電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修  第5版

陳家盛/主編 魏軍/副主編 魏軍/特約編輯

第二章  電梯的機(jī)械系統(tǒng)

第六節(jié)  電梯的機(jī)械安全保護(hù)及安全防護(hù)系統(tǒng)

本節(jié)介紹的機(jī)械安全保護(hù)系統(tǒng)（設(shè)施）是指本書第1～5章介紹的曳引驅(qū)動(dòng)電梯的安全保護(hù)設(shè)施。曳引驅(qū)動(dòng)電梯是一種在多層建筑物內(nèi)作垂直運(yùn)行的公共交通設(shè)備。2003年國務(wù)院頒布2009年國務(wù)院又作補(bǔ)充修訂的“特種設(shè)備安全監(jiān)察條例”將電梯定性為涉及人們生命安全、危險(xiǎn)性比較大的“機(jī)電類特種設(shè)備”，要求對電梯的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、維修、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)進(jìn)行全面監(jiān)管控制。所有電梯應(yīng)按強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB7588設(shè)置齊全的安全保護(hù)設(shè)施，而且應(yīng)可靠有效。

電梯的機(jī)械安全保護(hù)系統(tǒng)分機(jī)械安全保護(hù)設(shè)施和機(jī)械安全防護(hù)設(shè)施兩類。其中：機(jī)械安全保護(hù)設(shè)施包括超速保護(hù)裝置、緩沖器、門鎖、制動(dòng)器、轎門、層門、安全觸板和光電防撞裝置或光幕防撞裝置以及門鎖、層門自閉裝置等；機(jī)械安全防護(hù)設(shè)施包括曳引輪、導(dǎo)向輪、鏈輪、對重裝置等運(yùn)動(dòng)部件的防護(hù)欄、罩、蓋等。門鎖、制動(dòng)器、轎門、層門、安全觸板或光幕防撞裝置及光電防撞裝置等在前面已述及，以下對未述及的裝置作簡要介紹。

一、轎廂下行超速保護(hù)裝置

曾有乘員向筆者提出這樣的疑問，當(dāng)懸吊電梯轎廂的鋼絲繩萬一斷開時(shí)，有什么樣的安全裝置來保證乘員的安全呢﹖提出這樣的疑問并非沒有道理，但實(shí)際上是不可能發(fā)生的。因?yàn)閼业蹼娞蒉I廂的鋼絲繩除曳引式雜物電梯只掛兩根鋼絲繩外，一般電梯懸吊轎廂的鋼絲繩都不少于3根，安全系數(shù)都不小于12。所以發(fā)生3根以上鋼絲繩同時(shí)斷開，造成轎廂墜落下去的事故從末聽說過，也是不可能發(fā)生的。但是由于電梯安裝人員沒有按標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制作曳引繩頭，造成個(gè)別繩頭的鋼絲繩與曳引繩錐套脫離的情況倒是聽說過。而且由于使用不當(dāng)或發(fā)生機(jī)、電故障，如超載或制動(dòng)器調(diào)整不當(dāng)，造成轎廂超過額定速度向下墜落，導(dǎo)致轎廂蹾底倒是發(fā)生過。為了盡量避免此類事故的發(fā)生，電梯機(jī)械安全保護(hù)系統(tǒng)中設(shè)置的限速裝置和安全鉗裝置以及緩沖器裝置，就是避免和降低這類事故發(fā)生時(shí)可能產(chǎn)生損害的裝置 。為什么限速裝置、安全鉗裝置和緩沖器裝置是避免或減小轎廂、對重裝置超速墜落時(shí)可能產(chǎn)生損害的裝置呢﹖以下對限速裝置和安全鉗裝置的作用原理作簡要介紹。

1、轎廂下行超速保護(hù)裝置

轎廂下行超速保護(hù)裝置由轎廂下行限速器裝置和安全鉗裝置構(gòu)成。在正常情況下，該裝置具有防止轎廂下行超速而造成轎廂蹾底的作用。轎廂下行限速器裝置由限速器、限速器鋼絲繩和限速器鋼絲繩漲緊裝置等機(jī)件構(gòu)成。安全鉗裝置由繩頭拉手、拉桿、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、楔塊和安全嘴等機(jī)件構(gòu)成。

轎廂下行超速保護(hù)裝置中的安全鉗按結(jié)構(gòu)型式分有瞬時(shí)式安全鉗、漸進(jìn)式安全鉗兩種。其中的瞬時(shí)式安全鉗的制停距離比較短，一般只有幾厘米至幾十厘米，若電梯的額定運(yùn)行速度比較快，制停時(shí)對導(dǎo)軌的損傷也比較大，因此瞬時(shí)式安全鉗多與剛性甩錘式限速器配合用在額定運(yùn)行速度V ≤0.63 m/s的低速梯上。以往生產(chǎn)使用的瞬時(shí)式安全鉗的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-31所示。而漸進(jìn)式安全鉗的制動(dòng)過程比較平緩，制停時(shí)對導(dǎo)軌的損傷也比較小，但制停距離比較長且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，這種漸進(jìn)式安全鉗多與彈性甩錘式限速器配合，適用于額定運(yùn)行速度V ≥1.0 m/s的各類電梯。漸進(jìn)式安全鉗與瞬時(shí)式安全鉗的區(qū)別主要是安全嘴部份，漸進(jìn)式安全鉗的安全嘴由安全箍、外殼、塞鐵墊頭、滾筒器、楔塊等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-32所示。

2、限速裝置和安全鉗裝置的作用原理

當(dāng)轎廂上下運(yùn)行時(shí)，通過限速器鋼絲繩驅(qū)動(dòng)限速器繩輪往返運(yùn)行。當(dāng)轎廂的實(shí)際運(yùn)行速度超過額定運(yùn)行速度的115％時(shí)，限速器甩塊或甩球的離心力增大，甩塊或甩求通過連桿、彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡住限速器鋼絲繩。在限速器鋼絲繩被卡住不動(dòng)的情況下，相當(dāng)于轎廂不動(dòng)將安全鉗的繩頭拉手提拉起來，被提拉起來的安全鉗繩子頭拉手，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將轎架兩邊立梁內(nèi)側(cè)4根拉桿（每邊兩根）向上提拉起來，將與4根拉桿連成一體的4塊安全鉗楔塊向上提拉起來。由于安全鉗的安全嘴是一個(gè)上小下大的喇叭口形狀，安全鉗楔塊內(nèi)開有八字形軌道外有蓋板，將安全鉗楔塊向上提拉的結(jié)果是4 塊安全鉗楔塊同時(shí)向兩列轎廂導(dǎo)軌的兩側(cè)工作面擠壓，將轎廂卡死在轎廂導(dǎo)軌上。而且，在安全鉗繩頭拉手向上提拉的同時(shí)，繩頭拉手的一端通過拉條提拉起安全鉗楔塊，而另一端則打上位于轎架上梁上的安全鉗開關(guān)，安全鉗開關(guān)的常閉接點(diǎn)斷開了電梯的安全電路，使電梯的交直電路同時(shí)失電，電梯立即�？�，等待維修人員檢查分析處理。

限速器是電梯運(yùn)行速度的監(jiān)控機(jī)件，應(yīng)定期進(jìn)行動(dòng)作速度校驗(yàn)，對可調(diào)部位調(diào)校后應(yīng)加封記，確保其動(dòng)作速度在安全規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。

二、轎廂上行超速保護(hù)裝置

 轎廂上行超速保護(hù)裝置是防止轎廂沖頂?shù)陌踩�保護(hù)裝置�！禛B7588-2003》規(guī)定：曳引驅(qū)動(dòng)電梯應(yīng)裝設(shè)上行超速保護(hù)裝置，該裝置包括速度監(jiān)控和減速元件，應(yīng)能檢測出上行轎廂的失控速度，當(dāng)轎廂速度等于或大于電梯額定速的115%時(shí)，應(yīng)能使轎廂制停，或至少使其速度下降至對重緩沖器設(shè)計(jì)的承受范圍內(nèi)：該裝置應(yīng)該作用于轎廂、對重、鋼絲繩系統(tǒng)（懸掛繩或補(bǔ)償繩）或曳引輪上。而且該裝置動(dòng)作時(shí)，應(yīng)使電氣安全裝置動(dòng)作，使控制電路失電，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，制動(dòng)器動(dòng)作。

轎廂上行超速保護(hù)裝置按其制停和減速裝置所作用的不同位置，可以分為安裝在轎廂、對重、鋼絲繩及曳引輪上等四種實(shí)施方式。由于對電梯實(shí)施上行超速保護(hù)的時(shí)間較短，目前仍在完善中，常見的有選擇上向限速器、上向超速保護(hù)開關(guān)的限速器、雙向限速器作為速度監(jiān)控裝置等幾種方式。

三、緩沖器

在轎廂和對重裝置下方的井道底坑地面上均設(shè)有緩沖器。在轎廂下方，對應(yīng)轎架下梁緩沖板的緩沖器稱轎廂緩沖器。在對重架下方，對應(yīng)對重架緩沖板的緩沖器稱為對重緩沖器。同一臺(tái)電梯的轎廂和對重緩沖器其結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格參數(shù)是完全相同的。

1、彈簧緩沖器

常見彈簧緩沖器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-35ａ）所示。采用彈簧緩沖器的電梯，是一但發(fā)生轎廂或?qū)χ匮b置蹾底事故時(shí)，依靠彈簧的變形去吸收轎廂或?qū)χ匮b置的動(dòng)能，使轎廂或?qū)χ匮b置在蹾底瞬間的沖擊力得到減緩，降低蹾底事故可能產(chǎn)生不良后果的制停裝置。彈簧緩沖器受轎廂或?qū)χ匮b置蹾底沖擊瞬間依靠彈簧變形去起緩沖作用的過程也是儲(chǔ)能的過程，儲(chǔ)能過程所儲(chǔ)存的能量以彈簧產(chǎn)生的反作用力表現(xiàn)出來，該反作用力會(huì)造成轎廂或?qū)χ匮b置反彈，并反復(fù)至所儲(chǔ)存的能量消失為止，因此彈簧緩沖器又有儲(chǔ)能型緩沖器之稱。彈簧緩沖器多用于額定運(yùn)行速度V ≤0.63m/s的低速載貨電梯。

2、油壓緩沖器

常見油壓緩沖器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-35ａ）所示。采用油壓緩沖器的電梯，是一但發(fā)生轎廂或?qū)χ匮b置蹾底事故時(shí)，以油為介質(zhì)去吸收轎廂或?qū)χ匮b置功能的緩沖器。當(dāng)油壓緩沖器的柱塞受到轎廂或?qū)χ匮b置蹾底沖擊時(shí)，依靠油壓緩沖器的柱塞受壓時(shí)使液壓缸內(nèi)的油壓增大，造成液壓缸內(nèi)的緩沖器油通過油孔立柱、油孔座和油嘴向柱塞噴流，利用緩沖器油噴流過程中的阻力，對轎廂或?qū)χ匮b置起緩沖作用的緩沖器，因此油壓緩沖器是一種耗能型緩沖器。由于油壓緩沖器的緩沖過程緩慢、連續(xù)且均勻，因此緩沖效果比較好，適用于額定運(yùn)行速度V ≥1.0 m/s的各類電梯。

四、機(jī)械安全防護(hù)裝置

安全防護(hù)裝置是電梯設(shè)備中不可缺少的安全設(shè)施，最常用的安全防護(hù)裝置有轎頂護(hù)欄、對重護(hù)柵、井道護(hù)柵和轎廂護(hù)腳板及其它機(jī)械部件的安全防護(hù)罩等。

1.轎頂護(hù)欄防護(hù)裝置

轎頂護(hù)欄具有防止維修人員不慎墜落井道的作用，然而也有些維修人員將身體依靠護(hù)欄，反而造成人身碰、撞、擦傷等事故，所以對是否要裝設(shè)轎頂護(hù)欄曾存在爭議。而新修訂的標(biāo)準(zhǔn)GB7588中規(guī)定，距轎廂外側(cè)邊緣水平方向超過0.3M的自由距離時(shí)，轎頂應(yīng)裝設(shè)護(hù)欄。而且標(biāo)準(zhǔn)還對護(hù)欄的安裝尺寸和位置作了詳細(xì)規(guī)定。并要求護(hù)欄上應(yīng)有俯伏或斜靠護(hù)欄危險(xiǎn)的警示符號(hào)或須知，并在適當(dāng)位置妥當(dāng)固定。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定轎頂護(hù)欄不但必須裝設(shè)，而且規(guī)定得非常具體。

2.轎廂護(hù)腳板防護(hù)裝置

轎廂護(hù)腳板是非常重要的防護(hù)裝置。如果不設(shè)轎廂護(hù)腳板，當(dāng)轎廂不在平層位置時(shí)，轎廂與層門地坎間就存在空間，這個(gè)空間會(huì)使乘員或維修人員的腳踏入或伸入井道，導(dǎo)致發(fā)生人身傷害的可能。因末裝設(shè)護(hù)腳板造成擠、切乘員或維修操作人員的腳的事故時(shí)有發(fā)生，也曾發(fā)生過因末裝設(shè)護(hù)腳板導(dǎo)致乘客、電梯司機(jī)墜入井道而死亡的重大事故。

我國早期生產(chǎn)的電梯中（GB7588-1987實(shí)施前），存在沒有護(hù)腳板裝置的情況比較多，應(yīng)當(dāng)及時(shí)補(bǔ)裝上。GB7588-2003規(guī)定：每一臺(tái)轎廂的地坎均應(yīng)設(shè)置護(hù)腳板，其寬度應(yīng)等于層站入口處的凈寬度。護(hù)腳板的垂直部分以下應(yīng)成斜面向下延伸，斜面與水平面的夾角應(yīng)大于60°，該斜面在水平面上的投影深度不小于20mm；護(hù)腳板垂直部分的高度應(yīng)不小于0.75m。護(hù)腳板一般用2mm厚的鋼板制成，裝于轎廂地坎下側(cè)且用扁鐵支撐，以加強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度。

3.底坑對重側(cè)防護(hù)裝置

為了防止人員進(jìn)入底坑對重側(cè)而造成人身傷害，對重的運(yùn)行區(qū)域應(yīng)采用剛性隔障防護(hù)，該隔障應(yīng)自電梯底坑地面向上不大于0.3m處向上延伸到至少2.5m處，其寬度至少等于對重裝置寬度且兩邊各加0.1m。如果這個(gè)隔障是網(wǎng)孔形的，這種隔障可用角鋼或扁鋼支撐一個(gè)護(hù)柵架子，然后焊鐵皮或鐵網(wǎng)。

4、共用井道的防護(hù)裝置

在幾臺(tái)電梯共用一個(gè)井道時(shí)，不同電梯的運(yùn)動(dòng)部件之間應(yīng)設(shè)置隔障。此隔障應(yīng)從轎廂、對重行程的最低點(diǎn)延伸到最低層樓面以上的2.5ｍ處。如果電梯轎頂邊緣與相鄰電梯運(yùn)行部件之間的水平距離小于0.5ｍ時(shí)，這種隔障應(yīng)貫穿整個(gè)井道，并每邊有大于運(yùn)動(dòng)部件0.1m的寬度，防止維保人員被相鄰電梯運(yùn)行部件傷害。

5、機(jī)械設(shè)備的安全防護(hù)裝置

按GB7588的規(guī)定，對可能發(fā)生危險(xiǎn)并可能接觸的旋轉(zhuǎn)部件，應(yīng)提供有效防護(hù)或設(shè)防護(hù)罩，特別是轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的鍵、螺釘、鋼帶、鏈條、傳動(dòng)帶、齒輪、電動(dòng)機(jī)外伸軸、滑輪等，如限速器、導(dǎo)向輪和轎頂輪及對重輪、曳引輪等旋轉(zhuǎn)部件都應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩，防止傷害相關(guān)人員或雜物落入輪槽，也具有防止曳引繩脫離繩槽等作用。

（未完下期待續(xù)）