電梯上行超速保護(hù)實(shí)現(xiàn)方式及檢驗(yàn)方法探討

李 鋼

（北京市朝陽區(qū)特種設(shè)備檢測(cè)所，北京100122）

0 引言

曳引驅(qū)動(dòng)電梯依靠曳引電動(dòng)機(jī)，通過曳引鋼絲繩一端連接轎廂，另一端連接對(duì)重裝置，利用二者重力，使曳引鋼絲繩緊壓在曳引輪上，利用曳引鋼絲繩與曳引輪輪槽之間的摩擦力帶動(dòng)轎廂沿導(dǎo)軌上下運(yùn)行。因此如果對(duì)重裝置的重量大于轎廂側(cè)重量，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、曳引系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)的任何一個(gè)環(huán)節(jié)失效都可能導(dǎo)致電梯上行超速，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致轎廂沖頂。因此，為了防止電梯上行超速?gòu)亩l(fā)生沖頂事故，GB7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》規(guī)定，曳引驅(qū)動(dòng)電梯必須裝設(shè)轎廂上行超速保護(hù)裝置［1］。

1 上行超速事故發(fā)生的原因

曳引驅(qū)動(dòng)電梯中的對(duì)重裝置是提供曳引力的關(guān)鍵部件之一，對(duì)重裝置的重量與轎廂重量之間存在如下關(guān)系：

式中，G為對(duì)重裝置的重量；P為轎廂的重量；K為平衡系數(shù)，通常取0.4～0.5；Q為電梯的額定載重量。

由式（1）可知，對(duì)重裝置的重量比轎廂大，因此在轎廂空載時(shí)，如果制動(dòng)系統(tǒng)或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)失效，就有可能造成轎廂沖頂。

轎廂沖頂通常是電梯超速運(yùn)行所導(dǎo)致，通過對(duì)電梯事故的分析研究可以發(fā)現(xiàn)，其原因大致包括以下2種：（1）電磁制動(dòng)器銜鐵卡阻或只設(shè)有一套機(jī)械制動(dòng)部件，造成制動(dòng)器失效或制動(dòng)力不足；（2）曳引輪與制動(dòng)器中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，多見于有齒曳引機(jī)的齒輪、軸、鍵、銷等發(fā)生折斷，造成曳引輪與制動(dòng)器脫開。

電梯一旦發(fā)生超速?zèng)_頂事故，將會(huì)對(duì)乘客的頭部造成嚴(yán)重傷害，轎廂本身也會(huì)遭受嚴(yán)重?fù)p壞，因此曳引驅(qū)動(dòng)電梯必須設(shè)置上行超速保護(hù)。

2 上行超速保護(hù)裝置的要求

電梯上行超速保護(hù)裝置通常由兩部分組成，一是電梯運(yùn)行速度監(jiān)控裝置，其能同步檢測(cè)出電梯轎廂的運(yùn)行速度［2］，通常采用限速器來實(shí)現(xiàn)；二是減速執(zhí)行裝置，其在超速信息觸發(fā)下應(yīng)能使轎廂可靠制停，或至少使電梯運(yùn)行速度降低到對(duì)重緩沖器設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。當(dāng)速度監(jiān)控裝置檢測(cè)到速度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，上行超速保護(hù)裝置先碰撞一個(gè)超速安全保護(hù)開關(guān)，實(shí)施電氣保護(hù)；如果轎廂的運(yùn)行速度仍繼續(xù)上升，則強(qiáng)制上行超速保護(hù)裝置執(zhí)行機(jī)械保護(hù)。

上行超速保護(hù)裝置的速度監(jiān)控元件動(dòng)作整定值分為上下限，下限值為電梯額定運(yùn)行速度的115%，上限值略大于限速器所允許的速度，但不超過10%。

上行超速保護(hù)裝置應(yīng)是獨(dú)立的，在制停轎廂或使轎廂減速時(shí)，應(yīng)完全依自身制動(dòng)能力完成，不應(yīng)依賴于速度控制系統(tǒng)（如強(qiáng)迫減速開關(guān)）、減速或停止裝置（如驅(qū)動(dòng)主機(jī)制動(dòng)器）。但如這些部件存在冗余，則可利用這些部件幫助上行超速保護(hù)裝置制?；驕p速轎廂。協(xié)助上行超速保護(hù)裝置動(dòng)作的部件可以是與轎廂連接的機(jī)械裝置，且此裝置不必是專為轎廂上行超速保護(hù)而設(shè)置。比如，當(dāng)上行超速保護(hù)裝置采用在轎廂上設(shè)置能在上、下兩個(gè)方向同時(shí)起作用的安全鉗這一形式時(shí)，觸發(fā)下行動(dòng)作的安全鉗與觸發(fā)上行動(dòng)作的安全鉗可是同一套拉桿系統(tǒng)。

上行超速保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，應(yīng)有一個(gè)電氣安全裝置（一般采用安全開關(guān)）來驗(yàn)證其狀態(tài)，電氣安全裝置動(dòng)作后，應(yīng)能防止電梯驅(qū)動(dòng)主機(jī)啟動(dòng)或使其立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，該裝置必須直接驗(yàn)證轎廂上行超速保護(hù)狀態(tài)，而不能使用速度監(jiān)控部件上的電氣安全裝置代替。

上行超速保護(hù)裝置動(dòng)作必然是電梯系統(tǒng)出現(xiàn)故障（很可能是重大故障）所導(dǎo)致，此時(shí)，應(yīng)由專門人員進(jìn)行檢查，確認(rèn)排除故障后方可釋放上行超速保護(hù)裝置，使電梯恢復(fù)正常運(yùn)行。釋放該裝置時(shí)不需要接近轎廂或?qū)χ?，釋放后，該裝置應(yīng)處于正常狀態(tài)。所謂正常狀態(tài)是指當(dāng)轎廂上行超速時(shí)其能夠正確響應(yīng)速度監(jiān)控元件的信號(hào)而動(dòng)作，并將轎廂制?；驕p速到安全狀態(tài)。上行超速保護(hù)裝置動(dòng)作以后一旦被釋放，其應(yīng)能立即投入工作狀態(tài)。

如果上行超速保護(hù)裝置需要外部能量來制?；驕p速轎廂，那么在失去外部能量的情況下，裝置應(yīng)處于動(dòng)作狀態(tài)。也就是說，外部能量的作用只能是保持上行超速保護(hù)裝置處于釋放狀態(tài)，而不能作為上行超速保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)提供制動(dòng)力的來源。

3 電梯上行超速保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方式

GB7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》規(guī)定：上行超速保護(hù)裝置可以作用于轎廂、對(duì)重、鋼絲繩系統(tǒng)和曳引輪。上行超速保護(hù)裝置之所以可以作用于鋼絲繩，是因?yàn)檗I廂發(fā)生上行超速一定不可能是鋼絲繩斷裂所造成，所以作用在鋼絲繩上是有效的。按照規(guī)范要求，根據(jù)上行超速保護(hù)裝置作用的位置，可以把電梯上行超速保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方式分為以下4種：

（1）限速器—上行安全鉗（導(dǎo)軌制動(dòng)器）：上行安全鉗和導(dǎo)軌制動(dòng)器都是制動(dòng)在轎廂導(dǎo)軌上的上行超速保護(hù)裝置的減速元件，上行安全鉗配用雙向機(jī)械動(dòng)作限速器，導(dǎo)軌制動(dòng)器配用單向機(jī)械動(dòng)作雙電氣觸點(diǎn)限速器。

（2）限速器—鋼絲繩制動(dòng)器：鋼絲繩制動(dòng)器也稱夾繩器，通過夾緊曳引鋼絲繩或補(bǔ)償鋼絲繩達(dá)到上行超速保護(hù)的目的。按照鋼絲繩制動(dòng)器觸發(fā)方式的不同，常見的有機(jī)械觸發(fā)式鋼絲繩制動(dòng)器（配用雙向機(jī)械動(dòng)作限速器）、電氣觸發(fā)式鋼絲繩制動(dòng)器（配用單向機(jī)械動(dòng)作雙電氣觸點(diǎn)限速器）等。

（3）限速器—對(duì)重安全鉗：若使用對(duì)重安全鉗作為上行超速保護(hù)裝置的減速元件，則配用單向機(jī)械動(dòng)作限速器即可，此時(shí)必須采用漸進(jìn)式安全鉗。

（4）限速器—曳引輪制動(dòng)器：曳引輪制動(dòng)器是指直接作用在曳引輪或最靠近曳引輪的曳引輪軸上的制動(dòng)器，常見的有同步無齒輪曳引機(jī)制動(dòng)器、皮帶傳動(dòng)曳引輪制動(dòng)器等。

4 上行超速保護(hù)裝置的檢驗(yàn)方法

文獻(xiàn)［3］及1號(hào)修改單對(duì)上行超速保護(hù)裝置的規(guī)定如下：裝置上應(yīng)設(shè)有銘牌，標(biāo)明制造單位名稱、型號(hào)、規(guī)格參數(shù)和型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)標(biāo)識(shí)，銘牌和型式試驗(yàn)合格證內(nèi)容應(yīng)當(dāng)相符；電梯整機(jī)制造單位應(yīng)在控制屏或緊急操作屏上標(biāo)注上行超速保護(hù)裝置的動(dòng)作試驗(yàn)方法。

上行超速保護(hù)裝置作為防止轎廂由于上行超速而發(fā)生沖頂事故的重要部件，其動(dòng)作是否可靠關(guān)系到轎廂內(nèi)乘客的人身安全。但由于上行超速保護(hù)裝置可以作用在不同的位置，因此不同的上行超速保護(hù)裝置可能有不同的試驗(yàn)方法，這也是《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)與定期檢驗(yàn)規(guī)則——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》明確規(guī)定的。永磁同步電梯上行超速保護(hù)裝置試驗(yàn)方法如圖1所示。

圖1 永磁同步電梯上行超速保護(hù)裝置試驗(yàn)方法

奧的斯曳引驅(qū)動(dòng)電梯的上行超速保護(hù)裝置試驗(yàn)方法：（1）確認(rèn)轎廂是空載，取消外呼和門動(dòng)作。（2）將電梯運(yùn)行到最底層，使電梯以額定速度向上運(yùn)行，使限速器電氣開關(guān)動(dòng)作，電梯制動(dòng)停止。（3）試驗(yàn)完成后手動(dòng)恢復(fù)限速器開關(guān)，恢復(fù)外呼和門動(dòng)作，判斷電梯能否正常運(yùn)行。

三菱電梯的上行超速保護(hù)裝置試驗(yàn)方法：（1）轎廂空載，以不低于額定速度上行，人為觸發(fā)減速元件動(dòng)作，同時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)供電，僅用上行超速保護(hù)裝置使轎廂減速。（2）上行超速保護(hù)裝置的電氣安全裝置動(dòng)作時(shí)，檢查電梯能否啟動(dòng)或繼續(xù)運(yùn)行。

5 結(jié)語

通過對(duì)電梯上行超速保護(hù)裝置作用位置的分析，總結(jié)了上行超速保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方式，因?qū)崿F(xiàn)方式不同，所以不同的上行超速保護(hù)裝置試驗(yàn)方法也不相同，因此應(yīng)根據(jù)制造單位提供的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)。

［1］GB7588—2003 電梯制造與安裝安全規(guī)范［S］

［2］劉曉君，王鳳華.解讀電梯［M］.東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2006

［3］TSG T7001—2009 電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則——曳引與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯［S］