一種新型限速器鋼絲繩夾持裝置的設計與研究*

涂偉良，彭啟鳳

（廣州特種機電設備檢測研究院，廣州 510635）

0 引言

隨著電梯走進千家萬戶，電梯安全受到社會各界的極大關注。限速器—安全鉗系統是電梯必不可少的安全裝置之一。當電梯發生超速、控制系統失靈、曳引力不足、制動裝置失效等故障造成電梯轎廂失控時，限速器—安全鉗裝置能迅速動作，觸動限速器電氣開關，斷開電梯安全回路，使電梯減速制動；如果電梯由于故障繼續加速運行，則限速器機械開關動作，觸發安全鉗或者夾繩器等安全部件動作，有效使電梯制停，從而避免發生人員傷亡及設備損壞事故［1］。TSG 7001－2009 《電梯監督檢驗和定期檢驗規則——曳引與強制驅動電梯》第2.11 項要求：使用周期達到2年的電梯，或者限速器動作出現異常、限速器各調節部位封記損壞的電梯，應當由經許可的電梯檢驗機構或者電梯生產單位對限速器進行動作速度校驗，并且由該單位出具校驗報告［2］。這就要求在用的限速器，若其有效期超過2年或者調節部位封記損壞，應對其動作速度進行校驗，并且應滿足《電梯制造與安裝安全規范》（GB 7588－2003）中關于限速器動作速度的有關要求，否則該限速器不能繼續投入使用［3］。目前在用的電梯的限速器動作試驗一般是在現場進行檢驗，常用方法是借助無極調速電鉆帶動限速器轉動，利用轉速表測量動作速度，從而簡單快捷地校驗限速器。但在試驗之前，要讓限速器鋼絲繩脫離繩槽，而讓電梯限速器鋼絲繩以最省力、最高效安全的方法脫離繩槽，就成了現場檢驗要解決的問題［4］。

1 目前常用的限速器鋼絲繩脫槽方法

（1）限速器鋼絲繩現場拆解

該方法需要把底坑張緊輪卸下或墊高，用繩卡或其他裝置將活動端限速器鋼絲繩可靠地固定在轎頂護攔上，之后拆鋼絲繩繩頭，從限速器上卸下鋼絲繩，在現場對限速器進行校驗。此方法需要人員進入電梯底坑、拆解繩頭，操作較為繁瑣，效率低、危險性較大，易發生事故。這種方法一般用于無機房電梯限速器的校驗［5］。

（2）在底坑墊高張緊輪，進行限速器鋼絲繩提拉

該方法需要在底坑墊高張緊輪，然后使用工具把限速器的鋼絲繩拉出繩槽，借助外力或者人力把鋼絲繩維持在脫槽狀態，此方法操作起來較為繁瑣，需要人員進入電梯底坑，操作不便，效率也較低，一般很少使用。

（3）在機房用大力鉗夾住限速器鋼絲繩

此方法需先在機房地板上用大力鉗夾住限速器與底坑張緊輪連接端的鋼絲繩，電梯以檢修速度上行，限速器鋼絲繩將自動松弛，停止電梯運行，使鋼絲繩脫離限速器輪。一般情況下，這種方法校驗人員只需要在電梯機房即可完成限速器校驗工作，需要配合的人少，從限速器上取下鋼絲繩的時間較短，因此是目前應用較多的方法。但是該方法由于使用的夾持工具是市場上購買的通用的大力鉗，這種大力鉗對鋼絲繩對夾緊不牢靠，而且容易夾傷鋼絲繩，大力鉗很難穩定在限速器上，受力時容易翹起或者翻轉［6］。

現在市場上有一種改造過鉗口的大力鉗，大力鉗的鉗口咬合面較寬，能夠一定程度上減少大力鉗對鋼絲繩的損傷［7］。但是若遇到張緊輪過重、電梯行程較大、鋼絲繩自重較重等情況，很容易造成夾持不穩，大力鉗翹起或者翻轉等風險，具有一定的危險性［8］。

2 新型限速器鋼絲繩夾持裝置設計

針對目前限速器現場檢驗存在的問題，研究設計了一種新型電梯限速器鋼絲繩夾持裝置，該裝置能夠安全牢靠地夾住電梯限速器鋼絲繩，并且對鋼絲繩有一定的保護作用，操作簡單快捷，解決了傳統的利用大力鉗試驗所出現的夾持不牢，易翻轉且損傷鋼絲繩的問題。

該裝置由蓋板、底板、內襯摩擦塊及銷軸4 部分組成，其結構如圖1 所示，裝配圖如圖2 所示。蓋板與底板均粘貼摩擦塊，蓋板與底板之間通過銷軸進行連接，可以相對轉動實現開合動作。

圖1 電梯限速器鋼絲繩夾持裝置

圖2 電梯限速器鋼絲繩夾持裝置整體裝配圖

2.1 蓋板

蓋板示意圖如圖3 所示，主要由銷軸孔、側擋板、卡扣3部分組成，銷軸孔的設計是用于蓋板和底板之間的連接，蓋板的銷軸孔通過銷軸與底板的銷軸孔連接在一起，使得蓋板和底板之間可以相對轉動，實現蓋板和底板的打開和閉合；側擋板用于粘帖內襯摩擦塊，同時給內襯摩擦塊施加一個橫向的壓力，使得內襯摩擦塊夾住鋼絲繩，同時側擋板下端的平臺還起到保持裝置平衡的作用。蓋板卡扣是一種可開合的裝置，用于和底板卡扣連接，連接后即可給蓋板持續施加壓力，使得整個裝置保持夾緊狀態。

圖3 蓋板

2.2 底板

底板示意圖如圖4 所示，底板與蓋板的結構類似，同樣由銷軸孔、側擋板、卡扣3 部分組成，底板和蓋板端部均設有一個平臺，當裝置夾緊鋼絲繩后，蓋板和底板組成的平臺起到支撐整個裝置的作用，保持裝置處于平衡狀態。底板和蓋板的側擋板各粘帖1 個內襯摩擦塊，2 個內襯摩擦塊從兩側面夾住鋼絲繩，當蓋板的卡扣合并后，就可通過側擋板給兩個內襯摩擦塊提供橫向壓力，把鋼絲繩牢牢夾住。

圖4 底板

2.3 內襯摩擦塊

內襯摩擦塊示意圖如圖5 所示，其是夾緊鋼絲繩的模塊，由較軟的材料制成，為了使得摩擦塊充分與鋼絲繩接觸，在摩擦塊中間位置開有凹槽，這樣摩擦塊就能完全貼合在鋼絲繩上，增大摩擦塊與鋼絲繩之間的摩擦力。

圖5 內襯摩擦塊

2.4 銷軸

如圖6 所示，銷軸為帶臺階的圓柱體剛性軸，通過蓋板和底板的銷軸孔把蓋板和底板連接在一起，使得蓋板和底板之間相對轉動，實現蓋板和底板的打開和閉合。

圖6 銷軸

3 對比分析

該新型限速器鋼絲繩夾持裝置能夠可靠穩定地夾緊鋼絲繩，與傳統的鋼絲繩夾持裝置相比有諸多優點：（1）平臺支撐面較大，能夠使裝置工作時處于平穩可靠狀態；（2）夾緊鋼絲繩的摩擦塊材質較軟，與鋼絲繩的接觸面大，能夠提供較大的摩擦力；（3）不會夾傷鋼絲繩，對鋼絲繩起到一定的保護作用；（4）能夠使用不同型號尺寸的鋼絲繩，應用范圍較廣；（5）操作方便，大大提高了限速器速度校驗的效率。

4 電梯限速器校驗注意事項

4.1 校驗前檢查

校驗前需要對限速器外觀進行仔細的檢查，需要查看限速器的銘牌是否信息完整，型號、額定速度、電氣和機械動作速度等數據是否清晰標注。轉動限速器的旋轉部件時，需要轉動靈活并且潤滑順暢：限速器機械動作部件和電氣動作開關部件需完好，觸發動作需準確、可靠、靈活［9］。由于限速器的工作環境較為復雜，而且鋼絲繩的內部通常含有潤滑油，長時間工作后鋼絲繩和繩輪表面容易沾染灰塵和絨毛，若限速器表面形成較多污垢或者油泥，限速器校驗前需要對限速器進行相應的清理。

4.2 動作滯后問題

限速器的實際動作速度與試驗測得限速器機械動作速度存在一定的誤差。以目前廣泛使用的凸輪棘爪甩塊式限速器為例，其實際測得的動作速度常常具有加速的瞬態動作速度。當理想狀態時，限速器動作的瞬間，限速器甩塊棘爪應當剛好插入某止停爪中，則此時限速器所聯動的安全鉗操縱桿的響應時間與限速器的動作速度基本時相同的，安全鉗的觸發速度即是限速器的動作速度。但如果限速器甩塊棘爪剛剛滯后于應該卡入的止停爪，那么限速器甩塊棘爪就會卡入下一個止停爪中，此過程中限速器持續加速運轉，那么安全鉗的動作時間較其應當動作時間就滯后了，則試驗所獲取的機械速度就是不準確的［10］。

4.3 高層高速電梯的校驗

高速高層電梯根據動作速度需求，限速器體積通常較大而且動作速度較高，這樣就要求限速器校驗時使用驅動能力較高的動力裝置。其中常見的高速擺錘式限速器就需要驅動轉速和驅動功率都較高的驅動裝置，以免驅動裝置的驅動力不足導致限速器動作無法觸發，影響試驗效率［11］。

4.4 無機房電梯的校驗

無機房電梯的限速器通常在井道內，限速器校驗操作較為復雜，同時危險性也更高。首先要根據限速器安裝的位置選擇合理校驗方式。井道上方的限速器校驗需要將電梯轎廂開到能夠進行限速器校驗操作的位置，然后使用該新型鋼絲繩夾持裝置將轎廂側限速繩固定住，在底坑抬起限速器的反繩輪，使用拉鉤提起限速器鋼絲繩，使得鋼絲繩脫離限速器繩槽，然后按照操作步驟進行校驗操作［12］。如果無機房限速器周邊無合適位置固定鋼絲繩夾持裝置，考慮到試驗的安全性以及可行性，可采用其他方式或者把限速器拆下進行動作試驗。

4.5 需要注意的安全事項

校驗人員應做好個人防護，勞保用品佩帶齊全。校驗過程中涉及鋼絲繩的脫離、固定等操作，存在擠壓和剪切的風險，參與人員應做好防護。校驗中驅動裝置為一般為手槍鉆等電動工具，操作過程中應注意操作安全。同時電動工具長時間工作后可能會導致絕緣性能降低，存在漏電風險，在校驗前需要對測量儀器的安全性進行全面檢查。

4.6 校驗速度誤差分析

速度校驗結果會存在一定的誤差，主要有以下幾個方面的原因導致。

（1）限速器動作速度滯后。結合前文分析，由于限速器動作的滯后，可能會導致限速器的實際動作速度與試驗測得限速器機械動作速度存在一定誤差。

（2）限速器校驗時驅動裝置通常為手槍鉆，限速器的轉動是通過手槍鉆的帶動實現的，而手槍鉆的轉速和力度是通過人手來調節，人手很難均勻地施加力量以及均勻地控制手槍鉆轉速，這就導致限速器加速的均勻性很難保證。若限速器加速過程中加速度過大，較大的加速度可能導致限速器甩塊提前動作，即限速器甩塊動作時，限速器的速度并未達到動作速度，所測的數據小于限速器真實動作速度。

（3）限速器校驗時通常需要測量限速器輪的節圓直徑，節圓直徑的測量通常需要間接計算所得，測量誤差會導致節圓直徑的計算出現誤差，導致測得限速器動作速度存在誤差。

4.7 限速器的恢復

限速器測試完畢后的復位也是非常重要的。首先應該在鋼絲繩不受力狀態下打開夾持裝置。雖然該新型鋼絲繩夾持裝置對鋼絲繩的傷害較小，但是若在鋼絲繩受力時打開，限速器鋼絲繩可能會快速移動，引發夾持裝置傾翻或者翹起，對操作人員來帶一定的人身傷害；同時限速器繩迅速下墜可能會導致張緊輪開關誤動作，降低限速器校驗效率。限速器全部復位后，應對限速器的工作狀態進行檢查，讓電梯以檢修速度上下點動運行，觀察限速器運轉是否順暢，若有限速器復位不完全、機械干涉等異常情況應及時進行處理，確保限速器運轉正常后再將電梯投入使用［13］。

5 結束語

實際應用中，使用該新型限速器鋼絲繩夾持裝置可比傳統裝置節省一半以上的時間，這就大大提高了工作效率。而且其攜帶方便，避免了需帶多件物品才能完成一項工作的煩惱。最主要的是該裝置不會對鋼絲繩產生夾持損傷，這就避免了因實驗而帶來的不必要的糾紛。

電梯限速器每兩年需要進行一次速度校驗，本文所提供的新型鋼絲繩夾持裝置的設計解決了傳統的利用大力鉗試驗所出現的操作不變、夾持不牢、易翻轉、損傷鋼絲繩等問題，可大幅度縮短限速器檢驗時間，大大提高了限速器速度校驗的效率，具有很好的產業前景。