電梯安全鉗動作受力分析及失效原因探討

沈 磊 中國鐵路上海局集團有限公司科研所

作為電梯關鍵組成的安全鉗會在電梯發生故障發生超速下降時和電梯的限速器迅速發生反應聯動，它將會起到保證安全并限制電梯超速的作用。且因為安全鉗之種類各不相同，受力不同也在所難免。不同種類的安全鉗的結構也不盡相同，所以需要從工作原理入手，分析安全鉗的失效形式。

1 安全鉗的工作原理

安全鉗的工作原理為：如果電梯發生超乎常規的下行或意料之外的失控導致電梯的速度達到限速器配件的發生動作的速度，此時由限速器把控聯動安全鉗迅速工作，以達到使電梯轎廂停止運行的目的，這樣就可以讓較為轎廂平穩的地夾持在目的軌道之內，來避免電梯事故下落時乘客受到傷害。電梯的裝置之中，安全鉗是至關重要的組成部分。往往在轎廂上端或者下端安裝安全鉗，且主要分為漸進式與瞬時式各不相同的兩種配件。

2 安全鉗的失效分析及實驗原理

2.1 制動的減速度公式

要闡明漸進式安全鉗的使電梯安全下落的關系，讓曳引機停止供應電源，使電梯不再工作，減速度需要在為0.2 g 到1 g之間，此時減速度可用公式表述為：

Q為轎廂帶載荷重量與鋼絲繩重量和；

a為轎廂減速度；

G為對重；

F為安全鉗制停力；

?曳引系數，鋼絲繩張力比

2.2 安全鉗分析實驗

實驗1：

電梯在超速運行后在的其迫制動過程中，其過程會因電梯轎廂的過量承載的程度的不同而產生不同的結果，我們選擇質量不相同的載荷來研究以保證解析安全鉗的失效情況盡量準確的目的。結論要從用對漸進式安全進行有效的失效實驗中得出。我們可以分開選擇載重量為額定載荷的150%，145%，125%，100%，75%的不同的幾組數據來實驗，得出其減速度范圍，以分析保證電梯在不同的載荷下的被安全鉗制動所帶來的影響。分析減速度與載荷量之間的關系，要通過測定其制動距離和平均減速度來得出（表1）。

表1 轎廂載荷對制動距離和平均減速度的影響

根據上述實驗可以得出，電梯的制動效果有著顯著不同，伴隨著增長的載荷量，載荷量同制動距離成正比，而和平均減速度成反比，在載荷量達到并超過額定載荷145%之時，減速度達到了臨界值，可以發現這些指標明顯嚴重超過了標準規定，此時制動距離非常大，甚至能夠到2 750 mm這一數值，甚至可能會造成蹲底。而且進一步增加載荷量導致平均減速度降低到了0.15 g。在電梯意外急速下降時，安全鉗無法如實到所要求的正常減速度范圍，就必然引發極大風險，無法在實際過程中使用。因此電梯工作人員有必要警惕，在轎廂裝修后，要進行必要的安全檢查和測試，達到檢規的標準，來確保電梯以及人員的生命安全。

實驗2：

安全鉗在電梯發生故障發生制動中，減速度一定要保證能在0.1 g 范圍內，這也是電梯工作人員需要確保的重要問題。實驗過程中，在額定載荷下，此設備可以自由選用減速度測試裝置，我們同樣使用上一個實驗所用的漸進式安全鉗。檢規明文規定，轎廂的自由下落減速度的取值范圍為0.2 g 到1 g 是漸進式安全鉗在額定載荷下的明文要求。上實驗是為了準確測量安全鉗在各種載荷情況下試驗下的性能。要確定安全鉗是否能夠符合標準正常使用，通過使用進行減速度測試裝置來測量，從在電梯的快速下降觸發的安全鉗臨界點之刻開始，從轎廂開始減速后開始記錄，且要寫下過程中每個時間點的減速度，對整個實驗的每個時間點的來記錄。圖1為減速度曲線圖。

圖1 電梯減速度曲線圖

電梯的減速度從實驗開始到實驗結束一直保持在0.1 g內，這是我們從圖中可以得到的結論

2.3 安全鉗失效原因的探究

2.3.1 間隙不當

如下誤動作情況的發生，可能在導軌和安全鉗楔塊間的正常范圍內的間隙

（1）電梯運行階段的阻力往往是因為導軌中如有雜物灰塵等并未處理所導致的。那么安全鉗就有一定幾率發生誤動作。我們要通過在安裝電梯時避免楔塊之間的高度差，發現問題處理來避免它。

（2）導軌側面和安全鉗發生變化在所難免，因為電梯在日常使用過程總是會中發生震顫和摩擦。電梯發生了磨損老化，安全鉗就極有可能會發生誤動作。那么我們要在安裝之時盡量讓安全鉗和導軌側面的間隙有效的控制在2 mm～3 mm。

2.3.2 限速器調整不當

在實際使用的過程中，因為限速器調整不到位，偏心凸輪產生油垢層，也會常常發生的事故故障，此時安全鉗誤動作往往由滾輪引發楔塊卡在凸輪齒槽引發，電梯工作人員要切實確保限速器轉速和曳引機轉速同步，在平時檢修時就要及時調理限速器，按時維護限速輪

2.3.3 楔塊動作不靈敏

楔塊動作的靈敏度總會被楔塊和楔塊座體的積累的雜質所影響，如果在安全鉗動作后，楔塊并未復位得當，將導致導軌間與楔塊間隙不足，從而引起安全鉗錯誤引發動作。

2.3.4 安全鉗提拉桿動作不靈

安全鉗拉桿動作靈敏度與安全連桿臂緊密不可分，連桿臂傳動部分被腐蝕或連接處干燥，可能引發提拉桿作用不足，這樣電梯安全鉗動作后仍舊沿著導軌運行，此時安全鉗的再次誤動作會在遇到凸起時發生。工作人員應及時潤滑補油，確保安全鉗提拉桿的靈敏度，按時清潔安全鉗拉桿轉動部。

3 結束語

本文首先分析了電梯安全鉗原理和安全鉗受力原理，同時配合電梯制動公式的使用明確再次分別驗證了漸進式安全鉗的安全性能實驗，我們結合實驗分析結論，總結了載荷與安全鉗的制動減速度，制動距離的之間的關系，最后介紹了安全鉗常見的失效模式，為保證電梯正常運行，維護使用者的安全，同時本文也為使用人員和維護人員做了參考意見。