由电梯限速器—安全钳联动试验失效而引起的思考

芮道道

（湖南省特种设备检验检测研究院 长沙 410117）

截至2016年底的电梯事故48起中[1]，包含违章作业或操作不当原因21起，占43%；安全附件或保护装置失灵等设备原因13起，占27%；应急救援（自救）不当导致的事故4起，占8%；儿童监护缺失及乘客自身原因导致的事故3起，占6%。其中，由违章作业或操作不当和安全附件或保护装置失灵等设备原因的事故占到了70%。由此可见，规范操作行为、杜绝违章作业和定期检查安全附件或保护装置尤为重要。

1 安全钳和限速器安全钳联动机构

安全钳装置是在限速器的操纵下，使电梯轿厢紧急制停在导轨上的一种安全装置。它是电梯安全保护系统中的最后安全保护装置之一，即使在其他所有电气、机械安全装置失效导致电梯发生超速坠楼的情况下保护乘客及设备的安全。[2]

安全钳联动机构是指限速器——安全钳联动机构除安全钳和限速器之外的所有连接部件。一般由钢丝绳绳夹、钢丝绳锥套、钢丝绳提拉杆（钢丝绳提拉板）组成，钢丝绳锥套与提拉杆通常用螺纹连接。

2 检验案例的现场情况

2017年笔者对长沙市天心区某单位无机房曳引驱动乘客电梯进行定期检验，该单位电梯基本状况为：制造日期2010年11月，额定速度1.5m/s，额定载重量为1000kg，5层5站。安装时间为2010年12日，无改造史。当轿厢在次顶层时进行限速器—安全钳联动试验，发现安全钳提拉杆被限速绳提拉起来（见图1），但安全钳并未将轿厢制停在导轨上，伴随着金属摩擦声而继续向下运行，依照检规TSG T7001—2009《电梯监督检验和定期检验规则—曳引与强制驱动电梯》中8.4轿厢限速器—安全钳试验的要求“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 ”，检验方法要求“人为动作限速器，观察轿厢制停情况。”根据现场情况，轿厢未能有效制停，初次判断该项目为不合格。按照作业指导书的要求分别将轿厢检修运行至其他位置，限速器—安全钳试验均失败。此种情况下，有乘客乘坐电梯，电梯如果超速运行，限速器动作，安全钳不能有效夹紧导轨，将产生非常严重的后果。

图1 现场限速器提拉绳已完全提拉起来

通过查验被检电梯日常维护保养和使用情况的记录，得知被检电梯最近为了配合维保单位内部检查，进行了多次的限速器—安全钳试验，据负责维护保养的人员和当时配合试验的人员反映，试验结束后未对相关安全部件进行检查和调整。在该梯维护保养说明书上明确提出，限速器安全钳试验完成后需要检查相关安全部件。经检查发现此安全钳调节螺栓为普通螺母，经过多次限速器—安全钳试验，每次试验将对安全钳提拉机构各个链接位置造成机械冲击，但问题位置（见图2）的螺母未使用自锁螺母、对顶螺母（双螺母）或者弹簧垫圈等方式进行防松设置，而二次防松的开口销设置偏高，形同虚设。若调节螺母通过多次试验冲击调节螺母，螺母松动，导致安全钳提拉行程缩短，在发生电梯超速情况下，安全钳不能夹紧导轨制停空轿厢。

图2 现场安全钳拉杆螺母未紧固

3 原因分析

螺纹连接件一般采用单线普通螺纹，螺纹升角小于螺旋副的当量摩擦角。因此，连接螺纹都能满足自锁条件，但在冲击、震动或变载荷作用下，螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬间消失。这种现象多次重复后，就会使连接松脱。在周围环境高湿度和安装环境复杂的情况下，由于材料发生蠕变和应力松弛，也会使连接中摩擦力逐渐减小，最终将导致连接失效。[3]

因为该部件为现场拼装，厂家设计不能照顾到所有场地的现场情况，提拉杆均已统一型号、长度发货，现场安装工人未按照安装工艺进行安装，多数应该紧固的地方未经过验证（如：在检验中经常发现绳头双螺母、主机座固定双螺母未紧固的现象），而提拉杆部位是需要通过联动试验来验证。联动试验结束后若未观察螺母紧固情况，则对以后使用埋下安全隐患。从日常维护保养及定期自检的方面说明，许多维护保养单位未对该防松装置进行仔细检查，留下了严重的安全隐患。TSG T5002—2017《电梯维护保养规则》表A-4中提出，年度保养需要检查安全钳钳座是否固定，无松动。没有提到检查联动机构最关键的链接位置，维护保养人员还需进一步检查提拉杆上连接件的固定情况。根据GB 7588—2003中9.9.4关于限速器动作时，限速器绳的张力不得小于以下两个值的较大值：a)安全钳起作用所需力的两倍；或b)300N。限速器绳是提拉安全钳拉杆的唯一方法，国标对限速器绳的张紧力有详细的要求，如果张紧力太大会导致超过钢丝绳的抗拉强度，使其动作时拉断。如果张紧力太小会导致提拉不动安全钳。[4]限速器夹持钢丝绳的力一般都在1000N以上，可想而知一个小小的螺母防松，若未紧固、安装位置受导轨油污染或润滑，将会带来很大的安全风险。

4 安全钳提拉杆固定方式的对比分析

通过对多个电梯检验现场进行数据统计，对不同品牌的限速器安全钳联动机构进行了检验并拍照记录。电梯常见联动机构见图3、图4、图5、图6。

图3 双螺母并紧

图4 双边双螺母并紧

图5 调节管轴套和普通螺母

图6 普通螺母和垫片

通过对比与分析，得知大部分电梯公司在安全钳联动机的选择上集中在此四种（见表1），如图3采用了对顶螺母（双螺母）防松设计，在螺栓顶部有开口销，但是开口销位置未起到二次防松的作用。图4为双拉杆形式均用对顶螺母（双螺母），图右侧双螺母已明显移动，如果图左侧螺母再因外力移动，会影响安全钳提拉行程不足，从而不能夹紧导轨。图5为普通螺母和调节轴套，轴套是为了使复位板动作不受阻碍。图6为普通螺母加普通垫片，同种螺母明显未与垫片紧固，且螺栓端部未设置开口销，导靴下方无防护，螺杆有油污，该拉杆可靠程度低。以上所有安全钳连杆在维保、安装、检验均未得到足够的重视。

以上四种连接方式均为摩擦防松，摩擦防松简单、方便，但是没有机械防松可靠，笔者认为此处的防松形式可以采用机械防松，机械防松主要有开口销与内六角开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝等，均能够抗击较大冲击和震动，如果采用机械防松形式，则该连接位置可以设计得更为简便，能将其隐藏起来，使其不受周边导轨油污的影响，节约轿顶设计空间。如此改进，不仅保障了安全钳提拉行程，而且进一步提升了安全钳可靠性，不会因为多次试验而使得原有安全钳夹紧力产生变化。

表1 四种连接形式对比表

5 总结与建议

随着国内经济的高速发展、社会进步，电梯保有量不断增加，整个社会对人民生命财产安全保障体系的要求越来越高。电梯安全钳的作用至关重要，限速器—安全钳联动装置作为重点检验项目之一，它直接关系到轿厢乘客在超速状态下是否安全。要严格按照要求予以维修保养，并且在检验中予以重视，才能确保限速器—安全钳能够安全运行，同时电梯维保单位应严格执行施工体系TSG T5002—2017《电梯维护保养规则》，促进电梯运行质量的提高。

建议：1）厂家对于设计为单个普通螺母拧紧的进行评估，及时召回有安全隐患的部件；2）维护保养单位在年度保养中需仔细检查安全钳拉杆连接螺母，对提拉杆进行清洁，做上紧固标记；3）检验机构在限速器—安全钳试验失败时需检查安全钳提拉机构；4）施工单位需严格按照安装手册要求安装；5）联动机构连接部位如此重要，该部位的连接多种多样，建议在检规和标准方面将该部位的检验要求和设计要求明确。

[1] 质检总局关于2016年全国特种设备安全状况情况的通报[J]. 中国特种设备安全，2017，33(04)：1-5.

[2] 于建明．电梯安全钳装置的检验[J]．上海铁道科技，2006(02)：69-71.

[3] 濮良贵，陈国定，吴立言．机械设计.第9版[M]．北京：高等教育出版社，2013.

[4] 杨华江．电梯安全钳的作用及常见故障[J]．现代制造技术与装备，2009，30(03)：112-113.