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电梯安全钳动作原理及误动作分析

来源:搜论文知识网位置:机械论文时间:2011-06-24 17:22

  摘要:电梯的限速器安全钳联动机构是电梯安全系统中重要的保护装置之一,它能够在电梯超速或坠落的情况下起到保护乘客及设备安全的作用。但在实际使用中,却存在电梯安全钳误动作的现象,影响电梯正常运行,同时可能会给电梯造成损坏和对乘坐人员造成伤害。本文通过介绍电梯安全钳的动作原理和受力情况,分析了安全钳误动作的几种形式及其原因,给出了预防安全钳误动作的一些有效措施,这对保障电梯安全运行具有重要意义。
  关键词:电梯,安全钳,动作原理,误动作
  
  前言:近年来,随着中国城市化进程的加快,城市中的高层建筑越来越多,而电梯作为高层建筑中载人的垂直交通工具,它与人们生活的联系也越来越密切,因而电梯运行的安全问题也受到了人们的普遍关注。电梯限速器安全钳联动机构作为电梯的重要安全保护装置之一,其作用是在电梯超速、运行失控或悬挂装置断裂时,迅速将电梯轿厢制停在导轨上,并保持静止状态,从而避免发生人员伤亡及设备损坏事故。然而在实际使用中,却存在一些电梯轿厢未超速的的情况下而安全钳动作的现象,这就是安全钳误动作。这种非正常的安全钳误动作会给电梯的正常运行造成困难,严重时会给电梯造成损坏和对乘坐人员造成伤害,因此有必要对安全钳的动作原理及误动作原因进行分析,并采取合理的相关预防措施,防止安全钳误动作现象的发生。
  1电梯限速器安全钳联动机构原理
  1.jpg
  图1限速器-安全钳系统示意图
  安全钳与限速器通过联合动作起作用,其联动原理如图l所示。限速器反映了电梯轿厢或对重的实际运行速度,当电梯的运行速度达到或超过设定的极限值(即限速器动作速度,一般为额定速度的115%以上)时,限速器制动而停止转动,切断控制电路,并借助绳轮中的摩擦力或夹绳机构提拉起安装在轿厢梁上的连杆机构,迫使安全钳动作,使轿厢强行制停在导轨上。
  2安全钳的种类与结构
  电梯安全钳根据其工作原理可分为二种类型:瞬时型(结构如图2、图3所示)、渐进型(结构如图4、图5所示)。
  2.jpg
  1.楔块2.钳体1.滚子2.钳体
  图2楔块型瞬时式安全钳结构图3滚子型瞬时式安全钳结构
  (1)瞬时型安全钳结构制动元件是刚性的,其制动力是利用自锁夹紧原理,根据夹紧元件不同常见的有楔型、滚子型这二种,一旦夹紧元件与导轨接触,就不需任何外力而依靠自锁夹紧作用夹紧导轨,制动力很大,能使轿厢立即停止,轿厢制停过程中轿厢的动能和势能主要由安全钳的钳体变形和挤压导轨所消耗。其中楔型式安全钳80%的能量由安全钳的钳体变形吸收,滚子型安全钳近80%的能量由挤压导轨吸收。由于制停时产生较大的减速度,根据《电梯制造与安装安全规范》[1]中规定,瞬时型安全钳只能用于时速小于0.63m/s以下的电梯。
  (2)渐进型安全钳制动元件是通过某些部件作用能够使制动力受控而不至于产生的减速度过大,目前最常用的渐进型安全钳是恒制动力型安全钳,常见的有楔块型(结构如图4)、滚子型(结构如图5)这二种,其原理与瞬时安全钳不同之处在于夹紧元件的支承点不同瞬时安全钳的夹紧元件支承在钢性元件上的,而渐进型安全钳的夹紧元件支承在弹性元件上的,其夹紧力是在制动元件锁死后,由弹性元件的弹力决定的,其弹性元件的压紧力是恒定,由此产生的摩擦力也是恒定的,因此其制停减速度是不变的。若安全钳动作时,从而也能较好的保护人身与电梯设备的安全。渐进型安全钳可用在所有电梯中。
  3.jpg
  1.楔块2.钳体3.调整弹簧1.滚子2.钳体3.调整弹簧
  图4楔块型渐进式安全钳结构图5滚子型渐进式安全钳结构
  3安全钳动作的条件分析(以楔块型安全钳为例)
  3.1安全钳楔块受力分析
  当向下运行的轿厢被安全钳楔块卡住并静止在轨道上时,楔块的受力如图6所示,这时楔块共受7个力的作用:轿厢对楔块的正压力,轿厢对楔块的摩擦力,导轨对楔块的正压力,导轨对楔块的摩擦力,限速器绳的拉力,以及拉杠上的弹簧对楔块的作用力和楔块的重力,由此在垂直方向可得平衡方程式:
  (1)
  取合力,则上式可变为:
  (2)
  3.2限速器动作的情况下,钳块的受力分为两个阶段:
  (1)钳块尚未与导轨接触时,轿厢对钳块的正压力,轿厢对钳块的摩擦力,导轨对钳块的摩擦力,则钳块只受拉杠弹簧对其作用力和限速器绳的拉力(重力忽略不计),所以钳块被提起的条件是:;
  (2)当钳块与导轨接触时,钳块受拉杠弹簧对其作用力与合力(重力忽略不计),则钳块被提起的条件是;
  3.3限速器未动作而钳块与导轨接触时,钳块的受力情况
  当限速器未动作而钳块与导轨发生直接或间接接触时,钳块受拉杠弹簧对其作用力和合力(重力忽略不计),因限速器绳的拉力,则,当,即,则钳块被提起。
  4.jpg
  图6安全钳钳块受力分析
  4安全钳误动作的几种形式及原因分析
  4.1限速器在未达到规定速度时发生动作引起的安全钳误动作。
  (1)限速器的测速误差导致安全钳误动作。根据国标《电梯制造与安装规范》[1]中第9.9.1条规定,操纵轿厢安全钳装置的限速器动作速度应满足:动作速度,其中为电梯运行的额定速度,如果在限速器调试或校验过程中,由于测速误差而使设定的动作速度小于该动作速度时,则会引起安全钳误动作。
  (2)限速器弹簧的预紧螺栓松动。限速器弹簧的预紧螺栓松动导致弹簧预紧力减小,使限速器整体动作速度发生改变,则会引起安全钳误动作。
  (3)限速器绳轮摩擦阻力增大而引起的安全钳误动作。限速器绳轮组件损坏或者轴承润滑不良,以及异物卡住限速器绳轮等,从而导致绳轮旋转的摩擦阻力增大,当其阻力大于安全钳的提拉力时使安全钳产生误动作。

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