电梯安全钳动作受力分析及失效探究

周赢 周波

摘 要：基于目前电梯安全钳进行制停操作过程中出现的受力失效问题，文章分析了安全钳的工作原理、受力分析，并对其失效原因進行探究。其目的是为相关建设者提供一些理论依据，以实现电梯运行使用安全稳定性的控制目标。

关键词：电梯安全钳；限速器轮槽；限速器钢槽；限速绳；安全钳块

科学技术的不断进步，使得人们对物质生活水平的需求不断提升。电梯已经成为满足当前人们居住、生活便利需求的重要基础设施，其安全稳定性直接决定了人民群众的生命财产安全。然而，电梯在实际运行使用过程中存在安全钳动作失效问题，为此，研究人员应在电梯安全钳动作受力分析的基础上，探究安全钳失效的原因，并提出了控制失效的方式方法。这是提升现代化经济建设水平的重要课题内容，相关建设人员应将其重视起来。

1 电梯安全钳工作原理

在保证电梯安全稳定性的设施装置中，安全钳是按照制停速度差异而分为两种形式，即渐进式和瞬时式。其中渐进式主要作用于电梯运行速度大于0.63m/s；瞬时式则是作用于电梯速度小于0.63m/s。由于电梯安全钳系统是由张紧轮、限速器以及安全钳等部件共同组成的，这就使其作用于失控时，受诸多因素的影响。为此，研究人员应在明确其作用原理的基础上，探究其受力以及失效的原因。具体来说，其工作原理为，电梯在运行过程中因失效而突发快速下降时，限速器卡紧机构以制停限速轮转动。此时，安全钳在限速绳摩擦力作用下，以相对于轿厢的向上运行状态，通过钳块与导轨并紧。这样一来，基于安全钳的摩擦力作用，就可以实现电梯轿厢的制停，从而避免安全事故的出现[1]。

2 电梯安全钳动作受力分析

电梯安全钳受力分析可从4种不同受力情况来来进行分类。第一种，电梯轿厢处在被安全钳块完全卡住状态，此时，钳块需受到6个力的作用，且轿厢与钳块因相互作用而产生正压力F。这种情况下，轿厢会给钳块一个反作用摩擦力，导轨与钳块因相互作用而产生正压力Q，而限速绳自身产生摩擦力T。根据力的平衡原理可以得出，F·sinθ-Ffcosθ-Q=0F·cosθ+Ffsinθ-T=0，式中T指的是摩擦系数。第二种，轿厢与钳块和导轨之间没有相互作用力，换句话说，就是安全钳处在无动作时的受力情况。第三种，安全钳与导轨之间因可能进入的异物存在力的作用，此时，安全钳受合力和拉杆的作用力，导轨则对钳块产生摩擦力。这一分析结果意味着，当电梯处于正常制停状态，导轨会对钳块产生摩擦力，相关人员可根据拉杆作用力与合力的大小关系，来判断电梯安全钳是否会产生误动作。即当拉杆力小于合力时，安全钳块会因异物作用而产生误动作；当拉杆力大于合力时，安全钳块则无动作保持静止。第四种，限速器发挥作用，安全钳块受到的作用力状况分两种，即安全钳块与导轨不接触，钳块受自身重力、限速轮槽、限速绳摩擦力以及拉杆弹簧作用力；安全钳块与导轨接触，钳块受合力、拉杆力以及限速绳摩擦力的作用[2]。此过程，如果拉杆上的弹簧力调得过小，就容易产生误动作；而调得过大，安全钳很有可能失效。

3 电梯安全钳失效探究

3.1 限速器轮槽失效

电梯在日常运行使用过程中，安全钳动作失效具有突发性特点，这是长期积累所致。具体来说，当电梯使用时间不断增加，限速器轮槽会出现不同程度的磨损现象。经研究表明，限速器轮槽的磨损问题不会即刻表现出来，而是会随着电梯使用频率的增加与运行速度的加快逐渐将问题深化。当限速器轮槽的磨损达到一定程度时，限速器的钢绳就会发生变化，即在相对位置处于下降状态，从而导致其无法作用于正确位置。此时，夹绳钳无法接触到限速器钢绳，还有一种情况，就是夹绳钳虽与钢绳接触，但其产生的制动力无法保持正常的作用状态，这就会导致安全钳动作失效问题的出现。电梯运行维护人员要对其进行解决控制，需对限速器轮槽进行定期检查，以及时调整限速器夹绳钳和钢绳的位置，必要的情况下，则要通过更换零部件，以避免安全事故的发生。

3.2 限速器钢绳失效

研究表明，电梯在运行使用过程中会因内外部诸多因素的影响而发生安全事故。安全钳的制动是用来保护使用电梯人员安全稳定性的关键部位，然而，安全钳元件问题会影响其作用效果的发挥，进而直接导致电梯受安全问题的威胁。而限速器钢绳失效是导致安全钳失效的重要原因之一，具体来说，当限速器发挥作用时，由于钢绳打滑，使得安全钳无法瞬间被提动。这种情况，是由于安全钳后续作用力不足导致的。为此，研究人员可根据《电梯制造与安装安全规范》中的要求，将限速器的张紧力控制在两个数字值的最大值以上[3]。此外，为避免安全钳失效，相关人员应将安全钳的作用力达到动作里的两倍或是200N，来实现其作用价值。由此可以看出，针对安全钳限速器失效问题可通过调整钢绳的张紧力来实现控制目标。

3.3 安全钳间隙过大

电梯运行使用过程中，安全钳间隙过大会造成失效问题。具体来说，安全钳提拉机构拉到极限位置后，其间隙过大，会使得安全钳楔块不能与导轨工作面接触，进而导致制动失效。基于此，研究人员可按照相关标准要求调整安全钳的间隙，来提高安全钳两侧间隙的均匀性。

4 结语

总体而言，電梯运行使用过程中，安全钳失效会严重威胁电梯使用的安全性。为此，研究人员应在多种受力情况下，明确安全阀的受力原理，进而找出安全钳失效的原因。这里指的安全钳失效主要是由：限速器轮槽失效、限速器钢绳失效以及安全钳间隙过大导致的。失效处理人员可通过调整限速器夹绳钳和钢绳位置、钢绳张紧力以及安全钳间隙，来恢复期受力的均匀性。

参考文献

[1]王松华，王皓.电梯安全钳动作受力分析及失效探究[J].中国高新技术企业，2015，（32）：74-75.

[2]李鹏，乔真.电梯安全钳动作原因分析及检验注意点[J].中国高新技术企业，2014，（12）：35-36.

[3]刘登科.电梯限速器一安全钳系统失效原因分析与维护保养心得[J].科技资讯，2011，（8）：127.

（作者单位：满洲里市特种设备检验所）