电梯限速器钢丝绳分离装置设计及研究

【摘要】本文介绍了电梯限速器的工作原理，相关研究以及现行校验中常用的限速器钢丝绳脱槽方式，同时指出了现有限速器校验过程中存在损伤限速器钢丝绳的问题，基于此，提出了一种可有效解决该问题的限速器钢丝绳分离装置，并对该装置的整体结构进行了分析。该装置可以有效提高电梯限速器校验效率，供相关人员参考借鉴。

【关键词】电梯；限速器；校验；分离装置

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.03.040

【基金项目】普陀区科普创新专项（2021-kp09）。

Design and Research of Wire Rope Separation Device of Elevator Speed Governor

WU Zhenqiang

（Shanghai Institute of Special Equipment Inspection and Technical，Shanghai 200062，China）

Abstract：This article introduces the working principle of elevator speed governors，related research，and the commonly used method of removing the speed governor wire rope in current verification. At the same time，it points out the problem of damaging the speed governor wire rope during the current verification process. Based on this，a speed governor wire rope separation device that can effectively solve this problem is proposed，and the overall structure of the device is analyzed. This device can effectively improve the efficiency of elevator speed governor verification and is provided as a reference for relevant personnel.

Key words：elevator；speed governor；calibration；separation device

限速器作為电梯安全保护装置，安装在机房或者井道上端，张紧轮安装在底坑中，限速器与张紧轮通过限速器钢丝绳连接。安全钳一般安装在轿厢底部。限速器钢丝绳一端固定在轿厢上部，一端固定在轿厢底部安全钳拉杆上。限速器与电梯轿厢同步运行。限速器的主要作用是监测轿厢的运行速度，当电梯发生超速或者坠落问题时，限速器与安全钳发生联动，从而有效制停轿厢。因此做好限速器的定期检验工作，确保其可靠运行、动作灵敏显得尤为关键[1]

传统的电梯安全钳与限速器联动需要限速器、张紧装置和安全钳之间互相配合，并且下行限速保护器结构复杂[2]。在对限速器进行校验的过程中，需要将限速器钢丝绳从轮槽中脱离出来，而在现有校验方法中，将限速器钢丝绳从轮槽中脱离时会损伤钢丝绳，进而影响限速器的使用。本文采用机械模型设计方法，设计了一种限速器钢丝绳分离装置。相对于现有技术，该装置能够在不损伤钢丝绳的前提下，可以更加安全可靠地将限速器钢丝绳从轮槽中脱离出来，同时该装置具有结构简单、实用性强、拆解和携带方便等优点，可有效提供限速器校验效率。

1限速器工作原理

电梯限速器一般与驱动主机安装位置相同，可以安装在机房或井道中。限速器中间有圆盘，其外圈轮槽内有钢丝绳。安装在机房中的限速器底端与机房地板上均有供钢丝绳穿过的孔，在电梯井道的坑底固定安装着另一个张紧轮。限速器钢丝绳的一端接头与电梯轿厢上的安全钳相连，另一端接头向上绕过限速器绳轮，向下绕过张紧轮，最终连接在轿厢上。利用电梯轿厢运动带动限速器钢丝绳获得电梯的运行速度，保证钢丝绳能够随着电梯轿厢运动，电梯正常运行时电梯轿厢与限速器钢丝绳以相同的速度运行。

当曳引钢丝绳在曳引轮上打滑时，如果打滑后轿厢速度未达到限速器触发速度，最终轿厢将以较缓慢的速度触及缓冲器缓冲。当电梯电磁制动闸失灵或曳引绳由于种种原因严重打滑，或者电梯慢速器出现齿轮断裂，销、键折断造成常规制动手段都已失效时，电梯将超速坠落，这时限速器就是最后的制动保障。限速器的圆盘内有制动块、离心甩块，随着钢丝绳带动圆盘旋转速度加快，带来的离心力增大，甩块向外运动的趋势逐渐增强。

如公式（1）可知，随着电梯轿厢的运行速度越来越大，角速度增大产生的离心力让甩块的位置开始偏离原位。当电梯超过额定速度的115%时，甩块在偏离的过程中会首先碰到限速器的电气开关。电气开关及时发出信号传输到控制柜，控制柜通过反馈从而使驱动主机停止运行。限速器动作过程如图1所示。若电梯速度仍无法下降，限速器旋转速度加大到限速器最大值，甩块便会带动制动块上的棘爪入卡齿槽，完成限速器紧急制动的机械动作，限速器绳被限速器绳夹夹住而无法运动，但由于轿厢仍在运动，从而使钢丝绳拉动轿厢安全钳拉杆，利用安全钳与导轨的摩擦力进行紧急制动，使安全钳动作后将轿厢制停。

2对限速器的相关研究

郑启勐[3]分析了钢丝绳在使用过程中维护保养和操作不到位等影响因素，结合在检验现场经常发现钢丝绳存在磨损、锈蚀、落槽以及跳槽等问题，分析问题产生的原因和危害，并进一步提出了相关处理措施和检验建议。张乃燕[4]通过分析一则电梯钢丝绳发生断裂的案例，通过现场观察、化学成分分析、破断拉伸试验、拆股试验、断口扫描电镜形貌分析、金相组织分析等方法，发现断丝、断股是钢丝绳断裂的原因，并提出了防范钢丝绳断裂的建议。周长昕[5]等介绍了电梯限速器校验时常用大力钳对进行限速器钢丝绳提起和复位的方法，分析了这两种方法存在的缺陷，并设计了一种新型电梯限速器钢丝绳提起和复位装置。涂伟良[6]针对限速器结构特点设计了一种夹持装置，用于限速器钢丝绳脱槽环节，并汇总了限速器校验过程中，不同场景下存在的问题和注意事项。

3传统限速器钢丝绳脱槽方式

按照GB 7588.1—2020《电梯制造与安装安全规范第1部分：乘客电梯和载货电梯》的要求，限速器有上行、下行电气动作速度和机械动作速度，且需要满足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》的要求。受检电梯的维护保养单位应当每2年（对于使用年限不超过15年的限速器）或者每年（对于使用年限超过15年的限速器）进行一次限速器动作速度校验，校验结果应当符合要求。限速器钢丝绳在限速器的轮槽中随轿厢同步运行。限速器钢丝绳自重、张紧轮及其配重的重量，很难直接将钢丝绳从限速器轮槽中脱离出来。在电梯限速器校验过程中，需要校验人员手动将限速轮上的钢丝绳从限速器轮槽中脱离出来。传统限速器钢丝绳脱槽方式有以下几种。

1）通常情况下，校验人员会使用大力钳夹住电梯下行方向的限速轮钢丝绳一端，然后向电梯下行方向点动运行电梯，将老虎钳卡在限速器钢丝绳与楼板的开口处，然后将老虎钳当成撬棍，直至把钢丝绳从限速轮上脱离。通过夹住电梯下行方向钢丝绳可防止安全钳动作，适用于单向限速器。这种拆卸方式会因老虎钳的钳口不够平滑、夹持力过大等原因损坏钢丝绳，且不适用双向安全钳，具有一定的危险性。

2）在底坑地面将限速器张紧轮抬高，在机房提拉限速器钢丝绳，使钢丝绳拉出轮槽。该方法需要维保人员进入底坑，校验时需借助外力维持住脱槽状态下的钢丝绳。此方法操作不便且效率低下。

3）现场拆解限速器。将底坑中限速器张紧轮垫高，利用外力将钢丝绳从轮槽中脱离出来，采用绳夹等装置将限速器钢丝绳固定在轿厢上，然后拆解下来进行校验。此方法多应用于无机房的限速器校验，因其危险性大，一般很少采用。

4限速器钢丝绳分离装置整体结构介绍

针对目前限速器校验过程中出现的问题，本文研究并设计了一种限速器钢丝绳分离装置。该装置结构简单、携带方便，并且能在一定程度上保护限速器钢丝绳，避免了传统方式利用大力钳脱槽所出现夹伤钢丝绳的问题出现。

如图2所示，该分离装置由垫板、把手、球头、螺纹套组成。垫板整体呈圆弧形，其圆弧半径与限速轮的半径相近。把手的末端有球头，便于抓取。螺纹套将把手分成两段，便于拆解、收纳。垫板的两端呈圆角或斜角设置，避免损坏钢丝绳，也有利于钢丝绳向垫板提升。

垫板和把手采用焊接的形式连接，由于限速轮的外部有其他零件（如图3所示），把手在靠近垫板的一端有折弯处。

把手靠近折弯处的一端有螺纹套，折弯处有一定的角度，采用可调整角度的方式，便于垫板伸入到钢丝绳和限速轮之间。垫板的中心处有向限速轮轮槽凹陷的圆弧槽，这样在垫板的外部就形成了一个钢丝绳槽。垫板的两端厚度不相等，一端比较薄，另一端比较厚。在垫板的两侧内部还有翻边，翻边具有以下作用：一是提升整个垫板的刚性及强度；二是翻边可以卡在限速轮的两侧，便于垫板与限速轮之间的定位；三是便于通过把手将钢丝绳从限速轮上撬下。使用时，通过把手将垫板深入到钢丝绳和限速轮之间，并使圆弧槽能够卡在限速轮绳槽的内部，垫板较薄的一端靠近限速轮，这样便于垫板进入钢丝绳和限速轮之间。

5结语

限速器钢丝绳分离装置大大提升限速器校验的工作效率，并且满足不同型号的限速器钢丝绳的脱槽。传统限速器校验所采用的钢丝绳分离方法，经常会造成钢丝绳损伤、夹持不牢、操作不便等问题。而现有校验方法中采用的限速器钢丝绳分离装置更加安全可靠，适用性也更广，并且减少了校验人员数量，减轻了工作强度，同时限速器钢丝绳分离装置具有可拆解，便于收纳、携带，并且垫板具备圆弧槽，不会损坏钢丝绳等优势。

【参考文献】

[1]张学斌.电梯限速器的定期检验分析[J].机电工程技术，2022，51（12）：306-308.

[2]施健杰，吴叶平，娄萍.一种防止电梯轿厢坠落的应急装置设计方案[J].中国电梯，2020，31（8）：58-59.

[3]郑启勐.电梯曳引钢丝绳失效分析及检验[J].机电技术，2022（5）：95-97.

[4]张乃燕.一则电梯曳引钢丝绳断裂案例的原因分析与防范建议[J].中国电梯，2022，33（17）：57-60.

[5]周长昕，郭贝，陈洁，等.一种用于电梯限速器校验的新型钢丝绳提起和复位装置[J].中国电梯，2022，33（11）：11-13.

[6]涂伟良，彭启凤.一种新型限速器钢丝绳夹持装置的设计与研究[J].機电工程技术，2021，50（8）：220-222.

【作者简介】

吴振强，男，1987年出生，工程师，硕士，研究方向为特种设备检验检测。

（编辑：李钰双）