电梯限速器触发失效案例分析

0引言

电梯的安全保护控制系统包括限速器、安全钳及缓冲器,它们协同工作,能够确保乘客人身安全及载重物免遭意外损坏。如果由于某些特殊的原因导致轿厢出现过载、失控或者掉落的危险,限速器和安全钳将会及时响应,从而避免乘客及载重物受到伤害^[1—3]。

1 限速器—安全钳联动机构的工作原理

限速器和安全钳装置包括限速器、安全钳、限速器钢丝绳和张紧轮等部分,结构如图1所示。

限速器—安全钳联动的工作原理:当电梯的运行速度超过预定值时,限速器触发固定住限速器钢丝绳,随着轿厢的超速下行,限速器钢丝绳拉起安全钳的提拉杆装置,从而触发安全钳,至此限速器的工作完成^[4—6]。电梯持续下行,因安全钳楔块接触导轨工作面,电梯的运行将不断使摩擦件与导轨的间隙减小,最终将电梯制停。并且在提拉杆的动作过程中通过杠杆上的凸轮或打板,使电气安全装置动作,切断电气安全回路使电机停止运行^[7—9]。

2 限速器—安全钳系统的检验检测

2.1 限速器的有效触发

当电梯运行速度超过预定值时(通过限速器动作速度校验,确认限速器的动作速度在要求范围内),限速器通过摆锤或者离心式结构使棘爪进入绳轮的止停爪内,从而使限速器停止运转并固定住限速器钢丝绳,随着电梯的持续运行,限速器钢丝绳拉动安全钳提拉装置,从而触发安全钳制动轿厢^[10]。在检验过程中,人为动作使得棘爪卡入停止爪,确认限速器能否有效触发。

常见的触发失效形式有:1)摆锤或者离心式结构动作后,无法使棘爪进入绳轮的止停爪内;2)限速器钢丝绳的拉力不足,无法触发安全钳动作从而刹停轿厢。

2.2 限速器—安全钳联动试验的检验方法

电梯按相应载荷承载,在适当位置处,人为按操作说明触发限速器。电梯继续下行,电气安全开关断开,使电梯停止运行^[11]。短接电气安全开关,控制电梯继续检修下行,限速器绳拉动安全钳提拉装置,此时安全钳装置的电气安全开关应先动作使电梯停止运行。然后再将安全钳装置的电气安全开关也短接后,再点动控制电梯下行,此时检验员观察到曳引钢丝绳与曳引轮打滑(或者电动机堵转),说明限速器—安全钳联动试验有效^[12]。若该电梯只配置紧急电动功能,在限速器—安全钳联动试验之后,分别将限速器、安全钳电气开关逐一短接,机房控制柜切换至正常模式,由维保人员在轿顶以检修模式向下运行,若轿厢不能运行,说明限速器、安全钳电气开关分别有效。

无机房电梯的限速器—安全钳联动试验判断方法:当安全钳动作后,打开轿厢所在位置的层门,在轿厢相应位置作上标记,关闭层门,操作电梯下行按钮,让轿厢下行,再打开轿厢所在位置的层门观察所作的标记,查看轿厢是否发生移动,如果没有发生移动,则说明联动试验动作可靠。

3 失效案例分析

3.1 限速器触发后无法有效制动

3.1.1设备存在的主要缺陷描述

检验人员在对该新装电梯进行综合查验, 以125%额定载荷进行轿厢限速器—安全钳联动试验时,出现限速器动作后,检修下行限速器钢丝绳打滑,轿厢仍继续向下运行,限速器—安全钳联动试验失效。

3.1.2原因分析

根据现象,分析可能造成的原因:1)限速器未能提供足够的提拉力,如限速器压块未压紧钢丝绳或钢丝绳与限速器轮槽的摩擦力不足,产生打滑;2)安全钳提拉机构有问题,限速器动作后无法提拉安全钳动作;3)安全钳动作后不能提供足够的制动力制停轿厢^[10—12]。

经过观察和调节,联动时限速器钢丝绳仍然打滑,所以初步排除了限速器的原因,继续排查安全钳。

该电梯为上提拉式安全钳提拉机构,但发现与常见结构有所不同,通常提拉杆为对称型;而该电梯提拉杆为类似菜刀的非对称结构,如图2所示;查阅该电梯安装说明书,安全钳提拉杆为降本结构, 如图3所示,其“刀身”开有斜槽,“刀把”与安全钳楔 块的拉杆联动;限速器钢丝绳固定于“刀头”之上。比对现场实物图2与安装图纸图3,发现该提拉杆安装位置与要求相反,可以判定这是造成安全钳联动失效的根本原因。

失效分析:该结构正确装法如图4(a)所示,错误装法如图4(b)所示。

1)图4(a)安装制造设计的尺寸,能保证限速器拉杆A、楔块拉杆B、摩擦件楔块与导轨其他部件准确的位置关系,确保楔块与导轨距离满足钳刹要求,产生制动力。而图4(b)将A反装,造成机构尺寸改变,摩擦楔块与夹紧部件和导轨间隙变化,不满足设计尺寸要求。

2)对其受力分析,A在开槽处受支点作用力F_A分解水平方向F_Ax和竖直方向F_Ay,在铰链O处受力F_B分解水平方向F_Bx和竖直方向F_By。图4(a)中F_Ax和F_Bx同向,而图4(b)中F_Ax和F_Bx方向相反,造成A产生力矩M,使得图4(a)中提升所需的拉力大大超过图4(b)所需的拉力,也超过限速器所能提供的拉力,所以安全钳无法动作。

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,制动原件提拉不到位;间接原因是厂家设计时未考虑“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。

3.1.3处理建议

要求安装单位整改达到安装说明的要求,保证安全钳的准确可靠动作。

电梯安装单位需注意图纸要求,严格按照安装说明施工,特别是安全钳等保障安全的装置,安装时要保障其有效性、可靠性;电梯安装单位安装完成后应做好自检,检查各部件情况,排除缺陷,避免出现原则性问题的遗留。

3.2 限速器无法有效触发

3.2.1设备存在的主要缺陷描述

检验中发现轿厢限速器—安全钳联动试验不可靠。限速器动作时,甩块甩出。棘爪未见动作。限速器机械动作不可靠。

3.2.2原因分析

现场调查:翻看近期维护保养记录,最近的一次限速器维护保养在1个月前,维保检查结果为符合要求。询问后得知限速器仅进行了清洁和润滑,检查了调节弹簧的封记是否完好。未进行限速器模拟动作。

限速器在长时间工作后,如图5所示,原螺丝1未紧固,直至松脱缺失。模拟限速器动作,当限速器运行速度提高至一定速度的时候,甩块会在旋转离心力的作用下,克服调节弹簧的拉力甩出。同时触发机构的构件1逆时针旋转,抬顶螺丝1。螺丝1抬升让棘爪定位扣离开原来位置,棘爪脱离定位扣后在调节弹簧的拉力下落入棘轮,限速器提拉钢丝绳。由于螺丝1的缺失,造成棘爪定位扣无法离开原来位置,棘爪就无法落入棘轮,限速器无法提拉安全钳。

隐患分析:限速器缺失螺丝后,棘爪就无法动作并落入棘轮,导致限速器不能有效工作,安全钳不能被钢丝绳提拉动作。轿厢存在失速坠落底坑的重大安全隐患。

3.2.3处理建议

1)恢复限速器缺失的螺丝,并进行限速器动作速度校验后,在校验后对部件螺丝等进行定位,封记标识。封记是对限速器动作速度整定并加以封记后,对影响动作速度的任何调整,都将明显损毁原封记。这里所要求的封记不仅应加在调整速度的部位,其他任何可引起限速器开关动作速度,以及夹绳力变化的可变动部位都应加封记。

2)对该螺丝采取防松脱措施,防止再次丢失。可以采用对紧螺母,从两边对螺丝进行对紧。

在近期应跟踪该限速器,维护保养中应加强限速器重要部件的检查。限速器保养,除了清洁润滑和两年一次的限速器动作速度校验,还应在季度和半年的保养中对限速器部件的封记是否变动,以及限速器动作的可靠性进行验证。

4结束语

限速器—安全钳系统作为防止电梯坠落的安全部件,对于保障电梯的安全运行格外重要。本文根据限速器—安全钳系统中限速器触发失效的案例,分析了限速器触发失效的原因和后果,除了验证限速器是否能使棘爪动作,还应确认限速器钢丝绳能否有效触发安全钳动作。检验人员在检验时应对可能造成该项目失效的原因予以高度重视,防患于未然。

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2024年第14期第16篇