一起電梯液壓緩沖器故障案例分析

陳司彬

（福建省特種設備檢驗研究院，福建寧德 352100）

0 引言

隨著社會的迅猛發展和大量高樓大廈的拔地而起，電梯為人們的出行提供了非常便捷的途徑。電梯的結構較為簡單，按空間分主要有機房、井道、轎廂以及底坑等。其中放置于底坑的設備主要有緩沖器、限位開關（若有）、極限開關、張緊輪裝置、對重護網等[1]。本文主要研究電梯緩沖器的作用、緩沖器的主要類型及各種類型緩沖器適用的電梯，最后以一起檢驗中發現的故障為例，分析緩沖器可能出現的一些故障，為以后檢驗中遇到相同情況的故障提供一些解決思路。

1 電梯緩沖器的作用

電梯緩沖器是主要放置于底坑的安全保護裝置，其主要作用是：當電梯的電氣控制系統發生故障或者失效、制動力出現故障或者失效、曳引力不足或者超重裝載等原因，導致電梯轎廂超越最底層繼續向下運行亦或者由于轎廂超越最上層向上運行而導致對重失控向下運行，如果上述情況發生時轎廂或者對重直接撞擊底坑或者其他裝置，將導致電梯出現損壞或者人員貨物出現傷害，為防止此類事故發生，在終端處安裝緩沖器，從而消耗或者吸收電梯失控時產生的能量，減緩撞擊力，以保護電梯或者人員貨物的安全[2]。雖然緩沖器的作用是防止或者減緩對重或者轎廂的撞擊力，但其不是完全能起到作用，緩沖器一般都設計為不大于115%額定速度的轎廂或者對重的沖擊，對于超出115%額定速度的轎廂或者對重失控速度則不在緩沖器的保護范圍內[3]。

2 電梯緩沖器種類及適用范圍

目前電梯中使用的緩沖器主要分為蓄能型以及耗能型兩大類。蓄能型緩沖器顧名思義就是將撞擊時產生的沖擊動能轉換為勢能存儲起來達到緩沖目的，目前常見的主要有圓柱彈簧緩沖器和聚氨酯緩沖器[4]。這類緩沖器按照GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規范》中規定只能用于額定速度大于或者等于1 m/s的電梯中[5]。耗能型緩沖器一般指液壓緩沖器，是利用液壓節流的原理將沖擊動能轉換為熱能釋放，由于該類緩沖器的緩沖性能良好，因此制造標準中規定此類緩沖器適用于任何速度的電梯，在相同條件下，標準規定液壓緩沖器所需緩沖行程可以比彈簧緩沖器的緩沖行程少一半[6]。液壓緩沖器屬于電梯安全部件，因此在投入生產前必須經過型式試驗驗證其是否符合標準要求，液壓緩沖器雖然性能較好，但制造成本較高[7]。

3 一起緩沖器故障

（1）設備具體參數：額定載重量630 kg；額定速度1.5 m/s；9層/9站/9門；制造廠家為上海阿爾法電梯有限公司。

（2）故障描述：現場進行定期檢驗時進行極限項目檢驗，將電梯開至最底層檢修運行電梯繼續向下運行，撞限位開關后短接限位開關繼續下行直至撞極限開關，打開層門測量轎廂底坑與層門地坎的距離，后短接極限開關下行時鋼絲繩突然出現打滑現象，而正常試驗應該是液壓開關動作電梯停止，出現此異常情況時檢驗員立即停止試驗，將電梯恢復正常并查找具體故障原因。

4 電梯故障原因分析

針對此故障現場檢驗員進行了幾個假設：（1）電梯轎廂在下行過程中出現卡阻現象；（2）轎廂側液壓緩沖器電氣開關失效；（3）液壓緩沖器的液壓柱塞出現卡阻，電梯無法壓縮緩沖器。為驗證具體情況，檢驗員將轎廂升至高層，進入底坑后發現底坑緩沖器出現了嚴重的銹蝕情況，如圖1所示，現場進行了緩沖器踩壓試驗，如圖2所示。排查發現鋼絲繩提前打滑的現象是由于液壓緩沖器柱塞卡阻無法正常工作；銹蝕原因是由于底坑長期處于潮濕或者有積水狀況，且不久前有大雨天氣，建筑物負一層發生雨水倒灌使底坑被水淹，綜合多種原因出現了液壓緩沖器嚴重銹蝕情況。

圖1 緩沖器嚴重銹蝕

圖2 緩沖器踩壓試驗

根據銹蝕情況對液壓緩沖器出現卡阻的具體原因進行分析。標準TSG T7001－2009中第3.15.3條規定緩沖器應當固定可靠、無明顯傾斜，并且無斷裂、塑性變形、剝落、破損等現象；第3.15.4條規定耗能型緩沖器液位應當正確，有驗證柱塞復位的電氣安全裝置；根據檢規要求在進行試驗時無法促使液壓緩沖器動作。

該類緩沖器為油孔柱式液壓緩沖器，緩沖器緩沖原理是漸變式的節流方式，其結構形式如圖3所示。對其緩沖原理進行分析。當轎廂（對重）撞擊緩沖器時轎廂上的橫梁與減震墊11接觸，隨著轎廂繼續下移壓縮緩沖器，儲存在緩沖腔I內的緩沖液被壓縮，此時液壓腔I與Ⅱ內存在壓力差，液壓腔I內的液壓油就從節流桿旁邊的節流孔外溢至液壓腔Ⅱ內。節流孔的存在起到了一個限流的作用，且節流桿3一般為上小下大的錐形桿，因此節流孔的面積會隨著壓縮情況而不斷發生改變，同時緩沖液壓油經過節流孔時會將90%以上的沖擊載荷機械能逐漸轉化為液壓油的熱能散發掉，少部分能量轉換到彈簧的勢能上，因此在壓縮緩沖器時轎廂可以按照一個特定的減速特性進行減速直至停止，這種減速特性與節流孔的形狀有關，不同形狀產生的減速效果不同。壓縮行為結束后，存儲在彈簧內的勢能將液壓油由從液壓腔Ⅱ又送回液壓腔I內。彈簧與緩沖器恢復正常工作狀態。圖中12是液壓緩沖器開關的頂桿。

圖3 液壓緩沖器結構

根據緩沖器的原理，再結合實際現場，存在緩沖器無法動作的原因有：（1）由于現場銹蝕嚴重，活塞筒7與復位彈簧9在向下壓縮時發生卡阻無法向下壓縮；（2）開關頂桿與孔洞間發生位移偏差或者銹蝕導致直接頂死無法向下壓縮；（3）液壓油出現銹蝕或者雜質導致節流孔被堵塞壓縮時液壓油無法從油腔I流向油腔Ⅱ；（4）液壓油缺失導致油腔內進入空氣或者其他雜質影響緩沖器的正常運行；（5）液壓油缺陷導致出現該故障。

根據以上幾種可能導致的原因，現場進行如下處理：（1）對頂桿12旁邊的孔洞及頂桿進行除銹并調整頂桿使其在壓縮行程中始終處于寬松的情況；（2）對彈簧及活塞孔進行除銹，直至活塞可以正常運行無卡阻現象為止，并對彈簧進行除銹；（3）觀察液壓油的狀況，發現存在小顆粒雜質，現場進行更換，更換時要求對照該型號的緩沖器應該使用的液壓油牌號進行更換，更換液壓油時應注意按照更換規程進行更換，防止空氣擠壓等情況出現。

進行以上處理后的緩沖器如圖4所示，再進行一次極限開關模擬動作，發現緩沖器可以輕松壓縮，符合要求，對重側的緩沖器同樣進行此類處理。給裝置加防塵罩，要求保持底坑的干燥，對有可能出現水倒灌底坑的進行土建或者防水處理。

圖4 處理后緩沖器

5 今后應注意的事項

要求維保人員在日常工作中對液壓緩沖器的檢查應嚴格要求維保公司維保作業指導書進行，公司的作業指導書應按照TSG T5001—2009《電梯使用管理與維護保養規則》的要求，至少每季度對液壓緩沖器的電氣安全裝置、油量和柱塞進行檢查；每半年對對重緩沖距進行測量；每一年對緩沖器的固定情況進行確認[8]。而對于使用年限較長的緩沖器，或是在近期動作過的緩沖器應增加檢查的頻次，一旦發現漏油、柱塞銹蝕、動作后無法復位等，應及時維修或更換[9]。定期或者監督檢驗時檢驗員通常只是對液壓緩沖器的驗證開關進行模擬檢驗，往往未進行墩底或者沖頂試驗，這樣將導致漏檢液壓緩沖器的緩沖性能。特別是對于那些積水或者長期潮濕的底坑環境較差的情況，容易使緩沖器發生銹蝕或者液壓油變質等[10]。

6 結束語

本文針對定期檢驗模擬極限開關動作試驗時電梯在極限動作后繼續下行不久就出現打滑現象而液壓緩沖器驗證開關未動作的故障進行了原因分析。發現此故障是由于液壓緩沖器出現了銹蝕卡阻而無法正常緩沖導致，若此類問題未能及時處理，發生故障時轎廂將直接與緩沖器柱塞撞擊，會破壞轎廂正常結構，嚴重的可能導致人員或者貨物損傷。為消除故障，對現場使用的緩沖器結構原理進行了分析，并分析出幾種可能導致卡阻的原因，原因找到后針對性地對液壓緩沖器進行維修，保證緩沖器能夠達到標準的要求。同時檢驗員在進行檢驗時應該嚴格按照檢規方法進行檢驗，以保證電梯的安全運行。