限速器安全钳联动试验的失效分析及探讨

摘要：限速器安全钳结构作为电梯安全系统当中不可或缺的一部分，是电梯运行的最后一道安全保障措施，关系到电梯运行的安全性及乘梯人员的切身利益。阐述了限速器安全钳的工作原理，同时从限速器钢丝绳打滑、限速器棘爪不能卡住棘轮和电气开关不动作等3个方面对限速器安全钳联动试验失效问题进行了全面分析，最后对检验过程中碰到的一则案例进行分析。该案例主要是限速器夹块与钢丝绳间隙不当导致限速器钢丝绳打滑造成限速器安全钳联动试验的失效，在分析的基础上针对限速器安全钳联动试验失效提出几点应对措施与建议，为后期的检验提供参考。

关键词：电梯;限速器安全钳联动试验;失效问题

中图分类号：TU857文献标志码：A文章编号：1009-9492（2021）12-0274-03

Failure Analysis and Discussion on Linkage Test of Governor Safety Gear

Chen Guanshun

（ Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute，Fuzhou 350028，China ）

Abstract：As an indispensable partof elevator safetysystem，governor safetygearstructureisthelastsafetyguaranteemeasurefor elevatoroperation，which is related to the safety of elevator operation and the fundamental interests of elevator passengers. The working principle of thesafety gear of the speed governor was expounded，and the failure of the linkage test of the safety gear of the speed governor was analyzed fromthree aspects：the slip of the steel wire rope of the speed governor，the inability of the pawl of the speed governor to clamp the main ratchet andthe inaction of the electrical switch. A case encountered in the inspection process was analyzed. This case mainly refers to the failure of thelinkage test of the safety gear of the speed governor due to the slip of the speed governor wire rope caused by the improper gap between theclamp block of the speed governor and the wire rope. Based on the analysis，some countermeasures and suggestions were put forward for the linkage test failure of governor safety gear，so as to provide reference for later inspection.

Key words：elevator;linkage test of governor and safety gear;failure problem

0 引言

在全面推進城市化的进程中，我国各个城市在不断扩张的同时，又面临严峻的用地问题，高层建筑、超高层建筑就成为解决上述问题的重要措施。在全面兴建高层建筑、超高层建筑的过程中，电梯作为至关重要的配套设施，能否稳定、安全地运行，直接关系到广大人民群众的生命安全[1]。随着电梯数量的不断增加以及老化，一些可能因为机械或者电气的可靠性设计以及寿命问题产生的安全问题已越来越多地出现，对人民群众的安全产生严重的影响，特别是电梯安全保护装置的失效会产生严重的事故隐患和安全事故。

限速器安全钳联动作为电梯出现超速故障情况下的保障措施，为电梯的安全运行起到关键的作用。在电梯运行中限速器安全钳系统能否可靠联动决定着安全钳能否可靠动作。在限速器安全钳这个安全系统中收稿日期：2021-09-0如果某个部件失效，都可能导致限速器安全钳联动失效从而使运行中的电梯在下行超速或者坠落过程中失去安全保护。本文介绍了限速器安全钳联动的工作原理，从限速器钢丝绳打滑、限速器棘爪不能卡住棘轮和电气开关不动作等3个方面对限速器安全钳联动试验失效问题进行了全面分析，对检验过程中碰到的一则案例进行分析并围绕失效问题制定针对性的解决措施，才能够有效保障电梯的安全运行[2]。

1限速器安全钳的原理

电梯限速器安全钳联动的结构原理如图1所示，限速器通常是利用钢丝绳连接安全钳拉杆，安全钳主要设置在轿厢两侧位置，在电梯运转进程中，为有效保障限速器响应速度满足要求，通常会在电梯井道的底坑位置，专门设置与限速器之间进行配套的张紧装置。当电梯在运行时，通过钢丝绳进行牵引，限速器可以始终跟随电梯垂直运动而不断旋转，两者之间的速度呈现为正相关联系。当电梯速度超出设置的阈值，即限速器相关速度达到阈值，则会自动触发相应的电气开关，对整个安全回路进行切断，电磁制动器进入到失电状态，使电梯进行紧急制动。如果电磁制动器存在失灵的问题，这个过程中电梯正处在下行的情况，限速器能够直接卡住钢丝绳，直接强制电梯停在导轨上面。这个过程中能够有效防止曳引机持续工作，系统通过安全钳进行限制，安全钳启动的状态下，能够直接将控制回路完全切断，从而有效避免曳引机继续转动，最终实现及时制动、保障安全的目标[3]。

2 限速器安全钳联动试验失效问题分析及应对措施

2. 1钢丝绳打滑

对于限速器安全钳联动试验来说，钢丝绳打滑是一种常见的失效问题，因为打滑引发轿厢下行不能够顺利制停。根据《电梯制造和安装安全规范》可知，钢丝绳张力需要显著高于安全钳，如果力度超出2 倍，针对安全钳进行的提拉难度则会面临较高难度，极为容易发生联动试验失效现象。钢丝绳打滑的原因主要包含以下几个方面：首先，钢丝绳使用之前，未对钢丝绳长期使用产生的油污实施处理，因为油污过多引发打滑问题;其次，因为电梯运行时间过长，可能导致限速器轮槽发生较为显著的磨损现象，使限速器与钢丝绳之间产生的摩擦力不能满足要求;最后，维修人员更换直径与原来不同的限速器钢丝绳，使其未能与限速器的轮槽相匹配[4]。

针对上述问题，对于限速器安全钳使用的钢丝绳，必须要严格按照要求进行清理，保障钢丝绳不存在油污问题。与此同时，严格按照要求定期针对钢丝绳、限速器轮槽进行维护保养，倘若电梯使用频率高，还需要按照要求进行更换，且需要保证钢丝绳、限速器轮槽完全满足要求。

2. 2 棘爪不能卡主棘轮

在电梯下行进程中发生超速问题，旋转的限速器通过离心作用能够使棘爪顺利卡在固定的棘轮当中，以此来触发安全钳动作，最终顺利进行制动[5]。但在限速器安全钳联动试验过程中，会发生棘爪不能卡住棘轮的失效问题，主要原因在于棘爪生锈发生卡滞现象，导致棘爪往只能够下压到1/4左右，不能够针对棘轮实施限制。对于上述失效问题，需要定期针对棘爪进行清理，将锈蚀完全清理干净，特殊情况下需要针对棘爪、棘轮等相关配件进行更换处理。

2. 3 限速器电气开关不动作

限速器安全钳联动试验过程中，电气开关不动作也是常见的失效问题之一。即限速器相应的动作速度未能与电梯额定速度之间进行有效的匹配，当限速器的动作速度高于标定动作速度，极易导致动作时间延迟，引发电气开关不动作的问题。针对上述问题，需要严格分析各项设备资料，系统核对现场设备出厂资料，保障限速器的型號、规格满足要求，并在日常维护工作中注重观察分析，以便于及时发现故障、排除故障。

3 案例分析

3. 1 案例概述

在对某使用单位的一台设备进行定期检验做限速器-安全钳联动试验时，短接限速器和安全钳的电气安全装置，轿厢空载，人为使限速器动作，观察轿厢的制停情况，现场发现，下行过程中棘爪卡入棘轮，限速器绳轮停止转动，但是，限速器钢丝绳在绳轮上打滑，曳引钢丝绳也没有在曳引轮上打滑，无减速现象。初步判断安全钳没有动作，导致轿厢继续下行，限速器安全钳联动装置失效[6]（-）。

3. 2原因分析

（1）该设备的限速器型式为夹持式限速器，如图1所示，当轿厢下行速度达到限速器机械动作速度时，限速器甩块在离心力作用下甩开，甩块往外甩开时顶开棘爪的限位杆，使得棘爪在弹簧的拉力下卡入棘轮，迫使绳轮停止运转，同时拉动夹绳块组件，夹绳块组件上的长杆打掉限速器电气开关，同时夹绳块夹持在钢丝绳上，限速器通过夹绳块将钢丝绳压紧在绳轮上，使钢丝绳与绳轮、钢丝绳与夹绳块摩擦，限速器绳在摩擦力的作用下不能随轿厢一起运动，从而使钢丝绳获得一定的提拉力，从而提拉轿厢梁上的机械连杆带动安全钳停止运动，但轿厢仍在向下运行，钳块与轿厢产生相反运动，即安全钳被提起与导轨紧密贴合，从而制停轿厢。

（2）限速器钢丝绳产生的牵引力不足以及安全钳与导轨之间的间隙调整不当也可能是导致限速器钢丝绳在绳轮上打滑的原因，现场通过钢丝绳夹住限速器下行方向的钢丝绳，安全钳动作，轿厢可能靠制停，排除了安全钳与导轨间隙不当的因素。因此针对牵引力不足的情况进行讨论研究。GB7588-2003对限速器钢丝绳的牵引力提出了具体的要求[7]：“9. 9. 4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者：①安全钳起作用所需力的两倍;或②300 N”。

（3）对限速器钢丝绳产生的牵引力进行计算分析，了解哪些因素是影响牵引力大小的原因[8]。限速器钢丝绳牵引力计算模型如图2所示，并依据此模型对提拉力进行推导计算，得出牵引力的计算公式为：

式中：p = P/θ1;u 1 为压紧块与钢丝绳摩擦因数;u2为钢丝绳与轮槽摩擦因数;θ1 为钢丝绳与绳轮接触段夹块包含的角度;θ2为钢丝绳与绳轮接触段夹块未包含的角度;G 为张紧轮自重;P 为夹块压力。

从公式可以得到以下结论。

①θ1、θ2是结构设计决定，无法改变。

②摩擦因数u1、u2减小会导致牵引力减小;在电梯实际使用中，限速器钢丝绳的磨损、限速器绳轮的磨损、由于维保不当在限速器钢丝绳上涂抹润滑油等都会导致摩擦系数减小，从而使牵引力减小。

③夹块与钢丝绳压力P 减小会导致牵引力减小。当夹块与钢丝绳间隙过大会导致压紧时弹簧压缩量减小，弹簧产生的预紧力即压力减小，从而使得钢丝绳牵引力减小;从而使得钢丝绳的牵引力也减小;反之，则牵引力增大。因为该电梯为5年内新安装的电梯，由于钢丝绳、夹块或者轮槽磨损摩擦因数不足导致牵引力不足的可能性较低，因此判断是夹块与限速器钢丝绳间隙调整不当造成的钢丝绳牵引力不足。通过调小夹块与钢丝绳间隙，增大夹块压紧时对限速器钢丝绳的压力来增大牵引力，再对其进行限速器-安全钳联动试验时能可靠制停轿厢[9]。

4 优化措施与注意事项

综合限速器安全钳联动试验失效问题以及检验过程中碰到的案例分析，要求相关工作人员在开展检验或者维护工作的过程中，需要针对限速器安全钳联动进行细致的检查，同时要熟练掌握限速器安全钳联动工作流程、具体结构，严格按照限速器安全钳联动设施检验流程进行规范化操作。对于维保人员来说，在严格落实电梯维保要求的同时，应当按照要求详细观察限速器安全钳联动的机械动作设施、电气设施、钢丝绳等，注意是否存在异响、磨损、腐蚀等现象，同时定期针对相关的设施进行加油润滑。需要注意的是，维保人员还需要结合电梯所处环境，制定针对性的维保计划，如对于海边的电梯维护，应当按照要求使用不锈钢材质的弹簧，并适当提升检修的频率，从而有效保障电梯运行安全[10]。

5 结束语

限速器安全钳结构作为电梯安全系统当中不可或缺的一部分，是电梯运行的最后一道安全保障措施，必须要严格按照要求开展限速器安全钳联动试验，而限速器钢丝绳打滑、限速器棘爪不能卡住棘轮和电气开关不动作是产生限速器安全钳联动试验失效主要问题，针对引发失效问题的诱因进行全面地分析，结合检验过程中碰到的限速器夹块与钢丝绳间隙不当导致限速器钢丝绳打滑造成限速器安全钳联动试验失效的问题制定针对性的解决策略，通过科学合理的检验工作、维保措施，切实保障限速器安全钳联动设施的稳定运行。

参考文献：

[1]王冬梅. 浅析一起电梯定期检验中限速器-安全钳提拉机构断裂案例[J]. 特种设备安全技术，2019（3）：40-41.

[2]张兴旺. 电梯检验中限速器—安全钳联动试验失效原因及对策[J ]. 海峡科技与产业，2018（7）：19-21.

[3]王佳楠. 电梯定期检验中限速器安全钳联动机构故障解析[ J ]. 科技创新与应用，2020（10）：135-136.

[4]张津源. 限速器-安全钳的检验方法和案例分析[J]. 机电工程技术，2021，50（7）：283-284.

[5]祁伟. 电梯限速器-安全钳联动试验失效分析[J]. 中国设备工程，2020（10）：175-176.

[6]王文凯. 张文忠. 张红坤，等. 电梯限速器与安全钳安全连杆失效分析及优化改进[J ]. 安阳师范学院学报，2021（2）：87-91.

[7] GB7588-2003，电梯制造与安装安全规范[S ].

[8]陈海林. 黄曦煜. 电梯限速器—安全钳系统常见故障解析与检验方法探讨[J]. 西部特种设备，2021（6）：43-48.

[9]温炯良. 电梯限速器-安全钳联动试验的失效分析[J]. 自动化与信息工程，2020（4）：61-63.

[10]张秀彬. 一起“限速器安全钳联动试验失效”案例的原因分析及对策研究[J]. 质量技术监督研究，2014（5）：37-39.

作者简介：陈官顺（1982-），男，硕士研究生，研究领域为特种设备检验。

（编辑：王智圣）