電梯安全鉗提拉裝置失效案例分析

摘要：詳細介紹了電梯安全鉗裝置的工作原理及其提拉連桿之間連接不可靠、安裝不到位、發生變形或斷裂等主要失效形式。提拉裝置作為連接限速器和安全鉗的機構是保證限速器-安全鉗有效運行的關鍵。鑒于此，根據安全鉗系統的工作原理、功能需求和常見故障，對檢驗過程中安全鉗提拉裝置失效的案例進行分析，發現故障原因，提出整改預防措施，旨在為相關工作者提供參考。

關鍵詞：安全鉗;提拉機構;案例分析

中圖分類號：TU857 文獻標志碼：A 文章編號：1671-0797（2024）18-0040-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.18.010

0 引言

安全鉗擔負電梯失控和超速時的保護任務。操縱安全鉗動作只能使用機械操縱的裝置。安全鉗通過限速器作用于提拉裝置觸發夾緊導軌，從而制動轎廂，避免造成電梯墜落的危險，保障乘客人身安全[1]。除了限速器和安全鉗的有效運行外，提拉裝置由于裝于轎廂側邊，且位于井道，空間狹小，不利于觀察檢驗，其產生的安全隱患不易排查，故應重視提拉裝置的檢驗，保證其可靠性。

1 安全鉗的工作原理

安全鉗的工作原理是與電梯的限速器聯動工作[2]，如圖1所示。當電梯運行速度超過限速器的設定值時，限速器會動作，通過連接的安全鉗提拉桿，使安全鉗的制動元件接觸到導軌，并緊緊夾持轎廂底梁或對重橫梁上的安全鉗，從而使轎廂制停[3]。安全鉗通常分為瞬時式和漸進式兩種。瞬時式安全鉗依靠自身的變形和擠壓來抵消轎廂的動能和勢能，而漸進式安全鉗則通過安全鉗自身的彈簧夾緊力將轎廂夾持在導軌上[4]。

2 安全鉗提拉裝置的失效形式

電梯安全鉗提拉裝置的失效形式主要包括以下幾種：

1）安全鉗提拉機構的結構尺寸不正確，提拉桿行程不夠，提拉不到位，使楔塊接觸不到軌道工作面，造成無效動作。

2）安全鉗提拉機構的結構設計可能存在問題，如曲柄搖桿機構的設計不正確，導致提拉桿的有效行程不足，影響安全鉗的正常工作[5]。

3）安全鉗提拉連桿之間連接不可靠，導致提拉力不足或行程不夠，無法有效制動。

4）安全鉗提拉連桿安裝不到位，導致安全鉗無法正常工作[6]。

5）安全鉗提拉連桿經長時間使用，發生變形、斷裂等失能情況[7]。

3 安全鉗提拉裝置失效案例分析

3.1 提拉連桿連接不可靠

3.1.1 設備存在的主要缺陷描述

檢驗人員進行電梯檢驗時發現，限速器有效動作，但轎廂無法制停。

3.1.2 原因分析

該限速器為XS-101型雙向限速器，是利用與限速器輪旋轉同步的凸輪擺錘在離心力的作用下觸發下行電氣保護裝置，同時也觸發機械保護裝置，擺錘由調節彈簧拉住。轉動速度越大，擺錘的擺動幅度也越大，超速時，擺錘的擺動幅度加大，將觸動超速開關切斷電梯安全回路。如果速度進一步加大，擺錘的擺動幅度也進一步加大，棘爪卡入制動輪中，限速器機械動作后制動輪停止轉動，同時使得限速器壓塊把限速器鋼絲繩壓緊在限速器輪上，通過壓塊和制動輪間的壓緊力為限速器鋼絲繩提供足夠大的摩擦力，從而為安全鉗動作提供足夠的提拉力。限速器通過鋼絲繩與安裝在轎廂一側的安全鉗拉桿相連。在電梯繼續下降的過程中，限速器繩提供足夠的提拉力后，安全鉗楔塊會在機械連桿的拉動作用下被迅速地提起，同時觸發安全鉗電氣開關。安全鉗楔塊動作后會與電梯導軌產生巨大的摩擦力，使電梯轎廂制停在導軌上，實現對轎廂安全的保護。

該型號電梯通過繩夾固定連接連桿與限速器繩，連接連桿和安全鉗提拉桿用銷軸連接，銷軸末端用止鎖銷固定連接，防止銷軸松脫。設備2013年投入使用，經過長期運行，銷軸末端用止鎖銷因長期振動或摩擦或長期受力已發生斷裂或松脫，如圖2所示。進行限速器-安全鉗聯動試驗時，銷軸末端用止鎖銷脫落，限速器鋼絲繩連桿與轎廂安全鉗提拉桿連接失效，導致限速器被觸發后，限速器繩無法提拉連桿觸發安全鉗，致使轎廂無法可靠制停。

出現該問題的原因：平時維護保養人員對該位置有所疏忽，未進行保養、調整、檢查，未發現該重大安全隱患。該問題出現后，一旦電梯制動力不足或曳引失效，出現溜梯下墜，轎廂將失去最后一道保護。

3.2 提拉連桿安裝有誤

3.2.1 設備存在的主要缺陷描述

電梯檢驗時，限速器動作，電梯下行限速器鋼絲繩出現打滑，無法有效觸發安全鉗。

3.2.2 原因分析

提拉桿安裝結構如圖3所示。對其進行受力分析，正確安裝方式下，部件A和部件B受力方向相同;而錯誤安裝方式下，部件A和部件B受力方向相反，使得部件A產生力矩M。故而在錯誤安裝方式下，想要提拉部件B動作安全鉗需要更大的拉力，此拉力超出了限速器依靠摩擦力所能提供拉力的范圍，因此安全鉗無法可靠動作。

綜上所述，安全鉗拉桿裝反是導致本臺電梯聯動試驗失效的直接原因，裝反部件使得位置關系跟受力結果與設計值不符，制動元件提拉不到位;間接原因：廠家設計時未考慮“防呆”設計，使得部件反向仍能安裝，電梯能正常運行;電梯安裝單位安裝完成后未進行自檢，未及時發現設備存在問題。

3.3 提拉連桿斷裂

3.3.1 設備存在的主要缺陷描述

在對該梯進行安全評估時，進行限速器-安全鉗聯動試驗，安全鉗拉桿被拉斷，導致試驗無法完成。

3.3.2 原因分析

由現場維保人員知悉，該拉桿使用過程中斷裂后，維保人員直接用焊機焊接上繼續使用，也未進行聯動試驗測試抗拉能力是否滿足要求。原本螺栓的強度是4.8級，M12螺栓的應力截面積為84.3 m2，再根據GB 50017—2017《鋼結構設計標準》中抗拉強度為170 N/m2，計算最大拉力為170×84.3=14 331 N。GB/T7588.1—2020《電梯制造與安裝安全規范 第1部分：乘客電梯和載貨電梯》中規定：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值：a）安全鉗起作用所需力的兩倍;b）300 N。限速器能提供的張力遠遠小于上述計算的最大拉力，所以并非原本螺栓的強度不足導致被拉斷。此次螺栓之所以被拉斷（圖4）是因為經過焊接，其抗拉強度不再滿足要求。

3.4 檢驗建議

綜上所述，在對限速器-安全鉗裝置進行檢驗時，除進行試驗驗證外，還應注意以下幾點：

1）限速器-安全鉗聯動各機構應該連接可靠，安全鉗拉桿應能夠隨著限速器動作快速可靠動作，不應存在脫離情況。

2）限速器-安全鉗系統各零部件應保證一定的強度，避免各部位由于振動、摩擦或者動作而失效，緊急情況下能為安全鉗動作提供足夠拉力。

3）限速器-安全鉗聯動系統是非常重要的安全系統，尤其需要注意的是限速器-安全鉗連接位置在轎廂側面，較不容易查看，維護保養單位應加強該項目的維護保養，加強定期檢查。對應出現過類似問題的設備，應該對該型號同類安全鉗連桿進行隱患排查，排查類似缺陷。

4）安全鉗拉桿連接位置特殊，檢驗時容易被忽略，檢驗人員檢驗時應多關注安全鉗拉桿連接及限速器-安全鉗各部件的運行情況，排查可能出現的安全隱患。

4 結束語

在電梯運行過程中，安全鉗提拉裝置的正常工作至關重要，它能在電梯超載或運行異常時，及時阻止電梯繼續運行，保護乘客的安全。如果安全鉗提拉裝置失效，可能會導致電梯在超載或者其他異常情況下繼續運行，增加了乘客的風險。本文根據安全鉗提拉裝置失效的案例，分析了安全鉗提拉裝置失效的原因和后果，在分析電梯安全鉗提拉裝置失效的原因時，需考慮機械故障可能是磨損、損壞或者設計缺陷導致的，需要定期進行檢修和更換。在檢驗時除了進行試驗驗證外，還應注意提拉裝置的結構狀態，防患于未然。

[參考文獻]

[1] 薛濤，趙靜.一則電梯限速器-安全鉗聯動試驗失效案例的分析[J].中國電梯，2023，34（4）：45-47.

[2] 林玄.電梯安全鉗故障形式分析及檢驗[J].機電技術，2022（6）：95-97.

[3] 馬小云.電梯安全鉗動作受力分析及失效探究[J].設備管理與維修，2021（16）：63-64.

[4] 賈子良，周春明.電梯漸進式安全鉗的失效分析[J].中國電梯，2021，32（12）：39-40.

[5] 趙海燕.安全鉗提拉機構的提拉力解算研究[J].機械研究與應用，2020，33（5）：58-60.

[6] 葉青林，宋濤.電梯限速器-安全鉗聯動試驗有效并不代表限速器可靠[J].中國電梯，2020，31（9）：36-38.

[7] 許舒艷.電梯安全鉗動作受力分析及失效探究[J].設備監理，2019（4）：46-47.

收稿日期：2024-05-07

作者簡介：曾溢恒（1996—），男，福建莆田人，工程師，主要從事機電類特種設備檢驗研究工作。