电梯安全钳性能测试分析

刘勤松

（广东弗兰斯勒电梯有限公司 广东东莞 523000）

0 引言

在电梯运行使用中，安全钳是保障电梯安全的关键。在电梯运行中，如果电梯失控，或者悬挂装置断裂，则安全钳能够使得电梯轿厢停止运行，保障电梯安全。为了确保安全钳使用性能，不仅需加强安全钳生产质量控制，同时还需对其进行安装调试，定期进行安全钳现场监测。因此，对电梯安全钳性能测试要点进行深入研究意义重大。

1 电梯安全钳概述

在电梯各类设备中，安全钳是十分重要的安全装置，是保障电梯安全功能的关键。安全钳安装在电梯轿厢两侧的下部位置，一般只需要设置轿厢安全钳，如果电梯突然发生故障事故，导致电梯超速下滑坠落，则安全钳能够使轿厢快速制停，并夹持在导轨上，进而避免发生意外事故。

在中低速电梯运行中，钢丝绳断裂问题比较常见，如果轿厢处于超速运行状态，或者轿厢意外坠落，则连杆机构能够触发安全钳发生动作，同步提起安全钳两侧的钳块，在两侧弹簧力作用下，钳块能够与导轨相接触，进而自锁制停，中低速电梯安全钳结构形式如图1所示。在高速电梯中，安全钳将弹簧放置在后侧位置，在杠杆机构的作用下，后侧弹簧被放大，其能够对钳块施加法向载荷，高速电梯安全钳模型如图2所示。

2 电梯坠落事故案例

在某建筑工程施工现场，技术人员在对电梯曳引钢丝绳长度进行调节时，发生轿厢坠落事故，导致施工现场人员伤亡。该电梯的额定载重为1T，额定速度为1.75m/s。在电梯运行中，通过维护检测分析发现，对重缓冲距S2太小，不符合电梯运行标准，因此安排电梯维修人员对曳引钢丝绳长度进行调整。在电梯维修过程中，首先对重压实缓冲器，然后通过手拉葫芦吊起空轿厢，拆除上梁曳引绳头，但是手拉葫芦链条断裂，导致电梯轿厢快速坠落，引发安全钳动作，但是该电梯安全钳没有成功制停桥厢，导致轿厢坠落至电梯井道底部，进而引发施工现场人员伤亡事故。

图1 中低速电梯安全钳结构

图2 高速电梯安全钳模型

通过对电梯使用情况进行检查发现，限速器铭牌动作速度整定值处于规定范围内，通过对事故现场痕迹进行查看分析，导轨上有明显的刹车痕迹，并且安全钳的钳口磨损严重，由此可见，在轿厢坠落中，安全钳已发生动作，但是没有成功制停轿厢。该电梯的使用年数比较长，安全钳为渐进式，经过本次事故，要求对安全钳性能进行现场测试分析。

3 电梯安全钳性能测试方法原理

当电梯安全钳发生动作时，电梯轿厢上即可产生制动力，可以F表示。如果该电梯安全钳符合型式试验要求，则轿厢在自由下落过程中，当超速时，能够被安全钳制停，并且减速度应在0.2～1.0g之间：

式中：F-安全错制动力，N；P-轿厢自重，kg；Q-额定载重量，kg；a1-安全钳制动时满载轿厢的减速度，m/s2。

由此可见，当该电梯安全钳经过弹性元件调定后，当楔块动作到达限定位置时，制动力F为定值。当电梯轿厢处于空载状态，并向下运行时，如果安全钳发生动作，则轿厢在制动力F的作用下，减速度a2的计算方式如下：

式中：T2指的是曳引钢丝绳张力。

其中，P的取值一般在0.8Q～1.4Q之间，在本次试验中，P取1.4Q。如果制动力F为最小值，1.2（P+Q）gn，则减速度a2也为最小值，其计算公式如下：

通过上述计算分析可见，如果电梯安全钳符合型式试验要求，当电梯轿厢处于空载运行状态，并且安全钳发生动作时，轿厢减速度a2一般在1.0g以上，对重在曳引轮的另一侧的减速度最大为1.0g。如果轿厢被制动，则对重可被惯性地抛起，曳引绳不处于紧绷状态，曳引轮钢丝绳的张力为0，在安全钳制动过程中，只需克服轿厢重力即可。在这一时间段内，轿厢没有受到对重影响，轿厢减速情况与轿厢自由下落过程中受到制动钳制动作用的减速情况相同，由此可见，安全钳动作效果与轿厢运行速度密切相关。比如，如果在电梯安全钳动作时，轿厢速度为1.0m/s，则这段时间可被认为是对重被上抛到最高点的时间段，在0.1s时间段内，轿厢减速度与轿厢自由下落过程中被安全钳制动的减速度相同，据此可对安全钳制动性能进行分析。

文中图3指的是测试示例图，其中，“起始时间”指的是电梯安全钳制动开始时刻，而“结東时间”指的是电梯安全钳使得轿厢制停的参考时间。在二者之间的时间段指的是钢丝绳处于松弛状态时，对重对轿厢的张力影响消除，可将其作为安全钳制动轿厢的参考时间段。通过对图3进行分析可见，在0.1s时间段内，安全钳成功制停电梯轿厢。

图3 安全钳测试示例

在这一参考时间段中，可将电梯空轿厢平均速度a2作为检测对象，通过对图3进行分析可见，a为37.21m/s2，本次检测目标是判断电梯安全钳的制动能力是否能够使得电梯轿厢在自由下落过程中，减速度能够达到0.2～1.0gn之间，并且成功制停。

通过理论分析，在对减速度a2进行计算后，即可对a1进行计算，a1=P（gn+a2）/（P-Q）-gn，在上述计算中，P指的是轿厢自重，而Q指的是额定载重量，二者均已指导，在对a2进行计算后，即可自动显示具体数值。通过对图3进行分析，“Status”指的是测量结果状态窗口，无法显示出安全钳制动力大小，只能够显示出标准工况下轿厢的减速度a1，即1.09gn。由此可见，该软件不仅能够显示出空载轿厢在安全钳制动时的减速度，同时还能够计算出额定载荷轿厢在自由下落过程中，安全钳制动时的减速度。

如果电梯安全钳在制动轿厢时，减速度不能满足相关标准要求，则经过上述计算分析可确定，速度曲线斜率比较小，因此安全钳的制动时间比较长，如图4所示。

图4 减速度较小时，速度曲线斜率较小

当电梯安全钳发生动作时，如果速度比较小，则对重会对轿厢侧安全钳的制动载荷产生较大影响，经过检测分析，速度曲线为“蠕动”状态，如图5所示，无法准确反映出轿厢在自由下落过程中安全钳的制动情况。因此，在安全钳测试过程中国，要求安全钳动作时的速度应在1.0m/s以内，如果电梯额定速度在2.0m/s以上，则为了尽量减少安全钳磨损，应结合实际情况对安全钳动作时的速度进行调整，但是要求控制在2.0m/s以内。

图5 速度曲线“蠕动”现象

4 结语

综上所述，本文主要对电梯安全钳的性能测试方法以及要点进行了详细探究。安全钳是电梯十分重要的设备，在保障电梯安全运行方面发挥着十分重要的作用。在电梯运行中，如果失控或者超速，则安全钳能够制停轿厢。但是安全钳结构复杂，这就要求电梯维护管理人员定期对安全钳性能进行现场监测，通过利用上述监测方式，能够快速确定安全钳使用过程中的安全隐患，并据此对电梯进行维护管理，保障电梯安全使用。