掛裝置長期磨損，導致摩擦力大大降低，在轎廂側重量小于對重側的情況下，懸掛裝置在曳引輪中打滑，電梯轎廂上行失控，超速，造成沖頂。

（3）制動器發生故障、制動力能力下降或者無制動力。由于電梯制動器為常閉式制動器，制動力矩來自制動器閘瓦與制動輪（或盤）之間的摩擦。當發生電磁制動器銜鐵卡組，造成制動器失效或者制動力不足時，電梯轎廂上行失控，超速，造成沖頂。

2 上行超速保護裝置的組成與種類

上行超速保護裝置由速度監控、觸發元件（限速器）和減速元件兩部件組成。GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》第9.10.4條規定，上行超速保護裝置應作用于：a）轎廂；或b）對重；或c）鋼絲繩系統（懸掛繩或補償繩）；d）曳引輪（例如，直接作用在曳引輪或作用于最靠近曳引輪的曳引輪軸上）。所以電梯轎廂上行超速保護裝置一般有作用于鋼絲繩上的鋼絲繩制動器（夾繩器），作用于轎廂的雙向安全鉗、導軌制動器，作用于對重側的對重安全鉗，作用于曳引輪上的永磁同步曳引機制動器等。

每種轎廂上行超速保護裝置類型的不同，它們對應的速度監控、觸發裝置也不同，雙向安全鉗是由轎廂側雙向限速器的上行機械動作觸發，曳引輪制動器是轎廂側限速器的上行電氣動作觸發，對重安全鉗是由對重側單項限速器的機械動作觸發。

（1）限速器-鋼絲繩制動器（夾繩器）。鋼絲繩制動器（夾繩器）多安裝在主機曳引輪附近，既有轎廂側雙向限速器的上行機械觸發，又有用轎廂側限速器的上行電氣觸發。通常分為限速器—夾繩器與限速器—制繩器，鋼絲繩夾繩器可以按照夾持鋼絲繩的方式進行分類，分為直夾式夾繩器和自楔式夾繩器兩種。

限速器——直夾式夾繩器，動作是制動板在外部能量的驅動下，直接夾在鋼絲繩上，制動時由于預先設置作用力較大，對鋼絲繩的損傷比較明顯（圖1）。

限速器——自楔式夾繩器，制動板一端是固定的，另一端是可動的，類似于漸進式安全鉗的特性，避免了動作后對鋼絲繩產生較大的損傷。動作時，在鋼絲繩的帶動下，可動制動板不斷地往下楔緊，制動力不斷增加，直至轎廂制停（圖2）。

限速器——制繩器。當轎廂上行超速時，限速器上行速度監控部件動作后，再由與夾繩器相連的一段鋼絲繩牽動制繩器，制繩器動作，釋放預先制動力的彈簧瞬時地將其帶繩槽的鉗塊作用，將曳引鋼絲繩夾緊在曳引輪的繩槽上，制止鋼絲繩的移動，達到轎廂制停的目的（圖3）。

圖1 夾繩器

圖2 雙向限速器

圖3 夾繩器

（2）限速器-安全鉗。限速器-安全鉗根據安全鉗安裝的不同位置，分為安裝在轎廂側，夾持轎廂導軌的雙向安全鉗和安裝在對重側，夾持對重導軌的單向安全鉗。其工作原理與限速器安全鉗工作原理一樣，轎廂上行超速時，限速器觸動安全鉗動作，將轎廂夾持在導軌上。轎廂側上行安全鉗一般安裝在轎廂上梁導軌位置，而對重側的安全鉗裝置一般安裝在對重架下端。

對重側的安全鉗和作用在對重上的轎廂上行超速保護裝置在保護的目的，速度監控裝置以及操縱裝置的要求，使用條件等方面存在不同。對重側的安全鉗更多的是在底坑下有人能到達的空間時，若對重自由墜落時保護底坑下方的人員。而作用在對重上的上行超速保護裝置目的是防止轎廂上行超速時對人員造成的傷害。對重安全鉗要求必須設立獨立的限速器控制，而作用在對重上的上行超速保護裝置可以與轎廂安全鉗共用限速器。對重安全鉗不得用電氣、液壓或氣動操縱的裝置來操縱，而上行超速保護沒有這個要求。對重安全鉗的使用條件受電梯的速度影響，而作用在對重側的上行超速保護裝置卻不受這個限制，只要保證轎廂的制動減速度不大于1gn。

（3）制動器型式。制動器型式的上行超速保護裝置執行機構就是制動器，無齒輪曳引機沒有中間減速機構，電動機轉速和曳引輪轉速相同，將制動器安裝在曳引輪上或者曳引輪軸，通過夾持曳引輪或者曳引輪軸工作，故永磁同步曳引機不需要額外增加上行超速保護裝置（圖4、5）。

圖4 制動器型式

圖5 制動器型式

3 上行超速保護裝置的檢驗

各個廠家采取的上行超速保護裝置不同，每種對應的試驗方法也不一樣。

（1）限速器——雙向安全鉗。對于采用限速器——上行安全鉗類型的，各大廠家采取不同的方法，有些默認在超速時限速器發生動作，有些廠家則認為轎廂完全停止，在試驗時，試驗工況為檢修狀態，轎廂空載并處于底層，首先，手動打下上行限速器的壓繩塊，電梯保持檢修速度上行，人為打開抱閘，上行安全鉗電氣開關動作，接著，上行安全鉗動作達到轎廂完全停止的狀態。

（2）限速器——對重安全鉗。試驗工況為檢修狀態，轎廂空載并處于底層，手動打下對重限速器的壓繩塊，人為控制電梯以檢修速度上行，觀察對重安全鉗是否動作達到轎廂停止的狀態。

（3）鋼絲繩制動器。試驗工況為檢修狀態，轎廂空載并處于底層，手動打下限速器上的鋼絲繩制動器動作開關，電梯鋼絲繩制動器動作制動鋼絲繩，人為打開釋放抱閘，觀察電梯轎廂是否完全停止。

（4）同步電機制動器。試驗工況為檢修狀態，轎廂空載并處于底層，人為控制電梯以檢修速度上行，手動打下限速器電氣開關，觀察制動器是否動作。

若以上的方法試驗時，電梯未能達到有效制停，則重新試驗并采用電梯加速度測試儀測量上行超速保護裝置動作時，電梯是否減速，如果是，電梯上行超速保護裝置動作正常；如果不是，電梯上行超速保護裝置動作異常。有些廠家試驗方法僅僅只試驗了限速器，默認限速器超速時，電氣開關動作觸發制動器觸點即認為有效。

4 結語

上行超速保護裝置在電梯發生溜車等情況下動作，當溜車時制動器一定是異常的，若上行超速保護裝置采用制動器制動，這制動的機構也存在一定隱患，轎廂上行超速保護裝置是電梯的安全部件之一，檢驗檢測人員應了解電梯上行超速的原因、各類型式的上行超速保護裝置及其作用原理，在日常檢測中，及時發現上行超速保護裝置存在的問題，有效預防沖頂溜車事故，有利于保障電梯的安全運行，確保人員和財產的安全。