電梯補償鏈斷鏈或過度伸長預警裝置的設計

馮雙昌 陳杰 沈文浩

摘要：隨著電梯的長期運行，電梯補償鏈容易發生斷鏈或過度伸長現象，給人身安全和設備安全帶來一定隱患。針對該問題，設計了一種電梯補償鏈斷鏈或過度伸長預警裝置。該預警裝置具有結構簡單、安裝方便、通用性強等優點，既可用于新安裝電梯，也可加裝于在用電梯，可有效減少電梯補償鏈斷鏈或過度伸長引發的電梯事故。

關鍵詞：電梯;補償鏈;預警

0 ? ?引言

隨著經濟的高速發展，電梯在人們的生產和生活中得到了廣泛應用。人們在享受電梯所提供的便利服務的同時，也會因使用不當或者電梯本身的不安全因素而受到傷害[1]。

補償鏈是電梯上一種常見的裝置，其根據電梯的樓層高度、額定速度、額定載荷等實際情況而配備，主要用于平衡曳引鋼絲繩及隨行電纜的重量，對保持電梯穩定運行具有非常重要的作用[2]。補償鏈的好壞會大大影響電梯的運行舒適性，并且補償鏈斷鏈或者過度伸長時也會帶來極大的安全隱患。因此，非常有必要對電梯補償鏈斷鏈或過度伸長的情況進行檢測和預警，在危險發生之前將隱患及時消除。

1 ? ?目前存在的問題

補償鏈一般為鐵鏈，其兩端通過U型螺栓分別固定在轎廂和對重上。補償鏈布置圖如圖1所示。

當電梯轎廂在頂層時，曳引鋼絲繩在對重側，補償鏈則在轎廂側;相反，當電梯轎廂在底層時，曳引鋼絲繩在轎廂側，補償鏈在對重側。電梯正常運行時，轎廂側和對重側的曳引鋼絲繩長度在不斷變化，兩側重量也隨之變化。為了補償曳引鋼絲繩及隨行電纜的重量，保證足夠的曳引能力，使電梯能夠安全平穩運行，電梯會設置補償鏈，其兩端分別懸掛在轎廂底部和對重底部。懸掛在兩點之間的軟繩在重力作用下的自由狀態，稱為懸垂線，補償鏈可近似認為是由多根懸垂線組成的懸掛曲線。補償鏈隨著轎廂和對重上下運行，過度伸長將會影響懸掛曲線。懸掛曲線在電梯各部件的設計、安裝、使用過程中具有重要的現實意義，其變化將會影響電梯的運行平穩度和舒適性[3]。

隨著電梯使用年限的增加，補償鏈可能存在以下問題[4]：

（1）曳引鋼絲繩在轎廂和對重的拉力作用下會逐漸伸長，導致補償鏈也變相地“伸長”，補償鏈和電梯底坑地面之間的間隙會逐漸變小甚至直接接觸;

（2）補償鏈的兩端一般通過U型螺栓分別固定在轎廂和對重上，如果固定不牢靠或者銷軸松脫，補償鏈就會從高處直接墜落;

（3）有些電梯井道非常潮濕，補償鏈在潮濕環境下容易生銹或者過度磨損，嚴重時甚至會發生斷鏈。

當補償鏈過度伸長時，隨著電梯的上下運行，補償鏈會發生較大幅度的擺動，極易和井道中的導軌支架、平層感應裝置支架等物體發生鉤掛[5]。斷鏈可能發生在整根補償鏈的某一處或者懸掛點，不同位置的斷鏈將會造成很多安全隱患，當補償鏈發生斷鏈時一側重量減少，另一側重量增加，可能會造成溜梯、沖頂事故。當轎廂在樓層低區，補償鏈從高處直接墜落，可能砸到轎廂頂部，會導致人員傷亡和設備損壞[6]。因此，非常有必要開發一種電梯補償鏈斷鏈或過度伸長的預警裝置。

2 ? ?補償鏈預警裝置的主體結構設計

補償鏈預警裝置主體結構示意圖如圖2所示。補償鏈預警裝置主要包括觸發桿、連接桿、短軸、支撐柱、電氣開關、帶V型切口的觸發塊、拉伸裝置等。

支撐柱的一端通過螺栓安裝固定在底坑地面上，靠近另一端的位置上設有通孔用于安裝短軸，短軸可在通孔內轉動。短軸的一端裝有帶V型切口的觸發塊，另一端裝有連接桿。觸發桿的兩端分別通過左右連接桿和左右短軸連接。當補償鏈斷鏈或者過度伸長時，補償鏈會碰觸觸發桿，從而帶動短軸轉動，觸發塊也隨之轉動。當觸發塊轉動時，V型切口會觸碰電氣開關，使電氣開關動作。電氣開關的信號通過導線傳輸至控制柜中，控制柜發出指令，電梯停止運行。

3 ? ?電氣觸發部分的結構設計

該補償鏈預警裝置的電氣觸發部分安裝在短軸與支撐柱連接處，主要包括電氣開關、帶V型切口的觸發塊、拉伸裝置等。以圖2所示預警裝置右側電氣觸發部分為例進行介紹，預警裝置電氣觸發部分結構示意圖如圖3所示。

短軸安裝在支撐柱上端通孔中，帶V型切口觸發塊通過3顆螺釘固定在短軸外側，連接桿通過上調節螺母、下調節螺母與短軸連接，通過上調節螺母、下調節螺母可調整觸發桿與補償鏈底端的距離，以適應安裝位置的要求。

拉伸裝置安裝在支撐柱中端的內側，主要包括拉伸彈簧和固定支架兩部分。固定支架通過螺釘安裝在支撐柱內側。拉伸彈簧一端連接固定支架，另一端連接至短軸下側。拉伸彈簧的作用：確保在沒有外力干涉的情況下連接桿保持豎直狀態，避免短軸意外轉動，使電氣開關誤動作。

電氣開關通過螺釘安裝在支撐柱外側，其觸頭位于觸發塊的V型切口內。V型切口對應電氣開關的觸發范圍，需要保證在電梯正常運行時不動作，在補償鏈斷鏈或者過度伸長時能夠靈活地轉動。當觸發塊轉動時，V型切口會觸發電氣開關動作。電氣開關通過導線與控制柜相連，以使電氣開關的觸發信號傳輸至控制柜。

4 ? ?實施方法

當補償鏈處于正常狀態時，補償鏈與預警裝置的觸發桿未接觸，連接桿在拉伸裝置的作用下保持在豎直狀態，同時電氣開關位于觸發塊的V型切口內未被觸發。當補償鏈斷鏈或者過度伸長時，補償鏈將首先碰觸到觸發桿，進而使短軸轉動，帶有V型切口的觸發塊也隨之轉動，電氣開關動作。電氣開關被觸發的信號通過導線連接至控制柜中，發出預警信號，使電梯就近平層，平層后電梯停止運行。電氣開關為非自動復位型開關，其動作后必須手動復位才能恢復正常狀態。控制柜具有電氣故障鎖定功能，必須由專業人士進行故障消除操作后電梯才能啟動。這樣就可保證只有徹底處理好補償鏈故障后，電梯才能重新投入運行。

5 ? ?結語

針對電梯補償鏈斷鏈或過度伸長的檢測問題，該預警裝置可在補償鏈斷鏈或過度伸長時及時使電梯停止運行，其具有結構簡單、安裝方便、通用性強等優點，既可用于新安裝電梯的標準配置，也可加裝于在用電梯。

[參考文獻]

[1] 姜躍權.應重視電梯補償鏈、曳引輪和鋼絲繩安全隱患問題[J].中國電梯，2019，30（8）：65-70.

[2] 黃奶秋.解析電梯運行中補償裝置的原理與作用[J].機電信息，2018（24）：62-63.

[3] 周海波.電梯補償鏈懸掛曲線的研究[J].機電一體化，2012，18（7）：38-40.

[4] 張倫文.曳引式電梯補償鏈長度的檢驗[J].中國特種設備安全，2013，29（10）：26-28.

[5] 羅杰.電梯補償鏈的檢驗[J].裝備制造技術，2020（10）：186-188.

[6] 王兆安.電梯補償纜端接裝置設計原理及案例分析[J].中國電梯，2020，31（9）：6-9.

收稿日期：2021-04-13

作者簡介：馮雙昌（1982—），男，山東聊城人，博士，高級工程師，從事機電類特種設備檢驗技術研究和相關標準的制修訂工作。