電梯結構原理及安裝維修  第5版

陳家盛/主編 魏軍/副主編 魏軍/特約編輯

第二章  電梯的機械系統

第六節  電梯的機械安全保護及安全防護系統

本節介紹的機械安全保護系統（設施）是指本書第1～5章介紹的曳引驅動電梯的安全保護設施。曳引驅動電梯是一種在多層建筑物內作垂直運行的公共交通設備。2003年國務院頒布2009年國務院又作補充修訂的“特種設備安全監察條例”將電梯定性為涉及人們生命安全、危險性比較大的“機電類特種設備”，要求對電梯的設計、制造、安裝、使用、維修、檢驗等環節進行全面監管控制。所有電梯應按強制性標準GB7588設置齊全的安全保護設施，而且應可靠有效。

電梯的機械安全保護系統分機械安全保護設施和機械安全防護設施兩類。其中：機械安全保護設施包括超速保護裝置、緩沖器、門鎖、制動器、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；機械安全防護設施包括曳引輪、導向輪、鏈輪、對重裝置等運動部件的防護欄、罩、蓋等。門鎖、制動器、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、轎廂下行超速保護裝置

曾有乘員向筆者提出這樣的疑問，當懸吊電梯轎廂的鋼絲繩萬一斷開時，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，但實際上是不可能發生的。因為懸吊電梯轎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，安全系數都不小于12。所以發生3根以上鋼絲繩同時斷開，造成轎廂墜落下去的事故從末聽說過，也是不可能發生的。但是由于電梯安裝人員沒有按標準和規范制作曳引繩頭，造成個別繩頭的鋼絲繩與曳引繩錐套脫離的情況倒是聽說過。而且由于使用不當或發生機、電故障，如超載或制動器調整不當，造成轎廂超過額定速度向下墜落，導致轎廂蹾底倒是發生過。為了盡量避免此類事故的發生，電梯機械安全保護系統中設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生時可能產生損害的裝置 。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可能產生損害的裝置呢﹖以下對限速裝置和安全鉗裝置的作用原理作簡要介紹。

1、轎廂下行超速保護裝置

轎廂下行超速保護裝置由轎廂下行限速器裝置和安全鉗裝置構成。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件構成。安全鉗裝置由繩頭拉手、拉桿、傳動機構、楔塊和安全嘴等機件構成。

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

2、限速裝置和安全鉗裝置的作用原理

當轎廂上下運行時，通過限速器鋼絲繩驅動限速器繩輪往返運行。當轎廂的實際運行速度超過額定運行速度的115％時，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、傳動機構卡住限速器鋼絲繩。在限速器鋼絲繩被卡住不動的情況下，相當于轎廂不動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，通過傳動機構將轎架兩邊立梁內側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上小下大的喇叭口形狀，安全鉗楔塊內開有八字形軌道外有蓋板，將安全鉗楔塊向上提拉的結果是4 塊安全鉗楔塊同時向兩列轎廂導軌的兩側工作面擠壓，將轎廂卡死在轎廂導軌上。而且，在安全鉗繩頭拉手向上提拉的同時，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，安全鉗開關的常閉接點斷開了電梯的安全電路，使電梯的交直電路同時失電，電梯立即停靠，等待維修人員檢查分析處理。

限速器是電梯運行速度的監控機件，應定期進行動作速度校驗，對可調部位調校后應加封記，確保其動作速度在安全規范規定的范圍內。

二、轎廂上行超速保護裝置

 轎廂上行超速保護裝置是防止轎廂沖頂的安全保護裝置。《GB7588-2003》規定：曳引驅動電梯應裝設上行超速保護裝置，該裝置包括速度監控和減速元件，應能檢測出上行轎廂的失控速度，當轎廂速度等于或大于電梯額定速的115%時，應能使轎廂制停，或至少使其速度下降至對重緩沖器設計的承受范圍內：該裝置應該作用于轎廂、對重、鋼絲繩系統（懸掛繩或補償繩）或曳引輪上。而且該裝置動作時，應使電氣安全裝置動作，使控制電路失電，電機停止運轉，制動器動作。

轎廂上行超速保護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施方式。由于對電梯實施上行超速保護的時間較短，目前仍在完善中，常見的有選擇上向限速器、上向超速保護開關的限速器、雙向限速器作為速度監控裝置等幾種方式。

三、緩沖器

在轎廂和對重裝置下方的井道底坑地面上均設有緩沖器。在轎廂下方，對應轎架下梁緩沖板的緩沖器稱轎廂緩沖器。在對重架下方，對應對重架緩沖板的緩沖器稱為對重緩沖器。同一臺電梯的轎廂和對重緩沖器其結構形式和規格參數是完全相同的。

1、彈簧緩沖器

常見彈簧緩沖器的結構示意圖如圖2-35ａ）所示。采用彈簧緩沖器的電梯，是一但發生轎廂或對重裝置蹾底事故時，依靠彈簧的變形去吸收轎廂或對重裝置的動能，使轎廂或對重裝置在蹾底瞬間的沖擊力得到減緩，降低蹾底事故可能產生不良后果的制停裝置。彈簧緩沖器受轎廂或對重裝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能的過程，儲能過程所儲存的能量以彈簧產生的反作用力表現出來，該反作用力會造成轎廂或對重裝置反彈，并反復至所儲存的能量消失為止，因此彈簧緩沖器又有儲能型緩沖器之稱。彈簧緩沖器多用于額定運行速度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構示意圖如圖2-35ａ）所示。采用油壓緩沖器的電梯，是一但發生轎廂或對重裝置蹾底事故時，以油為介質去吸收轎廂或對重裝置功能的緩沖器。當油壓緩沖器的柱塞受到轎廂或對重裝置蹾底沖擊時，依靠油壓緩沖器的柱塞受壓時使液壓缸內的油壓增大，造成液壓缸內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，對轎廂或對重裝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、連續且均勻，因此緩沖效果比較好，適用于額定運行速度V ≥1.0 m/s的各類電梯。

四、機械安全防護裝置

安全防護裝置是電梯設備中不可缺少的安全設施，最常用的安全防護裝置有轎頂護欄、對重護柵、井道護柵和轎廂護腳板及其它機械部件的安全防護罩等。

1.轎頂護欄防護裝置

轎頂護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欄，反而造成人身碰、撞、擦傷等事故，所以對是否要裝設轎頂護欄曾存在爭議。而新修訂的標準GB7588中規定，距轎廂外側邊緣水平方向超過0.3M的自由距離時，轎頂應裝設護欄。而且標準還對護欄的安裝尺寸和位置作了詳細規定。并要求護欄上應有俯伏或斜靠護欄危險的警示符號或須知，并在適當位置妥當固定。標準規定轎頂護欄不但必須裝設，而且規定得非常具體。

2.轎廂護腳板防護裝置

轎廂護腳板是非常重要的防護裝置。如果不設轎廂護腳板，當轎廂不在平層位置時，轎廂與層門地坎間就存在空間，這個空間會使乘員或維修人員的腳踏入或伸入井道，導致發生人身傷害的可能。因末裝設護腳板造成擠、切乘員或維修操作人員的腳的事故時有發生，也曾發生過因末裝設護腳板導致乘客、電梯司機墜入井道而死亡的重大事故。

我國早期生產的電梯中（GB7588-1987實施前），存在沒有護腳板裝置的情況比較多，應當及時補裝上。GB7588-2003規定：每一臺轎廂的地坎均應設置護腳板，其寬度應等于層站入口處的凈寬度。護腳板的垂直部分以下應成斜面向下延伸，斜面與水平面的夾角應大于60°，該斜面在水平面上的投影深度不小于20mm；護腳板垂直部分的高度應不小于0.75m。護腳板一般用2mm厚的鋼板制成，裝于轎廂地坎下側且用扁鐵支撐，以加強其機械強度。

3.底坑對重側防護裝置

為了防止人員進入底坑對重側而造成人身傷害，對重的運行區域應采用剛性隔障防護，該隔障應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。如果這個隔障是網孔形的，這種隔障可用角鋼或扁鋼支撐一個護柵架子，然后焊鐵皮或鐵網。

4、共用井道的防護裝置

在幾臺電梯共用一個井道時，不同電梯的運動部件之間應設置隔障。此隔障應從轎廂、對重行程的最低點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行部件之間的水平距離小于0.5ｍ時，這種隔障應貫穿整個井道，并每邊有大于運動部件0.1m的寬度，防止維保人員被相鄰電梯運行部件傷害。

5、機械設備的安全防護裝置

按GB7588的規定，對可能發生危險并可能接觸的旋轉部件，應提供有效防護或設防護罩，特別是轉動軸上的鍵、螺釘、鋼帶、鏈條、傳動帶、齒輪、電動機外伸軸、滑輪等，如限速器、導向輪和轎頂輪及對重輪、曳引輪等旋轉部件都應設置防護罩，防止傷害相關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）