(江苏省特种设备安全监督检验研究院南通分院 江苏南通 226100)
摘要：随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，电梯在生活中的应用越来越广泛。频繁出现的电梯安全事故又在提醒着人们电梯的安全隐患和潜在危险。想要电梯安全隐患和潜在危险问题就要对电梯的结构和相关技术进行综合性分析，在危险发生之前解决问题，避免安全事故和危险的发生。文章对作为电梯安全保护装置的电梯安全钳的相关内容进行介绍，并对引起电梯安全钳动作故障的原因以及应对措施进行了相关分析，希望能够对相关人员有所帮助，有效避免安全事故的发生，保证电梯用户的使用和生命财产安全。
关键词：电梯运行；安全钳；原因探析
1 安全钳工作原理
电梯安全钳是保证电梯安全的最重要的保护装置。安全钳按照制停减速度的不同分为瞬时式的和渐进式的，瞬时式安全钳使用于速度不大于0.63m/s的电梯中，渐进安全钳用于速度大于0.63m/s的电梯。电梯安全钳如果按照制动元件结构的不同可分为滚柱型、锲块型和偏心轮型三种。电梯的安全钳系统主要由限速器、安全钳、张紧轮及其他部件组成，结构见图1。电梯安全钳的工作原理为：在电梯运行过程中，如果电梯出现意外发生失控快速下降或当电梯下行速度过快（超过限速器设定的限制速度）时，这时限速器卡紧机构使限速轮停止转动，限速绳在摩擦力作用下带动安全钳动作，这时电梯轿厢仍继续下行，安全钳钳块相对于轿厢作向上运动，钳块提起并与导轨并紧，由于摩擦力的作用使电梯轿厢制停，从而避免电梯下坠引起安全事故。
图1
2、基本含义
电梯的安全钳一般位于轿厢架或者对重架上，主要在超过限制速度和悬挂绳不能正常受力的情况下使用。电梯安全钳主要作用是在速度异常的情况下进行反应，一旦电梯运行的速度超过了规定限度（特别是在紧急下落的情况下），就会对电梯轿厢进行紧急锁定。现有的安全钳主要是双向的，在电梯紧急上行的时候也能紧急制停。
2.1 作用
（1）制动装置，限速作用，在超过规定速度时提拉电梯，防止进一步下落。
（2）在发生危险时，楔形阻断装置将电梯导轨死死卡住，从而紧急制动电梯。
（3）有的安全钳会和电梯智能控制中心联系起来，发现问题时会紧闭电梯大门，阻止乘客进入轿厢并报警。
2.2 基本机械结构
主要由提拉机构和制动机构构成，前者主要是负重，后者主要是能够紧急制动，锁定电梯，防止下落。电梯的安全钳失效常常是因为轨道卡入石头，或者制动装置发生了卡死现象。整个安全钳系统的组成，以安全钳为核心设备，同时也由测速器、限速器、负重装置和警报系统等零部件组成。
3 安全钳的常见受力分析
3.1受力分析
一般情况下，安全钳的受力一定要有卡死的力，一般情况下有六个支点复合受力，轿厢完全停止时钳块产生正压力，然后钳块受力后产生了摩擦力，这个力量牵制了电梯的运行，但是因为电梯的受力面比较大，自身重量也比较重，所以安全钳的重量就基本上忽略不计了。
3.2 安全钳内嵌入异物情况下的受力分析（无导轨接触）
当限速器在不正常运行状态时，如果和导轨有接触，在钳块被提起的力量较大的状态下，安全钳有作用；当力量比较小，拉杆作用力和自身重量之间的力量发生了抵消，安全钳就失效了，用公式表示为T-R-P<0（其中T为摩擦力，R为拉杆弹簧作用力，P为安全钳的自身重量）。
3.3 安全钳内嵌入异物情况下的受力分析（导轨接触）当钳块与导轨接触时，自身重力也会受到影响，此时的受力范围，不仅有上述力量，还会受到另外的力（N）的影响（N=Q-R′）。这样一来，因为受到多个力的干扰，弹簧力调节一定要比较大，足够对抗上述阻力，这样才能承受力量，瞬间的阻抗作用才够大，但是如果受力过大，也会造成误判，这样系统就容易紧急制动和报警。
4 导轨承受系统（螺栓）的受力
电梯导向系统是多轨道构成的，之间相互用螺栓连接，螺栓在其中可以承受力量和传递能量，将承受的压力很好地分配出来。但是如果连接之处的契合点与设计规定发生了偏差，就会造成受力不均匀，从而导致个别部件受力过大而发生变形、破裂和断裂，造成安全事故。
螺栓系统一般有三种规格，按照直径分为M12、M14、M16系列。其预紧力产生的摩擦力必须大于导板处所承受的力，否则将产生局部位移。由于电梯在使用过程中，不可避免的有一定程度的系统误差和安装误差，所以说其不仅需要使用受力能力好的导轨系统，也需要使用受力能力比较好的复合材料式螺栓系统，并且其最小直径不能低于12mm。
5 电梯安全钳系统的失效分析
5.1 常用的系统检测方式
电梯必须按照规定的流程进行安全养护，系统检测是必不可少的。最常用的检测方式是双人检测，即一人位于轿厢顶部，一人位于机房内，以超过负荷的载量（大约超过20%-30%）进行运行，检测瞬间下行速度。安全钳应该在导轨上正常运行，能够紧急制动，反应时间达到设计标准，同时能够进行手动操作控制。
5.2 关于安全钳的失效分析（受力能力）
由于安全钳具有紧急锁定功能，所以在实际使用时，限速槽里面的轮槽速度和限速绳子的摩擦力，一定要大于弹簧力。如果受力的能力太小，就不能够对轿厢的重力进行整体负荷，从而使轿厢整体不断地下落。
5.3 安全钳一定要有足够的负荷能力，才能够让导轨和安全钳的
间隙处于设计的范围之内，也就是说安全钳可以准确地吻合导轨。当到位的间隙小于匹配设计标准的时候，就需要对间隙人工放大并调试，可是如果间隙过大，安全钳就一定会“脱轨”，导致了安全钳不能够准确地在轨道内滑动，甚至安全钳本身下坠。
在进行轨道吻合试验的时候，一定要对空负荷和满负荷的情况进行调节和整合，同时也要很好地调节各个方面的能力，检测需要反复几次并且几个结果保持一致才能认定为合格。在安全钳不能在轨道上运行的时候，可能因为受力不均匀而导致了相关的故障，比如轨道弯曲，轨道不完全吻合等，从而带来安全隐患，造成安全事故。
5.4 关于安全钳的失效分析（拉杆）
安全钳进行动作，安全拉杆被严重拉弯曲后，导轨的支架已经能够勾住插板，同时也能够以自身的抗压性对抗导轨接触面承受的动力，从而抵制电梯的直线下坠。如果没有对应的受力支持，那么钳块可能就是一个“摆设”，拉杆直落坑底，同时还可能将限速绳扯断，造成电梯的整体坠落，形成严重的安全事故。
6 防止电梯安全钳失效的检查措施
安全钳失效是非常危险的事故，是绝对不能发生的。必须找出其不动作的原因，这就要做好相应的安全钳检验，检验过程中要做安全钳联动试验，检验过程中要注意三点：
（1）要根据可能产生安全钳误动作原因
进行分析，检查限速器调整得怎么样，偏心凸轮与橡轮接触表面是否有杂物干扰安全钳的动作，检查安全钳的提拉杆是否灵活转动、张紧轮动作是否灵活、限速器钢丝绳是否松弛、内部是否有异物；
（2）要对安全钳相关的电气开关进行检查，看能否顺利动作及复位；
（3）要及时检查维保单位的维保记录，看是否做好安全部件保养，对日常出现的问题能否及时排除及后期检查能否有针对性检查。要建立每部电梯的保养数据库，为以后维修提供数据支持。
7结语
在保障乘客生命安全和电梯安全运行等方面，电梯安全钳系统在其中发挥着重要的作用。所以，对于电梯安全钳的受力情况和失效原因等方面的内容需要进行认真分析与讨论。本文通过对安全钳受力情况的分析，结合其工作原理检验过程中碰到的问题探讨安全钳的失效原因。
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论文作者:葛亚楠
论文发表刊物:《江苏科技报》2017年2期
论文发表时间:2017/9/22
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