限速器安全鉗聯動試驗的失效分析及探討

摘要：限速器安全鉗結構作為電梯安全系統當中不可或缺的一部分，是電梯運行的最后一道安全保障措施，關系到電梯運行的安全性及乘梯人員的切身利益。闡述了限速器安全鉗的工作原理，同時從限速器鋼絲繩打滑、限速器棘爪不能卡住棘輪和電氣開關不動作等3個方面對限速器安全鉗聯動試驗失效問題進行了全面分析，最后對檢驗過程中碰到的一則案例進行分析。該案例主要是限速器夾塊與鋼絲繩間隙不當導致限速器鋼絲繩打滑造成限速器安全鉗聯動試驗的失效，在分析的基礎上針對限速器安全鉗聯動試驗失效提出幾點應對措施與建議，為后期的檢驗提供參考。

關鍵詞：電梯;限速器安全鉗聯動試驗;失效問題

中圖分類號：TU857文獻標志碼：A文章編號：1009-9492（2021）12-0274-03

Failure Analysis and Discussion on Linkage Test of Governor Safety Gear

Chen Guanshun

（ Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute，Fuzhou 350028，China ）

Abstract：As an indispensable partof elevator safetysystem，governor safetygearstructureisthelastsafetyguaranteemeasurefor elevatoroperation，which is related to the safety of elevator operation and the fundamental interests of elevator passengers. The working principle of thesafety gear of the speed governor was expounded，and the failure of the linkage test of the safety gear of the speed governor was analyzed fromthree aspects：the slip of the steel wire rope of the speed governor，the inability of the pawl of the speed governor to clamp the main ratchet andthe inaction of the electrical switch. A case encountered in the inspection process was analyzed. This case mainly refers to the failure of thelinkage test of the safety gear of the speed governor due to the slip of the speed governor wire rope caused by the improper gap between theclamp block of the speed governor and the wire rope. Based on the analysis，some countermeasures and suggestions were put forward for the linkage test failure of governor safety gear，so as to provide reference for later inspection.

Key words：elevator;linkage test of governor and safety gear;failure problem

0 引言

在全面推進城市化的進程中，我國各個城市在不斷擴張的同時，又面臨嚴峻的用地問題，高層建筑、超高層建筑就成為解決上述問題的重要措施。在全面興建高層建筑、超高層建筑的過程中，電梯作為至關重要的配套設施，能否穩定、安全地運行，直接關系到廣大人民群眾的生命安全[1]。隨著電梯數量的不斷增加以及老化，一些可能因為機械或者電氣的可靠性設計以及壽命問題產生的安全問題已越來越多地出現，對人民群眾的安全產生嚴重的影響，特別是電梯安全保護裝置的失效會產生嚴重的事故隱患和安全事故。

限速器安全鉗聯動作為電梯出現超速故障情況下的保障措施，為電梯的安全運行起到關鍵的作用。在電梯運行中限速器安全鉗系統能否可靠聯動決定著安全鉗能否可靠動作。在限速器安全鉗這個安全系統中收稿日期：2021-09-0如果某個部件失效，都可能導致限速器安全鉗聯動失效從而使運行中的電梯在下行超速或者墜落過程中失去安全保護。本文介紹了限速器安全鉗聯動的工作原理，從限速器鋼絲繩打滑、限速器棘爪不能卡住棘輪和電氣開關不動作等3個方面對限速器安全鉗聯動試驗失效問題進行了全面分析，對檢驗過程中碰到的一則案例進行分析并圍繞失效問題制定針對性的解決措施，才能夠有效保障電梯的安全運行[2]。

1限速器安全鉗的原理

電梯限速器安全鉗聯動的結構原理如圖1所示，限速器通常是利用鋼絲繩連接安全鉗拉桿，安全鉗主要設置在轎廂兩側位置，在電梯運轉進程中，為有效保障限速器響應速度滿足要求，通常會在電梯井道的底坑位置，專門設置與限速器之間進行配套的張緊裝置。當電梯在運行時，通過鋼絲繩進行牽引，限速器可以始終跟隨電梯垂直運動而不斷旋轉，兩者之間的速度呈現為正相關聯系。當電梯速度超出設置的閾值，即限速器相關速度達到閾值，則會自動觸發相應的電氣開關，對整個安全回路進行切斷，電磁制動器進入到失電狀態，使電梯進行緊急制動。如果電磁制動器存在失靈的問題，這個過程中電梯正處在下行的情況，限速器能夠直接卡住鋼絲繩，直接強制電梯停在導軌上面。這個過程中能夠有效防止曳引機持續工作，系統通過安全鉗進行限制，安全鉗啟動的狀態下，能夠直接將控制回路完全切斷，從而有效避免曳引機繼續轉動，最終實現及時制動、保障安全的目標[3]。

2 限速器安全鉗聯動試驗失效問題分析及應對措施

2. 1鋼絲繩打滑

對于限速器安全鉗聯動試驗來說，鋼絲繩打滑是一種常見的失效問題，因為打滑引發轎廂下行不能夠順利制停。根據《電梯制造和安裝安全規范》可知，鋼絲繩張力需要顯著高于安全鉗，如果力度超出2 倍，針對安全鉗進行的提拉難度則會面臨較高難度，極為容易發生聯動試驗失效現象。鋼絲繩打滑的原因主要包含以下幾個方面：首先，鋼絲繩使用之前，未對鋼絲繩長期使用產生的油污實施處理，因為油污過多引發打滑問題;其次，因為電梯運行時間過長，可能導致限速器輪槽發生較為顯著的磨損現象，使限速器與鋼絲繩之間產生的摩擦力不能滿足要求;最后，維修人員更換直徑與原來不同的限速器鋼絲繩，使其未能與限速器的輪槽相匹配[4]。

針對上述問題，對于限速器安全鉗使用的鋼絲繩，必須要嚴格按照要求進行清理，保障鋼絲繩不存在油污問題。與此同時，嚴格按照要求定期針對鋼絲繩、限速器輪槽進行維護保養，倘若電梯使用頻率高，還需要按照要求進行更換，且需要保證鋼絲繩、限速器輪槽完全滿足要求。

2. 2 棘爪不能卡主棘輪

在電梯下行進程中發生超速問題，旋轉的限速器通過離心作用能夠使棘爪順利卡在固定的棘輪當中，以此來觸發安全鉗動作，最終順利進行制動[5]。但在限速器安全鉗聯動試驗過程中，會發生棘爪不能卡住棘輪的失效問題，主要原因在于棘爪生銹發生卡滯現象，導致棘爪往只能夠下壓到1/4左右，不能夠針對棘輪實施限制。對于上述失效問題，需要定期針對棘爪進行清理，將銹蝕完全清理干凈，特殊情況下需要針對棘爪、棘輪等相關配件進行更換處理。

2. 3 限速器電氣開關不動作

限速器安全鉗聯動試驗過程中，電氣開關不動作也是常見的失效問題之一。即限速器相應的動作速度未能與電梯額定速度之間進行有效的匹配，當限速器的動作速度高于標定動作速度，極易導致動作時間延遲，引發電氣開關不動作的問題。針對上述問題，需要嚴格分析各項設備資料，系統核對現場設備出廠資料，保障限速器的型號、規格滿足要求，并在日常維護工作中注重觀察分析，以便于及時發現故障、排除故障。

3 案例分析

3. 1 案例概述

在對某使用單位的一臺設備進行定期檢驗做限速器-安全鉗聯動試驗時，短接限速器和安全鉗的電氣安全裝置，轎廂空載，人為使限速器動作，觀察轎廂的制停情況，現場發現，下行過程中棘爪卡入棘輪，限速器繩輪停止轉動，但是，限速器鋼絲繩在繩輪上打滑，曳引鋼絲繩也沒有在曳引輪上打滑，無減速現象。初步判斷安全鉗沒有動作，導致轎廂繼續下行，限速器安全鉗聯動裝置失效[6]（-）。

3. 2原因分析

（1）該設備的限速器型式為夾持式限速器，如圖1所示，當轎廂下行速度達到限速器機械動作速度時，限速器甩塊在離心力作用下甩開，甩塊往外甩開時頂開棘爪的限位桿，使得棘爪在彈簧的拉力下卡入棘輪，迫使繩輪停止運轉，同時拉動夾繩塊組件，夾繩塊組件上的長桿打掉限速器電氣開關，同時夾繩塊夾持在鋼絲繩上，限速器通過夾繩塊將鋼絲繩壓緊在繩輪上，使鋼絲繩與繩輪、鋼絲繩與夾繩塊摩擦，限速器繩在摩擦力的作用下不能隨轎廂一起運動，從而使鋼絲繩獲得一定的提拉力，從而提拉轎廂梁上的機械連桿帶動安全鉗停止運動，但轎廂仍在向下運行，鉗塊與轎廂產生相反運動，即安全鉗被提起與導軌緊密貼合，從而制停轎廂。

（2）限速器鋼絲繩產生的牽引力不足以及安全鉗與導軌之間的間隙調整不當也可能是導致限速器鋼絲繩在繩輪上打滑的原因，現場通過鋼絲繩夾住限速器下行方向的鋼絲繩，安全鉗動作，轎廂可能靠制停，排除了安全鉗與導軌間隙不當的因素。因此針對牽引力不足的情況進行討論研究。GB7588-2003對限速器鋼絲繩的牽引力提出了具體的要求[7]：“9. 9. 4限速器動作時，限速器繩的張力不得小于以下兩個值的較大者：①安全鉗起作用所需力的兩倍;或②300 N”。

（3）對限速器鋼絲繩產生的牽引力進行計算分析，了解哪些因素是影響牽引力大小的原因[8]。限速器鋼絲繩牽引力計算模型如圖2所示，并依據此模型對提拉力進行推導計算，得出牽引力的計算公式為：

式中：p = P/θ1;u 1 為壓緊塊與鋼絲繩摩擦因數;u2為鋼絲繩與輪槽摩擦因數;θ1 為鋼絲繩與繩輪接觸段夾塊包含的角度;θ2為鋼絲繩與繩輪接觸段夾塊未包含的角度;G 為張緊輪自重;P 為夾塊壓力。

從公式可以得到以下結論。

①θ1、θ2是結構設計決定，無法改變。

②摩擦因數u1、u2減小會導致牽引力減小;在電梯實際使用中，限速器鋼絲繩的磨損、限速器繩輪的磨損、由于維保不當在限速器鋼絲繩上涂抹潤滑油等都會導致摩擦系數減小，從而使牽引力減小。

③夾塊與鋼絲繩壓力P 減小會導致牽引力減小。當夾塊與鋼絲繩間隙過大會導致壓緊時彈簧壓縮量減小，彈簧產生的預緊力即壓力減小，從而使得鋼絲繩牽引力減小;從而使得鋼絲繩的牽引力也減小;反之，則牽引力增大。因為該電梯為5年內新安裝的電梯，由于鋼絲繩、夾塊或者輪槽磨損摩擦因數不足導致牽引力不足的可能性較低，因此判斷是夾塊與限速器鋼絲繩間隙調整不當造成的鋼絲繩牽引力不足。通過調小夾塊與鋼絲繩間隙，增大夾塊壓緊時對限速器鋼絲繩的壓力來增大牽引力，再對其進行限速器-安全鉗聯動試驗時能可靠制停轎廂[9]。

4 優化措施與注意事項

綜合限速器安全鉗聯動試驗失效問題以及檢驗過程中碰到的案例分析，要求相關工作人員在開展檢驗或者維護工作的過程中，需要針對限速器安全鉗聯動進行細致的檢查，同時要熟練掌握限速器安全鉗聯動工作流程、具體結構，嚴格按照限速器安全鉗聯動設施檢驗流程進行規范化操作。對于維保人員來說，在嚴格落實電梯維保要求的同時，應當按照要求詳細觀察限速器安全鉗聯動的機械動作設施、電氣設施、鋼絲繩等，注意是否存在異響、磨損、腐蝕等現象，同時定期針對相關的設施進行加油潤滑。需要注意的是，維保人員還需要結合電梯所處環境，制定針對性的維保計劃，如對于海邊的電梯維護，應當按照要求使用不銹鋼材質的彈簧，并適當提升檢修的頻率，從而有效保障電梯運行安全[10]。

5 結束語

限速器安全鉗結構作為電梯安全系統當中不可或缺的一部分，是電梯運行的最后一道安全保障措施，必須要嚴格按照要求開展限速器安全鉗聯動試驗，而限速器鋼絲繩打滑、限速器棘爪不能卡住棘輪和電氣開關不動作是產生限速器安全鉗聯動試驗失效主要問題，針對引發失效問題的誘因進行全面地分析，結合檢驗過程中碰到的限速器夾塊與鋼絲繩間隙不當導致限速器鋼絲繩打滑造成限速器安全鉗聯動試驗失效的問題制定針對性的解決策略，通過科學合理的檢驗工作、維保措施，切實保障限速器安全鉗聯動設施的穩定運行。

參考文獻：

[1]王冬梅. 淺析一起電梯定期檢驗中限速器-安全鉗提拉機構斷裂案例[J]. 特種設備安全技術，2019（3）：40-41.

[2]張興旺. 電梯檢驗中限速器—安全鉗聯動試驗失效原因及對策[J ]. 海峽科技與產業，2018（7）：19-21.

[3]王佳楠. 電梯定期檢驗中限速器安全鉗聯動機構故障解析[ J ]. 科技創新與應用，2020（10）：135-136.

[4]張津源. 限速器-安全鉗的檢驗方法和案例分析[J]. 機電工程技術，2021，50（7）：283-284.

[5]祁偉. 電梯限速器-安全鉗聯動試驗失效分析[J]. 中國設備工程，2020（10）：175-176.

[6]王文凱. 張文忠. 張紅坤，等. 電梯限速器與安全鉗安全連桿失效分析及優化改進[J ]. 安陽師范學院學報，2021（2）：87-91.

[7] GB7588-2003，電梯制造與安裝安全規范[S ].

[8]陳海林. 黃曦煜. 電梯限速器—安全鉗系統常見故障解析與檢驗方法探討[J]. 西部特種設備，2021（6）：43-48.

[9]溫炯良. 電梯限速器-安全鉗聯動試驗的失效分析[J]. 自動化與信息工程，2020（4）：61-63.

[10]張秀彬. 一起“限速器安全鉗聯動試驗失效”案例的原因分析及對策研究[J]. 質量技術監督研究，2014（5）：37-39.

作者簡介：陳官順（1982-），男，碩士研究生，研究領域為特種設備檢驗。

（編輯：王智圣）