電梯夾繩器的案例分析及檢驗探討

李式真

（福建省特種設備檢驗研究院寧德分院，福建寧德 352100）

0 引言

電梯是建筑物中很常見的一種運輸工具，與人們的生活、工作息息相關。所以，電梯安全不容忽視，預防電梯發生沖頂事故尤為關鍵，突顯電梯上行超速保護裝置的重要地位。

電梯上行保護超速保護裝置涉及到速度監控及減速元件，其基本工作原理是：當檢測到電梯上行速度失控時，一旦上行速度超出限額，保護裝置開始動作，使其速度降低到設計范圍，讓電梯制停［1］。夾繩器不僅是電梯上行超速保護裝置，也是轎廂意外移動制停子系統，一般安裝在曳引機架上或是導向輪之下［2］。夾繩器工作原理為：在電梯高速運作時，夾繩器觸發動作，將鋼絲繩卡住，降低電梯上行速度，直到有效制停電梯。

電梯種類不同，上行超速保護裝置的類型也不同，對應著不同的速度監控和觸發裝置。通常分成限速器-夾繩器、限速器-制繩器［3］。這種夾繩器能夠根據鋼絲繩夾持方式細分成兩類：一類是自楔式夾繩器，只固定制動板的一端，另一端可動，和漸進式安全鉗類似，預防在觸發保護動作以后導致鋼絲繩損傷過大，在動作時，鋼絲繩帶動其可動制動板持續往下楔緊，持續增強制動力，直到將電梯制停［4］；另一類是直夾式夾繩器，由制動板基于外部能量的驅動直接夾到鋼絲繩上，在動作時因為預先設置較大的作用力，所以鋼絲繩損傷明顯。

另外，如果電梯上行超速，保護裝置的上行速度監控元件動作，然后由連接夾繩器的一段鋼絲繩將制繩器牽動起來，觸發制繩器動作［5］；從而在將預先制動力彈簧瞬時釋放之際鉗住帶繩槽，曳引鋼絲繩也在曳引輪繩槽上夾緊，最終制止鋼絲繩移動，制停電梯［6］。

本文針對電梯上行超速保護裝置的工作原理，探討夾繩器的主要類型，著重提出靜態檢測、動態檢測和綜合檢驗3種方式，對夾繩器的觸發有效性和夾繩器的制動可靠性進行綜合判定。并結合實際檢驗案例，例舉了電梯上行超速保護裝置檢驗時出現的兩個失效案例進行分析。

1 上行超速保護裝置夾繩器的檢驗方式

1.1 夾繩器的工作原理

夾繩器結構原理如圖1所示，當電梯發生上行超速現象時，雙向限速器開關B被觸發，使得夾繩器上高靈敏的電磁鐵與蓄電池斷開，電磁鐵線圈失電，電磁鐵拉桿回縮，拉動觸發撥桿8繞轉軸9順時針轉動，鎖鉤支撐6在鎖鉤扭簧17的作用下繞鎖鉤支撐轉軸7順時針轉動，使滑動軸鎖鉤5失去支撐，并在夾緊彈簧16張力的作用下快速繞轉軸10逆時針旋轉；夾緊彈簧16推動滑動軸4沿滑動軸導槽3快速復位，通過連桿15將后夾板13沿夾板導柱11壓向前夾板12，將兩夾板之間的曳引鋼絲繩牢固可靠地夾持住，實現鋼絲繩制動，解除轎廂上行超速的危險。

圖1 夾繩器結構

1.2 靜態檢測

靜態檢測主要是針對夾繩器的觸發可靠性［7］?？蛰d轎廂，檢修速度上行，人為撥動速度監控元件的電氣動作開關，或撥動限速器閘線擺桿，使夾繩器動作，將鋼絲繩夾緊即可。與此同時，測量電磁鐵線圈的通過電流、電壓，或是測量閘線動作距離，再與說明書對照，核定這些夾繩器觸發參數符合設計要求與否［8］。操作方式為：首先，讓轎廂處于最底層，并人為將夾繩器掛鉤松開，觸發其動作，明確夾繩器的兩個摩擦片可以將鋼絲繩夾緊，接下來復位夾繩器，重復1～2次，確認動作可靠、靈活［9］；然后，對夾繩器進行人為觸發，明確其動作正常以后將抱閘松開，核定鋼絲繩和夾繩器滑移與否，若沒有滑移就進行下一個步驟，否則中止檢測。

1.3 動態檢測

動態檢測主要是為了測定夾繩器制動性能。在檢測時先取下夾繩器與限速器上的電氣安全保護開關，讓空載轎廂基于額定速度上行，人為實現制動元件的減速制動，監測轎廂運行速度［10］。如果測出轎廂的運行速度在對重緩沖器的設計范圍內，就利用控制柜安全回路讓轎廂停止運行。操作方式為：卸下夾繩器保護罩，讓轎廂處于最底層，以正常速度上行時人為讓抱閘線圈通電，強制打開；當轎廂上行速度達到額定狀態或超出狀態，用硬物敲打夾繩器掛鉤尾部，進行人為觸發，完成制動試驗。

1.4 綜合檢驗

讓電梯保持檢修速度上行狀態，人為觸發夾繩器動作，仔細觀察鋼絲繩能不能制停，在曳引輪上是否有打滑的情況。如果鋼絲繩夾緊了，也在曳引輪上打滑，就表明夾繩器作用于鋼絲繩的摩擦力比對重凈拉力要大，可以發揮上行超速保護功能［11］。若夾繩器觸發動作以后鋼絲繩打滑了，此時不能簡單地判定夾繩器與要求不符，因為抗衡摩擦力的不只是對重凈拉力，也有曳引力［12］。所以需要基于電梯靜止狀態觸發夾繩器動作，再松閘，確認轎廂溜車與否，最終結合有關資料綜合判定。

2 兩則夾繩器故障案例分析

2.1 夾繩器無法觸發

2.1.1 設備存在的主要缺陷

檢驗人員在現場對上行超速保護項目進行檢驗時，發現現場的RB10-150夾繩器是由限速器電氣的開關觸發，檢驗人員手動觸發限速器電氣開關B后，夾繩器未動作，現場如圖2所示。近年來發生因制動器失效而沖頂的事故屢見不鮮，當電梯發生上行超速時，夾繩器無法動作，對于這種蝸輪蝸桿的電梯將無法保障乘梯人員安全，存在較大安全隱患。

圖2 夾繩器未動作

2.1.2 原因分析

根據夾繩器工作原理分析，引起現場的夾繩器無法動作有以下幾種原因：

（1）限速器上夾繩器觸發開關B失效；

（2）夾繩器上高靈敏的電磁鐵損壞，在電磁鐵線圈失電后，電磁鐵拉桿無法回縮；

（3）夾繩器各機械撥桿、轉軸、鎖鉤生銹卡死，無法被動作；

（4）夾緊彈簧失效，無法釋放彈力。

結合現場對夾繩器細致檢查，發現夾繩器復位螺桿上配備的夾緊彈簧行程限位螺母位置異常，現場如圖3所示，夾緊彈簧行程限位螺母處于最低點，使得夾緊彈簧無法釋放彈力，夾繩器無法動作，不符合上述原因，正常夾緊彈簧行程限位螺母位置如圖4所示。

圖3 螺母位置異常

圖4 螺母位置正常

2.1.3 處理建議

立即停梯整改，將夾繩器按照復位要求進行復位，根據試驗方法檢查夾繩器動作情況，確認無誤后方可投入使用。檢驗人員檢測時要根據現場進行判斷夾繩器是否存在無法動作情況，并進行驗證，特別是拉繩式觸發夾繩器的，經常因為觸發鋼絲繩太松，夾繩器無法動作，避免錯檢、漏檢。

2.2 夾繩器無法有效制動

2.2.1 設備存在的主要缺陷

在進行轎廂上行超速保護裝置試驗時，夾繩器機械動作，松開制動器，轎廂加速上行，夾繩器無法有效制動。

2.2.2 原因分析

在進行轎廂上行超速保護裝置試驗時，將空載轎廂停于行程下部，轎廂以檢修速度上行，人為動作夾繩器電氣安全開關，電梯立即停止運行，短接該電氣安全開關，人為讓夾繩器機械動作，操縱檢修上行按紐。轎廂能繼續上行，停止檢修運行。斷開主電源開關，松開制動器閘瓦，轎廂加速上行，則說明夾繩器未能夾住曳引鋼絲繩。通過仔細觀察發現兩塊夾板閘襯凹槽磨損嚴重，懷疑閘襯的磨損，導致閘襯與鋼絲繩的摩擦力變小，夾繩器失效。進一步，也要考慮鋼絲繩與閘襯摩擦的原因：（1）夾繩器與鋼絲繩的相對位置，導致兩者發生摩擦；（2）鋼絲繩抖動較大，與閘襯摩擦。

通過觀察發現，在轎廂整個運行過程中，鋼絲繩抖動不大，那么可判斷閘襯與鋼絲繩的磨損是夾繩器與鋼絲繩的相對位置導致的。

2.2.3 處理建議

更換夾板閘襯，注意凹槽與鋼絲繩要對齊。確保閘襯與鋼絲繩不摩擦。電梯定期檢驗時，維護保養單位按照制造單位規定的方法進行試驗，檢驗人員應認真觀察和確認。

通過以上兩則案例的分析，在對電梯上行超速保護裝置夾繩器進行檢驗檢測時應對夾繩器的觸發有效性和夾繩器的制動可靠性進行重點檢測，模擬電梯超速上行進行試驗，除了確認夾繩器的是否能有效觸發和有效制動外，還應現場觀察是否存在使觸發裝置失效的風險問題存在，如觸發裝置銹蝕、卡澀，觸發間距過于極限，鋼絲繩與閘襯的位置是否會發生摩擦，襯板磨損程度等可能引起夾繩器故障的問題。維護保養人員也應提高責任意識及安全意識，在對夾繩器進行保養后，應對夾繩器進行全面檢查，保證其保護功能靈活可靠。

3 結束語

從電梯的機械結構上來看，在鋼絲繩曳引電梯依靠主機上鋼絲繩和曳引輪輪槽的摩擦力來傳動，輪槽磨損嚴重會引起打滑，出現超速；齒輪與蝸輪嚙合失效，也會引起超速。此外，當制動失效對重側重量大于轎廂的情況下，也會造成上行超速。而電梯上行超速保護裝置是電梯安全上行的保障，可有效防止電梯上行超速而發生沖頂等上行失控事故。本文針對夾繩器類型的上行保護裝置，根據其工作原理，探討夾繩器類型上行超速保護裝置的檢驗要點，提出靜態檢測、動態檢測和綜合檢驗3種方式分別檢測夾繩器的觸發有效性、制動可靠性以及夾繩器制動力與曳引力的關系。并結合實際檢驗案例，分析了兩起夾繩器故障，一起是由于夾繩器的夾緊彈簧行程限位螺母位置異常，導致夾緊彈簧無法釋放彈力，夾繩器無法動作；另一起是由于夾繩器與鋼絲繩的相對位置異常，使兩塊夾板閘襯凹槽磨損嚴重，導致夾繩器制動性能下降，無法可靠制動。通過對檢驗案例的故障形式及故障原因進行分析，提出對夾繩器類型的上行超速保護裝置的檢驗時需要對其觸發有效性及制動可靠性兩方面進行綜合判定。希望能夠為工作人員后期開展相關工作提供一些參考，從業人員在今后要繼續深入分析、研究，提高檢驗檢測水平，保護電梯上行安全。