电梯限速器-安全钳联动试验失效分析

黄承锋

（福建省特种设备检验研究院泉州分院，福建泉州 362010）

0 引言

电梯是当前各类楼宇中的交通工具，给人们的生活带来了极大的便利。由于电梯的运行频率相对较高，有效保障设备的运行安全成为当前电梯设计者及使用维护者重点关注方向。而电梯中限速器、安全钳等部件则是实现电梯出现异常失效故障时有效保证设备及人员安全的重要安全部件，一旦此部件出现联动失效状态，将无法有效保证人员的生命安全[1]。据统计，在2019年，因电梯中限速器－安全钳联动失效产生的电梯事故占据了整个电梯故障的65%左右，给企业及人员带来了严重损失。当前，国内也有诸多学者对电梯限速器－安全钳的安全运行开展了研究，但所研究的范围相对较小，没有深入地对联动失效原因开展分析研究，对电梯的设计、安装及维护保养等方面实际的指导意义较小。

本文以电梯限速器－安全钳联动工作原理为基础，重点对影响其联动失效的原因进行了分析，并有针对性地提出了解决措施。这对保障电梯限速器－安全钳在设计、安装及维护保养环节具有较高质量及运行安全性起到关键作用，实际指导价值较为突出。

1 限速器－安全钳结构及联动工作原理分析

1.1 结构组成分析

电梯由8大系统组成，主要包括曳引系统、导向系统、轿厢、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统、安全保护系统[2]。限速器－安全钳属于安全保护系统，其结构组成如图1所示。限速器和安全钳是电梯最重要的安全保护装置，也称之为断绳保护和超速保护。限速器的钢丝绳围绕着限速器轮和底坑中的胀绳轮形成一个闭环，其绳头部与轿厢紧固在一起，并通过机械连杆与安全钳连起来。

图1 限速器－安全钳联动组成

1.2 联动工作原理分析

限速器通过钢丝绳与安装在轿厢两侧的安全钳拉杆相连。为了保证限速器的速度反应准确，在井道底坑设有限速器涨紧装置。电梯运行时，钢丝绳将电梯的垂直运动转化为限速器的旋转运动。当限速器的旋转速度超过极限值时，限速器就先使电气开关动作切断电梯控制回路电源，使电磁制动器失电制动。如果制动失灵，此时如果电梯下行，限速器机械棘爪动作进而将卡住钢丝绳，限速器停止转动后通过连杆系统提拉安全钳致使其动作，将电梯强制停在导轨上[3]。为了防止出现曳引机继续旋转，专门设置了安全钳开关，安全钳动作时，其开关动作并切断控制回路。

2 限速器－安全钳联动试验失效原因分析

2.1 安全钳无法夹紧失效分析

针对安全钳无法夹紧的故障现象，以夹绳式限速器为分析对象。该限速器主要由开关打板碰铁、开关打板、夹绳打板碰铁、夹绳钳弹簧、离心重块弹簧、限速器绳轮、离心重块、电气开关触点、电气开关底座、夹绳打板、夹绳钳（安全钳）、轮轴、限速器钢丝绳等部件构成。在该设备进行轿厢限速器－安全钳联动试验时，限速器电气开关可以正常动作，但是夹绳钳无法将限速器钢丝绳有效夹紧，如图2所示。致使安全钳电气开关和机械装置无法动作，曳引钢丝绳无法在曳引轮上打滑或者停止[4]。经试验确定，检修操作时对夹绳钳施加外力，夹绳钳可以将钢丝绳有效夹紧，轿厢限速器－安全钳联动试验有效。因此，可以确定是夹绳钳弹簧失效导致夹绳钳无法有效工作，最终导致轿厢限速器－安全钳联动试验失效。

图2 安全钳无法夹紧失效

2.2 锁舌转轴无法触发失效分析

在做限速器－安全钳联动试验时，手动拨动限速器离心锤，由于限速器离心锤摆臂与锁舌转轴间隙过大，导致无法触发锁舌转轴，进而导致锁舌未被拨动，棘爪无法动作，限速器－安全钳联动试验失效，其间隙过大情况如图3所示。其原因分析如下。

图3 锁舌转轴间隙过大

（1）由于电梯正常运行时，限速器－安全钳很少会动作，维保人员平时很少关注限速器－安全钳联动，关注也是为应付年检，手动动作棘爪而未采用拨动限速器离心锤的方式触发棘爪，从而未涉及到整个限速器从离心到棘爪动作的整个过程的维保，导致了多年来未发现限速器－安全钳联动失效[5]。

（2）厂家对该限速器厂检时并未进行限速器校验，以至于出厂时就存在制造缺陷，限速器离心锤摆臂与锁舌转轴间隙过大，当限速器离心锤离心后，限速器离心锤摆臂无法触发锁舌转轴，进而限速器棘爪无法动作，限速器－安全钳联动失效。

（3）检验人员限速器－安全钳联动试验检验操作方法有误，未采用正确的方式动作限速器。检规未明确如何动作限速器，使得绝大部分检验员在检验时都人为地拨动锁舌，触发棘爪，完全忽略了限速器离心锤离心到触发棘爪整个过程是否有效[6]。直接拨动棘爪，相当于直接就默认限速器能有效动作，对限速器整个离心到触发锁舌并动作棘爪过程的有效性未进行验证，但实际上其中任何一个环节出问题，都会导致限速器－安全钳联动失效。

2.3 钢丝绳打滑失效分析

电梯在定期检验中，出现了手动触发限速器甩块，绳轮动作卡死后，钢丝绳在绳轮上打滑，安全钳刹车失效，轿厢不能被制停。因此，对造成钢丝绳打滑失效的原因进行了分析[7]。

（1）限速器机械动作失效、限速器钢丝绳张力不足、安全钳提拉杆和连杆机构调整不当、连杆上的安全钳复位弹簧调整不当、安全钳间隙调整不当等原因，均是导致钢丝绳打滑失效的影响因素。

（2）采用的限速器上不带有夹绳装置，只靠钢丝绳与绳轮的摩擦力来产生张力的限速器。现场检查发现安装在底坑上方的张紧轮配重垂落在砖块上，如图4所示，造成限速器绳的张紧力不足，致使限速器无法提供安全钳动作所需要的提拉力，出现了限速器－安全钳联动试验失效[8]。

图4 配重垂落在砖块上

（3）对于只靠绳槽与钢丝绳之间摩擦来制停钢丝绳的限速器，没有适当的张紧力，限速器就不能提供安全钳所需的提拉力，即限速器钢丝绳张力不足，安全钳刹车也会出现失效现象[8]。

（4）由于底坑的杂物长期未清理，以及限速器绳伸长后，没有及时收绳和调整张紧轮的安装位置，最终也导致限速器－安全钳试验刹车失效。

3 限速器－安全钳联动失效解决措施分析

结合前文分析，找到了限速器－安全钳联动试验的常见失效原因。为有效预防限速器－安全钳的事故重复发生，特制定了如下几个失效解决措施。

（1）提高限速器－安全钳在用的安全性

所有在用曳引或强制式电梯应安装由限速器触发的安全钳，检查安全钳与限速器联动系统是否匹配，并进行试验以确定该系统有效，否则应对该系统进行调整（不应影响安全部件），从源头上避免限速器－安全钳出现联动失效现象

（2）有效避免钢丝绳的打滑

在电梯设计、安装及后期的使用过程中，应重点对安全钳的复位弹簧、安全钳与钢丝绳间隙等参数进行调整，保证配重块不会轻易掉落，同时，定时对底坑中杂物进行清理和收紧限速器上绳长，调整张紧轮的位置，以此保证限速器钢丝绳具有足够的张紧力，有效避免钢丝绳出现打滑失效现象，保证限速器－安全钳的联动动作可靠有效。

（3）提高安装环节质量

在电梯设备安装之前，需对现场安装人员进行安装培训，并对安装前的限速器－安全钳安装情况进行检查，保证其安装的准确性。同时，提高人员的整体素质，操作时应严格按照电梯的安装操作规程进行操作，避免设备的碰撞，及时找出电梯存在问题及故障类型申报，由电梯生产厂家的专业人员进行设备故障检修排除，切勿私自对电梯故障进行操作。

（4）加强设备的维护保养检查工作

电梯运行过程中，定期对限速器－安全钳的误操作及存在的安全隐患进行检查，发现问题，及时联系相关专业人员进行故障排查，同时，维护人员除了对设备进行日常维护外，还应严格按照电梯的操作说明对电梯中的关键电气路线及开关情况进行检查，早发现、早解决；针对限速器旋转润滑部分，除了清理周边的灰尘外，还需定时添加润滑油，并定期进行限速器动作速度校验。

4 结束语

提高电梯中限速器－安全钳的使用安全性，成为保障电梯安全运行及人员生命安全的重要基础。本文结合限速器－安全钳联动工作原理，开展了其联动过程的失效过程分析，可知安全钳无法夹紧、锁舌转轴无法触发、钢丝绳打滑等因素均是导致电梯限速器－安全钳联动失效的主要原因，找到了其联动的失效规律，由此提出了应该从提高部件使用安全性、避免钢丝绳打滑、提高安装质量、加强维护保养等方面来降低或避免限速器－安全钳发生联动失效的概率，提高电梯的运行安全性，以此保证人员的生命安全。此研究对电梯的设计、安装及维护保养具有重要的指导作用。