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《电梯结构原理及安装维修》第二章 第六节 电梯的机械安全保护及安全防护系统

电梯结构原理及安装维修  第5版

陈家盛/主编 魏军/副主编 魏军/特约编辑


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第二章  电梯的机械系统

第六节  电梯的机械安全保护及安全防护系统

本节介绍的机械安全保护系统(设施)是指本书第1~5章介绍的曳引驱动电梯的安全保护设施。曳引驱动电梯是一种在多层建筑物内作垂直运行的公共交通设备。2003年国务院颁布2009年国务院又作补充修订的“特种设备安全监察条例”将电梯定性为涉及人们生命安全、危险性比较大的“机电类特种设备”,要求对电梯的设计、制造、安装、使用、维修、检验等环节进行全面监管控制。所有电梯应按强制性标准GB7588设置齐全的安全保护设施,而且应可靠有效。

电梯的机械安全保护系统分机械安全保护设施和机械安全防护设施两类。其中:机械安全保护设施包括超速保护装置、缓冲器、门锁、制动器、轿门、层门、安全触板和光电防撞装置或光幕防撞装置以及门锁、层门自闭装置等;机械安全防护设施包括曳引轮、导向轮、链轮、对重装置等运动部件的防护栏、罩、盖等。门锁、制动器、轿门、层门、安全触板或光幕防撞装置及光电防撞装置等在前面已述及,以下对未述及的装置作简要介绍。

一、轿厢下行超速保护装置

曾有乘员向笔者提出这样的疑问,当悬吊电梯轿厢的钢丝绳万一断开时,有什么样的安全装置来保证乘员的安全呢﹖提出这样的疑问并非没有道理,但实际上是不可能发生的。因为悬吊电梯轿厢的钢丝绳除曳引式杂物电梯只挂两根钢丝绳外,一般电梯悬吊轿厢的钢丝绳都不少于3根,安全系数都不小于12。所以发生3根以上钢丝绳同时断开,造成轿厢坠落下去的事故从末听说过,也是不可能发生的。但是由于电梯安装人员没有按标准和规范制作曳引绳头,造成个别绳头的钢丝绳与曳引绳锥套脱离的情况倒是听说过。而且由于使用不当或发生机、电故障,如超载或制动器调整不当,造成轿厢超过额定速度向下坠落,导致轿厢蹾底倒是发生过。为了尽量避免此类事故的发生,电梯机械安全保护系统中设置的限速装置和安全钳装置以及缓冲器装置,就是避免和降低这类事故发生时可能产生损害的装置 。为什么限速装置、安全钳装置和缓冲器装置是避免或减小轿厢、对重装置超速坠落时可能产生损害的装置呢﹖以下对限速装置和安全钳装置的作用原理作简要介绍。

1轿厢下行超速保护装置

轿厢下行超速保护装置由轿厢下行限速器装置和安全钳装置构成。在正常情况下,该装置具有防止轿厢下行超速而造成轿厢蹾底的作用。轿厢下行限速器装置由限速器、限速器钢丝绳和限速器钢丝绳涨紧装置等机件构成。安全钳装置由绳头拉手、拉杆、传动机构、楔块和安全嘴等机件构成。

轿厢下行超速保护装置中的安全钳按结构型式分有瞬时式安全钳、渐进式安全钳两种。其中的瞬时式安全钳的制停距离比较短,一般只有几厘米至几十厘米,若电梯的额定运行速度比较快,制停时对导轨的损伤也比较大,因此瞬时式安全钳多与刚性甩锤式限速器配合用在额定运行速度V ≤0.63 m/s的低速梯上。以往生产使用的瞬时式安全钳的结构示意图如图2-31所示。而渐进式安全钳的制动过程比较平缓,制停时对导轨的损伤也比较小,但制停距离比较长且结构比较复杂,这种渐进式安全钳多与弹性甩锤式限速器配合,适用于额定运行速度V ≥1.0 m/s的各类电梯。渐进式安全钳与瞬时式安全钳的区别主要是安全嘴部份,渐进式安全钳的安全嘴由安全箍、外壳、塞铁垫头、滚筒器、楔块等构成,其结构示意图如图2-32所示。

  

2、限速装置和安全钳装置的作用原理

当轿厢上下运行时,通过限速器钢丝绳驱动限速器绳轮往返运行。当轿厢的实际运行速度超过额定运行速度的115%时,限速器甩块或甩球的离心力增大,甩块或甩求通过连杆、弹簧、传动机构卡住限速器钢丝绳。在限速器钢丝绳被卡住不动的情况下,相当于轿厢不动将安全钳的绳头拉手提拉起来,被提拉起来的安全钳绳子头拉手,通过传动机构将轿架两边立梁内侧4根拉杆(每边两根)向上提拉起来,将与4根拉杆连成一体的4块安全钳楔块向上提拉起来。由于安全钳的安全嘴是一个上小下大的喇叭口形状,安全钳楔块内开有八字形轨道外有盖板,将安全钳楔块向上提拉的结果是4 块安全钳楔块同时向两列轿厢导轨的两侧工作面挤压,将轿厢卡死在轿厢导轨上。而且,在安全钳绳头拉手向上提拉的同时,绳头拉手的一端通过拉条提拉起安全钳楔块,而另一端则打上位于轿架上梁上的安全钳开关,安全钳开关的常闭接点断开了电梯的安全电路,使电梯的交直电路同时失电,电梯立即停靠,等待维修人员检查分析处理。

限速器是电梯运行速度的监控机件,应定期进行动作速度校验,对可调部位调校后应加封记,确保其动作速度在安全规范规定的范围内。

二、轿厢上行超速保护装置

 轿厢上行超速保护装置是防止轿厢冲顶的安全保护装置。《GB7588-2003》规定:曳引驱动电梯应装设上行超速保护装置,该装置包括速度监控和减速元件,应能检测出上行轿厢的失控速度,当轿厢速度等于或大于电梯额定速的115%时,应能使轿厢制停,或至少使其速度下降至对重缓冲器设计的承受范围内:该装置应该作用于轿厢、对重、钢丝绳系统(悬挂绳或补偿绳)或曳引轮上。而且该装置动作时,应使电气安全装置动作,使控制电路失电,电机停止运转,制动器动作。

轿厢上行超速保护装置按其制停和减速装置所作用的不同位置,可以分为安装在轿厢、对重、钢丝绳及曳引轮上等四种实施方式。由于对电梯实施上行超速保护的时间较短,目前仍在完善中,常见的有选择上向限速器、上向超速保护开关的限速器、双向限速器作为速度监控装置等几种方式。

三、缓冲器

在轿厢和对重装置下方的井道底坑地面上均设有缓冲器。在轿厢下方,对应轿架下梁缓冲板的缓冲器称轿厢缓冲器。在对重架下方,对应对重架缓冲板的缓冲器称为对重缓冲器。同一台电梯的轿厢和对重缓冲器其结构形式和规格参数是完全相同的。

1、弹簧缓冲器

常见弹簧缓冲器的结构示意图如图2-35a)所示。采用弹簧缓冲器的电梯,是一但发生轿厢或对重装置蹾底事故时,依靠弹簧的变形去吸收轿厢或对重装置的动能,使轿厢或对重装置在蹾底瞬间的冲击力得到减缓,降低蹾底事故可能产生不良后果的制停装置。弹簧缓冲器受轿厢或对重装置蹾底冲击瞬间依靠弹簧变形去起缓冲作用的过程也是储能的过程,储能过程所储存的能量以弹簧产生的反作用力表现出来,该反作用力会造成轿厢或对重装置反弹,并反复至所储存的能量消失为止,因此弹簧缓冲器又有储能型缓冲器之称。弹簧缓冲器多用于额定运行速度V ≤0.63m/s的低速载货电梯。

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2、油压缓冲器

常见油压缓冲器的结构示意图如图2-35a)所示。采用油压缓冲器的电梯,是一但发生轿厢或对重装置蹾底事故时,以油为介质去吸收轿厢或对重装置功能的缓冲器。当油压缓冲器的柱塞受到轿厢或对重装置蹾底冲击时,依靠油压缓冲器的柱塞受压时使液压缸内的油压增大,造成液压缸内的缓冲器油通过油孔立柱、油孔座和油嘴向柱塞喷流,利用缓冲器油喷流过程中的阻力,对轿厢或对重装置起缓冲作用的缓冲器,因此油压缓冲器是一种耗能型缓冲器。由于油压缓冲器的缓冲过程缓慢、连续且均匀,因此缓冲效果比较好,适用于额定运行速度V ≥1.0 m/s的各类电梯。

四、机械安全防护装置

安全防护装置是电梯设备中不可缺少的安全设施,最常用的安全防护装置有轿顶护栏、对重护栅、井道护栅和轿厢护脚板及其它机械部件的安全防护罩等。

1.轿顶护栏防护装置

轿顶护栏具有防止维修人员不慎坠落井道的作用,然而也有些维修人员将身体依靠护栏,反而造成人身碰、撞、擦伤等事故,所以对是否要装设轿顶护栏曾存在争议。而新修订的标准GB7588中规定,距轿厢外侧边缘水平方向超过0.3M的自由距离时,轿顶应装设护栏。而且标准还对护栏的安装尺寸和位置作了详细规定。并要求护栏上应有俯伏或斜靠护栏危险的警示符号或须知,并在适当位置妥当固定。标准规定轿顶护栏不但必须装设,而且规定得非常具体。

2.轿厢护脚板防护装置

轿厢护脚板是非常重要的防护装置。如果不设轿厢护脚板,当轿厢不在平层位置时,轿厢与层门地坎间就存在空间,这个空间会使乘员或维修人员的脚踏入或伸入井道,导致发生人身伤害的可能。因末装设护脚板造成挤、切乘员或维修操作人员的脚的事故时有发生,也曾发生过因末装设护脚板导致乘客、电梯司机坠入井道而死亡的重大事故。

我国早期生产的电梯中(GB7588-1987实施前),存在没有护脚板装置的情况比较多,应当及时补装上。GB7588-2003规定:每一台轿厢的地坎均应设置护脚板,其宽度应等于层站入口处的净宽度。护脚板的垂直部分以下应成斜面向下延伸,斜面与水平面的夹角应大于60°,该斜面在水平面上的投影深度不小于20mm;护脚板垂直部分的高度应不小于0.75m。护脚板一般用2mm厚的钢板制成,装于轿厢地坎下侧且用扁铁支撑,以加强其机械强度。

3.底坑对重侧防护装置

为了防止人员进入底坑对重侧而造成人身伤害,对重的运行区域应采用刚性隔障防护,该隔障应自电梯底坑地面向上不大于0.3m处向上延伸到至少2.5m处,其宽度至少等于对重装置宽度且两边各加0.1m。如果这个隔障是网孔形的,这种隔障可用角钢或扁钢支撑一个护栅架子,然后焊铁皮或铁网。

4、共用井道的防护装置

在几台电梯共用一个井道时,不同电梯的运动部件之间应设置隔障。此隔障应从轿厢、对重行程的最低点延伸到最低层楼面以上的2.5m处。如果电梯轿顶边缘与相邻电梯运行部件之间的水平距离小于0.5m时,这种隔障应贯穿整个井道,并每边有大于运动部件0.1m的宽度,防止维保人员被相邻电梯运行部件伤害。

5、机械设备的安全防护装置

按GB7588的规定,对可能发生危险并可能接触的旋转部件,应提供有效防护或设防护罩,特别是转动轴上的键、螺钉、钢带、链条、传动带、齿轮、电动机外伸轴、滑轮等,如限速器、导向轮和轿顶轮及对重轮、曳引轮等旋转部件都应设置防护罩,防止伤害相关人员或杂物落入轮槽,也具有防止曳引绳脱离绳槽等作用。

 

(未完下期续)


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