电梯安全钳动作受力分析及失效分析

段九君

摘要：介绍了电梯安全钳的结构形式和种类，分析了其在电梯安全性中的重要作用，结合电梯检验规则对安全钳的要求，提出了在检验电梯安全钳时需重点注意的事项。通过对电梯安全钳动作时全过程的研究，分析了其动作时的受力状态，找出了安全钳动作时的薄弱部位。根据电梯检验时的经验，总结了安全钳失效模式，分析了失效原因。

关键词：电梯；安全钳；受力分析；失效

引言

电梯是指动力驱动，利用沿刚性导轨运行的箱体或者沿固定线路运行的梯级（踏步），进行升降或者平行运送人、货物的机电设备，它是我们生活中最常见机械设备之一，与我们的日常生活息息相关。电梯属于特种设备，具有一定的危险性，出现故障时会对人们的生命财产安全造成威胁。根据国家质量监督检疫总局统计，截至2013年底，我国在用电梯数量为917313台，在八大类特种设备的安全事故起数以及事故造成的人员伤亡数量的分类排行中，电梯的安全事故一直排在前三名。目前电梯的安全问题日益突出，已成为广受社会关注的民生问题，电梯的安全运行对维护居民生命财产安全具有极其重大的意义。

1.电梯安全钳

电梯的安全钳与限速器一起组成了电梯的超速保护装置，在电梯的整机结构中隶属于电梯的安全保护装置。安全钳装置包括安全钳本体、安全钳提拉联动机构和电气安全触点。安全钳安装在电梯轿厢上，当轿厢运行速度达到限定值时，限速器发出电信号并产生机械动作，并触发安全钳动作。安全钳钳块夹紧导轨，考摩擦力迫使轿厢或对重装置停止在导轨上，同时切断电梯和动力电源。安全钳与限速器组成的联动装置，可以在电梯运行中无论何种原因发生轿厢超速、坠落的危险情况时，使轿厢停住而保护乘客和设备不受伤害。可想而知，如果失去了安全钳的保护，电梯一旦失控将会发生多么严重的后果。

TSG_T7001-2009电梯监督检验与定期检验规则对电梯安全钳做了如下规定：①安全钳上应当设有铭牌，标明制造单位名称、型号、规格参数和型式试验机构标识，铭牌、型式试验合格证、调试证书内容与实物应当相符；②轿厢上应当装设一个在轿厢安全钳动作以前或同时动作的电气安全装置。另外，对安全钳检验时的试验也做了相应的要求：①施工监督检验：轿厢装有下述载荷，以检修速度下行，进行限速器-安全钳联动试验，限速器、安全钳动作应当可靠（以电梯上使用最广泛的渐进式安全钳为例）：轿厢装载1.25倍额定载荷，对于轿厢面积超出规定的载货电梯，取1.25倍额定载重量与轿厢实际面积按规定所对应的额定载重量两者中的较大值作为试验载荷；②定期检验：轿厢空载，以检修速度下行，进行限速器-安全钳联动试验，限速器、安全钳动作应当可靠。

由检规对电梯安全钳的规定可知，安全钳不仅要有可靠的质量保证，在检验时还需进行1.25倍的额定载荷试验，这就对安全钳的力学性能提出了更高的要求。

2.安全钳受力分析

电梯安全钳的动作是由限速器触发的，在电梯超速或坠落时，限速器拉杆被提起，使安全钳锲块或滚珠等产生上升或水平移动，同时使曳引机和制动器断电，使轿厢减速并被安全钳制停在导轨上。在这个过程中，安全钳主要受到来自轿厢的压力F1、轿厢与安全钳的摩擦力F2、钳块与导轨之间的摩擦力F3、导轨的反作用力F4，安全钳的自重与弹簧对钳块的力与上述四个力相比很小，可以忽略不计。

安全钳在电梯正常运行过程中是不受力的（重力等忽略不计），可是一旦动作时将会瞬间受到极大的冲击力和摩擦力，这与其工作特点密不可分。电梯额定载荷多为800kg或1000kg，在加上轿厢的重量和对重的重量，安全钳在动作时夹紧轨道产生的摩擦力需要克服上述重力，因此其承受的压力会非常大。为保证电梯失控时的制动距离，安全钳从动作到制动停止间的时间非常短，因此，安全钳需要在短时间从不受力到承受非常大的作用力，这是一种比较恶劣的受力状态。工作在如此恶劣受力状态下的安全钳，必然会有更高的失效风险，因此需要重点检验。

3.安全钳失效分析

安全钳是电梯监督检验和定期检验中的A类项目，需要对其进行重点检验。由上文分析可知。电梯安全钳的受力状态比较恶劣，作用时受到的都是来自紧急制动时强大的冲击力与摩擦力。在实际使用中，安全钳出现故障的情况较多，引起的事故也不在少数，严重威胁着电梯的正常运营。因此，在检验电梯时，需要重点关注安全钳的状况，了解其失效模式和特点，掌握检验安全钳存在隐患的方法。

根据多年的实际检验经验，安全钳的失效模式主要有：一、钳块承载能力不足，由于长期的摩擦，导致钳块本身的承载能力降低，不能对承受轿厢的重力，造成制动距离过程甚至制动失效。二、导轨直线度或扭曲度过大，会使导轨与安全钳之间不能良好接触，降低制动能力。三、安全钳拉杆失效，不能响应限速器的指令，导致电梯失控时安全钳不动作。

参考文献：

[1]电梯监督检验和定期检验规则――曳引与强制驱动电梯（TSG T7001-2009）[S]

[2]林永光.电梯安全钳动作原因分析及检验注意点[J].机电技术，2009（1）

[3]连海文.电梯限速器-安全钳联动机构的故障分析[J].科技创新与应用，2013（26）