电梯安全钳提拉装置失效案例分析

0引言

安全钳担负电梯失控和超速时的保护任务。操纵安全钳动作只能使用机械操纵的装置。安全钳通过限速器作用于提拉装置触发夹紧导轨,从而制动轿厢,避免造成电梯坠落的危险,保障乘客人身安全^[1]。除了限速器和安全钳的有效运行外,提拉装置由于装于轿厢侧边,且位于井道,空间狭小,不利于观察检验,其产生的安全隐患不易排查,故应重视提拉装置的检验,保证其可靠性。

1 安全钳的工作原理

安全钳的工作原理是与电梯的限速器联动工作^[2],如图1所示。当电梯运行速度超过限速器的设定值时,限速器会动作,通过连接的安全钳提拉杆,使安全钳的制动元件接触到导轨,并紧紧夹持轿厢底梁或对重横梁上的安全钳,从而使轿厢制停^[3]。安全钳通常分为瞬时式和渐进式两种。瞬时式安全钳依靠自身的变形和挤压来抵消轿厢的动能和势能,而渐进式安全钳则通过安全钳自身的弹簧夹紧力将轿厢夹持在导轨上^[4]。

2 安全钳提拉装置的失效形式

电梯安全钳提拉装置的失效形式主要包括以下几种:

1)安全钳提拉机构的结构尺寸不正确,提拉杆行程不够,提拉不到位,使楔块接触不到轨道工作面,造成无效动作。

2)安全钳提拉机构的结构设计可能存在问题,如曲柄摇杆机构的设计不正确,导致提拉杆的有效行程不足,影响安全钳的正常工作^[5]。

3)安全钳提拉连杆之间连接不可靠,导致提拉力不足或行程不够,无法有效制动。

4)安全钳提拉连杆安装不到位,导致安全钳无法正常工作^[6]。

5)安全钳提拉连杆经长时间使用,发生变形、断裂等失能情况^[7]。

3 安全钳提拉装置失效案例分析

3.1提拉连杆连接不可靠

3.1.1设备存在的主要缺陷描述

检验人员进行电梯检验时发现,限速器有效动作,但轿厢无法制停。

3.1.2原因分析

该限速器为XS—101型双向限速器,是利用与限速器轮旋转同步的凸轮摆锤在离心力的作用下触发下行电气保护装置,同时也触发机械保护装置,摆锤由调节弹簧拉住。转动速度越大,摆锤的摆动幅度也越大,超速时,摆锤的摆动幅度加大,将触动超速开关切断电梯安全回路。如果速度进一步加大,摆锤的摆动幅度也进一步加大,棘爪卡入制动轮中,限速器机械动作后制动轮停止转动,同时使得限速器压块把限速器钢丝绳压紧在限速器轮上,通过压块和制动轮间的压紧力为限速器钢丝绳提供足够大的摩擦力,从而为安全钳动作提供足够的提拉力。限速器通过钢丝绳与安装在轿厢一侧的安全钳拉杆相连。在电梯继续下降的过程中,限速器绳提供足够的提拉力后,安全钳楔块会在机械连杆的拉动作用下被迅速地提起,同时触发安全钳电气开关。安全钳楔块动作后会与电梯导轨产生巨大的摩擦力,使电梯轿厢制停在导轨上,实现对轿厢安全的保护。

该型号电梯通过绳夹固定连接连杆与限速器绳,连接连杆和安全钳提拉杆用销轴连接,销轴末端用止锁销固定连接,防止销轴松脱。设备2013年投入使用,经过长期运行,销轴末端用止锁销因长期振动或摩擦或长期受力已发生断裂或松脱,如图2所示。进行限速器—安全钳联动试验时,销轴末端用止锁销脱落,限速器钢丝绳连杆与轿厢安全钳提拉杆连接失效,导致限速器被触发后,限速器绳无法提拉连杆触发安全钳,致使轿厢无法可靠制停。

出现该问题的原因:平时维护保养人员对该位置有所疏忽,未进行保养、调整、检查,未发现该重大安全隐患。该问题出现后,一旦电梯制动力不足或曳引失效,出现溜梯下坠,轿厢将失去最后一道保护。

3.2    提拉连杆安装有误
3.2. 1   设备存在的主要缺陷描述
电梯检验时 , 限速器动作 , 电梯下行限速器钢丝绳出现打滑 ,无法有效触发安全钳。
3.2.2   原因分析
提拉杆安装结构如图3所示 。对其进行受力分析 ,正确安装方式下 ,部件A和部件B受力方向相同;而错误安装方式下 , 部件A和部件B受力方向相反 ,使得部件A产生力矩M 。故而在错误安装方式下 ,想要提拉部件B动作安全钳需要更大的拉力 ,此拉力超出了限速器依靠摩擦力所能提供拉力的范围 , 因此安全钳无法可靠动作。

综上所述,安全钳拉杆装反是导致本台电梯联动试验失效的直接原因,装反部件使得位置关系跟受力结果与设计值不符,制动元件提拉不到位;间接原因:厂家设计时未考虑“防呆”设计,使得部件反向仍能安装,电梯能正常运行;电梯安装单位安装完成后未进行自检,未及时发现设备存在问题。

3.3提拉连杆断裂

3.3.1设备存在的主要缺陷描述

在对该梯进行安全评估时,进行限速器—安全钳联动试验,安全钳拉杆被拉断,导致试验无法完成。

3.3.2原因分析

由现场维保人员知悉,该拉杆使用过程中断裂后,维保人员直接用焊机焊接上继续使用,也未进行联动试验测试抗拉能力是否满足要求。原本螺栓的强度是4.8级,M12螺栓的应力截面积为84.3 m²,再根据GB 50017—2017《钢结构设计标准》中抗拉强度为170N/m²,计算最大拉力为170×84.3=14331N。GB/T7588.1—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》中规定: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;b)300 N。限速器能提供的张力远远小于上述计算的最大拉力,所以并非原本螺栓的强度不足导致被拉断。此次螺栓之所以被拉断(图4)是因为经过焊接,其抗拉强度不再满足要求。

3.4检验建议

综上所述,在对限速器—安全钳装置进行检验时,除进行试验验证外,还应注意以下几点:

1)限速器—安全钳联动各机构应该连接可靠,安全钳拉杆应能够随着限速器动作快速可靠动作,不应存在脱离情况。

2)限速器—安全钳系统各零部件应保证一定的强度,避免各部位由于振动、摩擦或者动作而失效,紧急情况下能为安全钳动作提供足够拉力。

3)限速器—安全钳联动系统是非常重要的安全系统,尤其需要注意的是限速器—安全钳连接位置在轿厢侧面,较不容易查看,维护保养单位应加强该项目的维护保养,加强定期检查。对应出现过类似问题的设备,应该对该型号同类安全钳连杆进行隐患排查,排查类似缺陷。

4)安全钳拉杆连接位置特殊,检验时容易被忽略,检验人员检验时应多关注安全钳拉杆连接及限速器—安全钳各部件的运行情况,排查可能出现的安全隐患。

4结束语

在电梯运行过程中,安全钳提拉装置的正常工作至关重要,它能在电梯超载或运行异常时,及时阻止电梯继续运行,保护乘客的安全。如果安全钳提拉装置失效,可能会导致电梯在超载或者其他异常情况下继续运行,增加了乘客的风险。本文根据安全钳提拉装置失效的案例,分析了安全钳提拉装置失效的原因和后果,在分析电梯安全钳提拉装置失效的原因时,需考虑机械故障可能是磨损、损坏或者设计缺陷导致的,需要定期进行检修和更换。在检验时除了进行试验验证外,还应注意提拉装置的结构状态,防患于未然。

[参考文献]

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[6] 叶青林,宋涛.电梯限速器—安全钳联动试验有效并不代表限速器可靠[J].中国电梯,2020,31(9):36—38.

[7]许舒艳.电梯安全钳动作受力分析及失效探究[J].设备监理,2019(4):46—47.

2024年第18期第10篇