浅谈轿厢超面积对电梯安全钳性能的影响

茅建平

（杭州顺达电梯有限公司，浙江 杭州 310017）

随着我国电梯生产和使用数量的日益增加，电梯作为一种垂直交通工具应用范围和场所相当广泛，各行各业对电梯的要求也越来越多，用户不但对电梯的功能性还对电梯的使用上提出了不少特殊要求，笔者碰到多起各种原因引起轿厢超面积的用户（如THJ2000/0.5—JXW,电梯载重量2 000 kg,轿厢标准面积为4.2 m2, 根据用户要求现净面积5.08 m2）.其实轿厢超面积，等于改变了原载重量。按照GB7588—2003《电梯制造与安装安全规范》中8.2.2 条，轿厢的有效面积与额定载重量之间有明确的规定。对特殊情况，为了满足使用要求而难以同时符合规定的载货电梯，在其安全受到有效控制的条件下，轿厢面积可超出规定。并明确电梯设计计算应考虑轿厢实际载重量达到轿厢面积规定所对应的额定载重量的情况下，电梯各相关受力部件有足够的强度和刚度，安全钳能满足使用要求。因此超面积对应增加的载重量，应进行计算和校验，且相应的计算校验结果应当符合国家安全技术规范和强制性标准要求。

1 电梯超面积对电梯安全性能影响的概述

电梯超面积后，超面积部分会引起载重量增加（如THJ2000/0.5—JXW,电梯载重量2 000 kg,轿厢标准面积为4.2 m2，根据用户要求现净面积5.08 m2）现按GB7588—2003《电梯制造与安装安全规范》的规定，相应面积的载重量为2 600 kg，这样大大增加曳引机主轴、曳引钢丝绳、钢丝绳绳头等部件的受力。因此需要对电梯钢丝绳、安全装置等主要零部件的强度和刚度进行校核及验证的计算。特别是安全钳装置，它是电梯的安全保护系统中提供最后的安全保护装置之一，当轿厢超面积部分引起载重量增加，会导致当电梯失控超速时，安全钳受到的冲击量增大，易造成安全钳的损坏，给电梯运行带来极大安全隐患。为此笔者对电梯超面积对安全钳影响进行分析和计算。

2 电梯超面积对安全钳影响的分析和计算

安全钳与曳引机、限速器、缓冲器、夹绳器被称为电梯五大安全部件，当电梯在故障状态下超速下滑或坠落而速度达到限速器动作速度时，限速器会立即动作，并由限速器操纵安全钳的连动机构，将轿厢两侧安全钳的制停元件提起，把轿厢安全制停后夹在导轨上。从而避免发生人员伤亡及设备损坏事故。

安全钳分为瞬时式安全钳和渐进式安全钳两大类，按GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的要求，若电梯额定速度＞0.63 m/s 时，轿厢应采用渐进式安全钳；若电梯额定速度≤0.63 m/s，轿厢可采用瞬时式安全钳。

因此，制动力

式中：

E 为电梯制停前动能和位能的总和（N·S）

V 为限速器动作速度，即安全钳制停时的轿厢速度（m/s）

W 轿厢系统自重加轿厢额定载重量（kg）

S 为安全钳动作后制停距离（m）

g 为重力加速度（9.8 m/s2）

F 为安全钳的制动力（N）

电梯超面积对安全钳受力的影响：

在计算安全钳受力零件的强度时，必须按照最大制动力计算。考虑到轿厢超面积部分为满载，瞬时式安全钳和渐进式安全钳最大制动力计算如下：

2.1 瞬时式安全钳

瞬时式安全钳动作距离很小，一般在50 mm 以下，（不计安全钳响应时间运行距离），为了保证瞬时式安全钳在制停过程中平均减速度在0.2~1.0 g。所以对其瞬时最大减速度作了控制，一般不大于2.5 g。

在计算安全钳受力零件的强度时，取制停减速度为最大瞬时减度

根据公式可得瞬时式安全钳的最大限度制动力F max:

式中：

W1 为轿厢额定载重量（kg）

W2 为轿厢系统自(kg)

W3 为轿厢超面积载重量(kg)

由上式可以看出，轿厢超面积增加一定的载重量，安全钳制停时产生的最大制动力的增加值是这个重量的3.5 倍。由于此类安全钳没有任何弹性构件被引入以限制其制动力和制动距离，因此也被称为刚性安全钳。这种安全钳在制停期间对导轨产生一个迅速的压力，制动距离很短，所以当安全钳夹紧工作表面的比压超过安全钳设计的许用值时就会引起夹紧工作表面的损坏或严重损伤导轨表面。

2.2 渐进式安全钳

渐进式安全钳在制动期间以有限的压力作用于导轨上，其制停距离与被制动的质量及安全钳开始动作时的速度有关，制动力在安全钳完成动作后基本是均匀一致的。按照GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》的规定，“在装有额定重量的轿厢自由下落的情况下，渐进式安全钳制动时的平均减速度应为0.2~1.0 g。”在计算安全钳受力零件的强度时，取制停减速度为最大瞬时减速度,由此计算出渐进式安全钳的最大限度制动力F max:

式中：

W1—轿厢额定载重量(kg)

W2—轿厢系统自重 (kg)

W3—轿厢超面积载重量(kg)

由上式可以看出，轿厢超面积增加一定的载重量，安全钳制停时产生的最大制动力的增加值是这个重量的2 倍。而这种安全钳制动力的限定和保持，是靠限制施力弹性元件的变形来实现的，动作后它以被限定的制动力制动。因此最大制动力的增加对弹性元件要求会更高。

4 结束语

经上述分析和计算，可见轿厢超面积后，安全钳的最大制动力增加，对瞬时式安全钳和渐进式安全钳都要按轿厢超面积后最大载重量进行设计和计算。因此对安全钳受力零件强度（包括弹性元件）提出了更高的要求。所以在设计中对安全钳的选型要特别注意，其安全钳总质量的确定要充分考虑超面积部分增加重量，确保电梯安全、可靠的运行。

[1]吴国政. 电梯原理·使用·维修[M]. 北京电子工业出版社,1996.

[2]GB7588-2003.电梯制造与安装安全规范.