電梯轎廂上行超速保護裝置現(xiàn)狀分析與檢驗要求研究

劉靖宇

摘 要：為研究電梯轎廂上行超速保護裝置現(xiàn)狀與檢驗要求，筆者采用理論結合實踐的方法，立足電梯轎廂上行超速保護裝置的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了引起電梯轎廂上行超速保護裝置失效的原因，并提出具體的檢驗要求及檢驗中的注意事項。分析結果表明，上行超速保護裝置是電梯轎廂的主要組成部分，其運行的穩(wěn)定性直接關系到電梯運行的安全性。掌握電梯轎廂上行超速保護裝置的發(fā)展現(xiàn)狀，明確檢驗要求，有助于提升電梯轎廂上行超速保護裝置運行的穩(wěn)定性、可靠性、安全性，值得高度重視。

關鍵詞：電梯轎廂;上行超速保護裝置;安全鉗;限速器

中圖分類號：TU857 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2022）04-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.015

電梯是目前高層建筑工程中的主要運輸工具，運行安全直接關系到人們的生命財產安全。電梯轎廂上行超速保護裝置的穩(wěn)定性和安全性，對電梯使用性能的提升有非常重要的作用。電梯在長時間運行中，零部件磨損嚴重，極易發(fā)生電梯轎廂上行超速保護裝置失效問題。要明確檢驗要求，按照相關規(guī)范和標準，定期檢驗電梯轎廂上行超速保護裝置，及時發(fā)現(xiàn)和處理問題，保證電梯轎廂上行超速保護裝置始終處于安全、穩(wěn)定、可靠的狀態(tài)。基于此，開展電梯轎廂上行超速保護裝置現(xiàn)狀分析與檢驗要求的研究顯得尤為必要。

1 電梯轎廂上行超速保護裝置現(xiàn)狀

電梯轎廂上行超速保護裝置，由速度監(jiān)控元件、執(zhí)行機構兩部分組成。當電梯運行速度超過設定速度時，速度監(jiān)控元件能快速檢測轎廂超速信號，并通過機械或電氣方式觸發(fā)執(zhí)行機構，使電梯停止或實現(xiàn)減速處理，以保證電梯運行的安全性。隨著科學技術的飛速發(fā)展，很多高新技術和設備被廣泛應用到電梯轎廂上行超速保護裝置中，大大提升了電梯設備運行性能。但受到設計、性能、運行環(huán)境等因素的多重影響，電梯安全事故依然頻繁發(fā)生，影響著我國電梯事業(yè)的健康發(fā)展，會造成一定的經(jīng)濟損失和人員傷亡。因此，電梯轎廂上行超速保護裝置運行性能備受社會各界人士廣泛關注。

目前，電梯上行超速保護裝置的速度監(jiān)控部件大多都是限速器。根據(jù)與限速器相聯(lián)動的機械部件的差異，分為限速器與安全鉗聯(lián)動形式、限速器與夾繩器聯(lián)動形式、限速器與曳引機制動器聯(lián)動形式。形式不同，運用效果及特點也各不相同。

限速器與安全鉗聯(lián)動形式：根據(jù)安全鉗安裝位置的差異，分為雙向、單向安全鉗兩種類型。雙向安全鉗通常布設在電梯轎廂上，單向安全鉗則布設在對重上，但二者的運行原理基本相同，都是利用夾持導軌完成電梯轎廂上行超速保護的。在具體應用中，雙向安全鉗會受到電梯轎廂結構的影響，安裝和檢修空間有限，難度較大，對導軌造成的磨損量也比較大，但保護效果較好。單向安全鉗在電梯轎廂上行超速保護中應用時，會在一定程度上增加電梯系統(tǒng)結構的復雜性，同時會增大電梯井道布設的難度。檢修更換前，要進行系統(tǒng)分析，確定需要檢修和更換的安全鉗，對導軌安裝的精度、質量和導軌采用的材質均有一定的要求，不能采用空心T形導軌，故單向安全鉗的應用范圍有限。

限速器與夾繩器聯(lián)動形式：電梯上行超速時，可通過夾持鋼絲繩限速。按照保護觸發(fā)方式的不同，也分為機械型保護方式與電磁型保護方式兩大類。前者的工作原理是當電梯上行速度超過限速器設定的速度后，限速器會快速拋出離心甩塊，帶動棘爪，在伸縮彈簧的作用下卡住棘輪，拉動閘線，開啟夾繩器開關，拉緊鋼絲繩限制電梯上行速度。后者是通過電磁鐵觸發(fā)限速器，速度比較快，實現(xiàn)上行轎廂快速制停或有效減速。

限速器與曳引機制動器聯(lián)動形式：此類一般見于永磁同步主機，是市面上最常見的上行超速保護裝置的實現(xiàn)方式，具有穩(wěn)定性好、成本低、噪音小等優(yōu)點。為保證制動器的安全性和穩(wěn)定性，通常要布設至少兩套制動器，一備一用，避免制動設備失效時，難以保證電梯轎廂制動的安全性。

在具體安裝時，要詳細檢查制動器各零部件的種類及合格證書，如果存在質量問題，嚴禁使用。此外，生產單位也要提供相對完善的安裝服務，以最大限度保證制動器安裝的合理性。

2 引起電梯轎廂上行超速保護裝置失效的原因

電梯轎廂上行中的影響因素較多，因此在具體運行中難免會發(fā)生安全風險，這是客觀存在的，難以從根本上有效規(guī)避，一旦發(fā)生上行超速問題，會造成難以挽回的損失。引起電梯轎廂上行超速保護裝置失效的主要原因包括以下幾個方面：

第一，傳動失效。傳動失效是引起電梯轎廂上行超速保護裝置失效的主要原因之一。傳動失效主要體現(xiàn)在曳引輪和制動器之間，比如電梯轎廂在運行中，曳引機蝸輪和蝸桿之間的傳動發(fā)生脫空問題，或者是傳動軸發(fā)生了斷裂，都會引起曳引輪和制動器相互脫離。在此種狀態(tài)下，即使曳引機抱閘仍能制動，當轎廂傾斜時，曳引輪也會導致轎廂向上超速[1]。

第二，制動器失靈或制動力矩不足。電梯穩(wěn)定運行時，正常情況下曳引機制動器通常為常閉式制動器，制動力矩主要來自閘瓦與制動輪之間的摩擦。該電梯轎廂上行超速保護裝置的故障多發(fā)生在舊電梯中，一旦制動彈簧松動或制動鐵芯堵塞，制動器制動力矩不足，甚至自動失效。

第三，控制柜電氣控制故障。控制柜電氣控制故障是電梯轎廂上行超速保護裝置失效的主要原因。對于只有上下接觸器控制制動線圈的電氣控制模式，在特定控制中，通常沒有兩個或更多獨立的電氣裝置切斷制動線圈電流。當控制失效時，制動線圈處于通電狀態(tài)，不能平穩(wěn)閉合，導致制動失效。

第四，電梯曳引能力降低。這也是引起電梯轎廂上行超速保護裝置失效的主要原因。因為在使用中，有些曳引鋼絲繩由于張力不均等原因，長此以往會導致輪槽磨損嚴重。或者由于相關維護人員未盡職責，致使曳引輪槽油泥覆蓋太多，將大大降低鋼絲繩運行摩擦力，降低曳引能力，導致曳引輪打滑的情況出現(xiàn)，甚至發(fā)生電梯轎廂上行超速沖頂?shù)葒乐厥鹿蔥2]。

3 電梯轎廂上行超速保護裝置檢驗要求

3.1 檢驗流程

電梯屬于特種設備，對運行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性都有非常嚴格的要求。電梯轎廂上行超速保護裝置是保證電梯安全運行的關鍵，要切實做好電梯轎廂上行超速保護裝置的檢驗工作，及時發(fā)現(xiàn)存在的問題，開展有針對性的檢修和維護，將各種安全隱患扼殺在萌芽狀態(tài)，使上行超速保護裝置始終處于良好的運行狀態(tài)，更好地保障電梯運行的安全性。為提升檢驗效果，及時發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患，必須明確檢驗流程，以保證檢驗工作高效、有序開展。

第一，要詳細檢查上行超速保護裝置的合格證書和質量性能，保證各種設備和元器件的質量都符合設計要求，重點分析對比上行超速保護裝置的銘牌、電梯設備合格證上的信息。

第二，銘牌上要清楚標記上行超速保護裝置的型號編號、規(guī)格形式、額定載重、制造日期、額定速度、上行超速動作的速度范圍、檢驗機構等。

第三，必須明確上行超速保護裝置檢驗的方法，一旦發(fā)生故障，要按照規(guī)定的檢驗方法操作。上行超速可能會引起沖頂安全事故，威脅到設備和人身安全[3]。但不同生產設計廠家的設計理念、設計方法、制造精度、制造標準等方面都存在一定的差距，不同類型轎廂上行超速保護裝置的檢驗方法也不相同，這也是特種設備檢驗中必須明確的內容。

3.2 夾繩器檢驗要求

夾繩器的檢驗是夾繩器的質量和性能能否滿足電梯轎廂安全運行的關鍵。同時，在轎廂上行超速情況下，是電梯可靠、穩(wěn)定制動減速和停止的前提。根據(jù)夾繩器的結構和運行情況，檢驗要求如圖1所示。

根據(jù)圖1，夾繩器檢驗的要求和內容比較多，每個細節(jié)控制不當，都會影響檢驗效果，要從各個細節(jié)同時入手，保證夾繩器檢驗的質量。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

彈簧性能檢驗。夾繩器進入待命狀態(tài)，蓄能彈簧一直處于被壓縮狀態(tài)，這也是夾繩器動作的主要動力源。為保證夾繩器動作的及時性、可靠性，要定期檢驗彈簧的強度、抗壓性、自由高度等，保證彈簧性能始終處于良好狀態(tài)。

觸發(fā)電磁鐵檢驗。目前，很多電梯轎廂在上行超速保護中，都是通過電磁鐵失電觸發(fā)夾繩器。為保證夾繩器被順利觸發(fā)，提升保護效果，要定期檢驗電磁鐵的吸力、響應速度、維持電壓等。

制動摩擦片檢驗。在夾繩器保護系統(tǒng)中，制動摩擦片會直接作用到電梯曳引輪鋼絲繩上，其質量的好壞直接關系到保護效果。從理論上看，制動摩擦系數(shù)越大，制動效果越好，但鋼絲繩磨損越嚴重，要科學合理地控制摩擦片的摩擦系數(shù)。

整機性能檢驗。夾繩器制動系統(tǒng)設計成功與否，主要取決于應用情況和使用效果。夾繩器可通過模擬工況，建立起檢測整機制動力和響應速度的試驗系統(tǒng)進行檢驗。

3.3 安全鉗檢驗要點

安全鉗也是常用的電梯轎廂上行超速保護裝置，要定期檢驗，才能保證安全鉗始終處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，保護電梯運行的安全性。具體檢驗中，首先，將電梯停止到電梯井底部，讓電梯以檢驗運行速度上行，在保證電梯緩慢上行的基礎上，人為打開安全鉗的電氣控制開關。其次，短接安全鉗上的電氣控制開關，讓安全鉗至少進行一次機械動作，并按下檢修上行的控制開關，觀察電梯轎廂是否正常運行[4]。最后，判斷正常運行，主要有兩種方法可供選擇：一種是曳引輪鋼絲繩在曳引輪上是否出現(xiàn)打滑問題，如果存在打滑問題，則表明安全鉗保護裝置切實有效;另一種是曳引輪和曳引鋼絲都處于停運狀態(tài)，如果電梯轎廂無法繼續(xù)上行，則表明安全鉗保護裝置可靠，可繼續(xù)使用。

3.4 限速器檢驗要點

在限速器檢驗中，主要是檢驗速度監(jiān)控元件和執(zhí)行機構聯(lián)動的可靠性。檢驗限速器時，要斷開電梯主電源，然后利用大力鉗等工具將限速器鋼絲繩從限速器輪槽中取出。用專用調速驅動裝置加速限速器輪盤轉動，用電梯轉速表檢測限速器輪盤的轉動速度，限速器的電氣開關和機械裝置必須在規(guī)定的運行速度范圍內動作，以滿足要求[5]。記錄限速器電氣和機械動作的數(shù)值。限速器檢驗中，其與執(zhí)行機構聯(lián)動可靠性在電梯整機檢驗中的限速器—安全鉗試驗中進行驗證。

3.5 制動器檢驗要點

檢驗制動器時，常用方法有兩種。

一種是通過查詢相關資料和文本，檢驗所用的制動器電氣開關能否正常檢驗制動器的運行狀態(tài)，并保證此開關在安全動作時停止電梯轎廂正常運行狀態(tài)。電梯在正常運行中，保證以穩(wěn)定的速度上行，在斷電情況下電梯可以穩(wěn)定制停。

另一種是提前準備好現(xiàn)場檢驗條件，將電梯檢驗速度設定為高于上行保護裝置的額定速度，并控制電梯以此速度上行，觀察制動器保護裝置是否正常工作并合理調整。

4 電梯轎廂上行超速保護裝置檢驗時的注意事項

電梯轎廂上行超速保護裝置檢驗具有很強的復雜性和技術性，涉及多方面內容，難度也比較大。為保證檢驗的安全性和質量，必須嚴格把控好注意事項，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，轎廂上行超速保護裝置檢驗中，電梯要全程保持空載狀態(tài)。

第二，檢驗需要試驗人員持續(xù)操作。試驗中，轎廂上行過程處于一種“失控”狀態(tài)，檢驗人員要時刻做好判斷，緊盯轎廂位置。一旦上行超速保護裝置動作，試驗人員必須立即松手。如果臨近最高層，上行超速保護裝置仍然沒有動作，要立即停車，以免發(fā)生沖頂事故。

第三，人為操作限速器開關時，如果電梯轎廂不會制停，要采取相應的檢驗保護措施，例如切斷主電源開關、動作應急開關等，排除所有故障后再檢驗。

第四，在電梯轎廂上行超速保護裝置檢驗中，充分利用限速器動作開關實現(xiàn)上行超速保護[6]。電梯使用壽命超過2年，或轎廂限速器動作異常，由具有相應資質的電梯維修單位檢查限速器動作速度，并出具檢查報告。

5 結語

綜上所述，結合理論實踐，文章研究了電梯轎廂上行超速保護裝置的現(xiàn)狀及檢驗要點。研究結果表明，電梯轎廂上行超速保護裝置的運行狀況，直接關系到電梯運行的安全性和穩(wěn)定性。分析此種保護裝置的發(fā)展現(xiàn)狀，明確保護裝置失效的原因，并把控好檢驗要點，可快速準確地發(fā)現(xiàn)電梯轎廂上行超速保護裝置中存在的問題和隱患，及時制定有針對性的處理方案，保證電梯轎廂上行超速保護裝置始終處于安全狀態(tài)，提升電梯運行的安全性。

參考文獻

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[3] 陳少雄，鄭立君，胡益，等.淺談常見的電梯上行超速保護裝置類別及檢驗方法[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（22）：123.

[4] 范龑君，馮雙昌，常曉清.電梯轎廂上行超速保護裝置的檢驗與失效分析[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2020（10）：148-149，156.

[5] 胡東英.電梯螺桿螺母驅動系統(tǒng)集成的安全保護裝置的性能分析[J].中國電梯，2020（9）：31-35，67.

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