关于电梯轿厢上行超速保护装置探讨

黄照明

摘要：电梯是垂向上升的运输装置。在当代，民众对乘坐电梯已经习惯，并且对其的认可度很高。与其它运输工具相比，电梯在节约时间与精力方面可能存在诸多优势，然而其缺陷也较为明显。电梯上行超速保护设备现在已经作出明文规定必须安装。相关准则指明，电梯上行超速保护设备被界定为安全保障元件，应依照有关的需求实施型式试验。笔者对电梯上行保护设备的安全性、应对策略等实施了探讨。[1]

关键词：电梯；轿厢；上行超速；保护设备；研究

让电梯生产企业头疼的上行超速保护难题，在GB7588=2003中获得了较为妥善的解决方法。依照标准需求，曳引驱动的电梯应装设达到标准的轿厢上行超速保护设备，其重要功能是当电梯上行超速到临近极限值阶段，确保乘坐人的生命财产安全。[2]而电梯轿厢的安全程度是否达标？如果不达标有何种解决策略？这是笔者在本文中要进行探讨的。

一、安装上行超速保护设备的目标

依照GB7588-2003标准，安装电梯上行超速设备是电梯上行速率超越预定速率的115%的阶段，让电梯厢体紧急停止或减小速率到重缓冲设备的允许范畴内。GB7588-2003标准指出，上行速率极限是其最大速率的110%。[3]

根据上述标准的要求，对曳引驱动电梯的顶端距离、对缓冲设备设置的基础是电梯速率不越过115%的预定速率。当电梯速率超越115%的预定速率阶段，假如未安装上行超速保护设备，曳引驱动电梯的顶端距离、对重缓冲设备也无法确保电梯乘坐人的生命安全。曳引驱动电梯装设电梯上行保护设备，是为了预防电梯运行问题与轿厢在往上运转阶段，因为超速而导致机毁人亡的事故出现。[4]

二、造成电梯上行超速的原因分析

导致电梯上行超速的因素繁多，曳引类电梯通过曳引设备启动，曳引轮与钢制绳间的摩擦作用拉动轿厢运转，制动设备快速关闭确保轿厢的制动效果。所以，电梯在对重端重量比轿厢重量大的状况下，传动设备、曳引设备、制动设备与管控设备任意一个部分失效，均会导致电梯轿厢上行超速；甚至会出现冲顶现象。电梯发生以下问题时，极易导致电梯上行超速。

（一）曳引设备的问题

曳引设备的主轴、轴承、齿轮、蜗杆等机器零件裂开或毁损都会导致传动功能下降，电梯对重在重力影响下快速往下移动，导致轿厢上行超速。

（二）曳引环境的影响

电梯的曳引力是通过曳引轮与钢制绳间的静摩擦效应形成的，当曳引轮绳槽与钢制绳磨耗过快或主机润滑剂等的作用，曳引轮绳槽与钢制绳间的摩擦效果会变差，钢制绳在曳引轮槽内滑动，导致曳引功能降低，引发电梯上行超速。

（三）制动设备的问题

制动设备是保证电梯稳定工作的零件，电梯制动设备通常是关闭的，制动设备如果出现问题，当电梯停电后，电梯无法有效制动，会让上行的轿厢加速运行。制动设备常规的问题包含制动弹簧松动、制动设备闸门与制动轮摩擦引发的制动设备过热而致使制动功能被弱化、制动设备卡壳、制动设备零件裂开等问题，当中制动设备的卡壳问题是致使电梯冲顶的根源。[5]

三、 举例分析

此处以曳引轮制动设备为实例进行阐述。

曳引轮制动设备是说，直接作用在曳引轮与相邻曳引轮轴承上的制动设备，包含同步无齿轮曳引制动设备与皮带传输曳引轮制动设备。

永磁同步无齿轮曳引设备因为占地面积不打、材质轻便、安装便利、维保简易、使用周期长等特征，近几年来大多数的无机房与有机房电梯均使用这类曳引设备。[6]

（一）永磁同步无齿轮曳引制动设备机器零件要划分成两组完成设置，并且必须参考GB7588-2003相关标准规定的“全部安装的制动齿轮或制动盘均要分成两个小组安装，假如一个小组无法完成，应保持充足的制动效应让负担既定负荷以及既定速率下行的轿箱减速下行”的需求。

（二）永磁同步无齿轮曳引设备的抱闸设施通常会影响曳引轮的运转，所以也需要满足GB7588-2003内的相关规定。就是说应满足“该设备施力于轿厢、对重、钢制绳系统、曳引轮”的相关需求。

（三）使用永磁同步无齿轮曳引设备的电梯管控大部分要在变频设备与电机间完成永磁同步专门配套的封星接触设备，这类接触设备在常规运转模式下能够自动接入同步电机的三项绕组。如此，永磁同步电机只要出现失速现象，就使用电源发送电能，对外流出的三相电流通过接触设备短接以后，反馈到永磁同步电机内，通过定子绕组构建一类反向磁场，并且磁场力矩伴随电流的增加而增加。在此类状况下，永磁同步电机的速率会愈来愈慢。

综上所述，使用永磁同步无齿轮曳引设备的电梯能够不使用夹绳设备或对重安全钳等上行超速保护设备。

而对对重安全钳来说，其是轿厢上行超速保护设备的减速零件，唯有配套单独机器动作限速设备才能够完成限速。该类上行超速保护设备的原理是透过增加对重安全钳来约束对重的下行超速进而作用于电梯的上行超速保护设备。

该类模式对安全钳类别的挑选需要满足GB7588-2003内的“该设备在对空载电梯制动阶段，其减速度不能超过1g。”的需求。[7]

假如利用渐进类安全钳，那么平均制动力是1.6（P+ψQ）g。如果不权衡到曳引钢制绳、补偿绳与运行缆线的作用，在安全钳减小速度的阶段空载电梯的平均减速度比g小。

假如利用瞬时类对重安全钳，那么就是另外一类情况。瞬时类安全钳的平均制动力大大超过1.6（P+ψQ）g，制停间距很小，轿厢端钢制绳会全部松动，轿厢上抛间距能够攀升到S，之后轿厢往下坠落，构成反复的震颤，依照单自由度自由振动模具能够获得其极限减速度。

结束语：

电梯上行超速保护设备应用是GB7588-2003所需要的应用模式，这些年一直在大规模投用。伴随科技的进步与电梯制式的多元化，会持续涌现新构造模式的轿厢上行超速保护设备，然而也必须参考我国法制法规进行。

参考文献：

[1] 罗伟良，黄财青，陈国华等.老旧电梯改造、大修时加装上行超速保护装置的重要性[J].价值工程，2013，（22）：40-41.

[2] 袁传森，宋耀国，周莹等.一种采用永磁同步曳引机电梯的上行超速保护测试方法的研究[J].中国特种设备安全，2016，32（7）：21-24，29.

[3] 刘磊，韦方平.蜗轮蜗杆传动系统上行超速保护装置设置的必要性探讨[J].机电工程技术，2014，（3）：94-96.

[4] 叶佳芳，邱伟伟，杨佳民等.浅析电梯对重（平衡重）安全钳作为轿厢上行超速保护装置[J].房地产导刊，2015，（13）：467-467.

[5] 張雅鹏，殷皓.浅谈电梯门安全--解读俄罗斯国家电梯标准中关于门安全的要求[J].劳动保障世界，2013，（10）：88-88.

[6] 李俊，王伟.电梯超载保护装置检验的重要性及检验方法刍议[J].科技创新导报，2013，（8）：228.

[7] 白沁鑫，张士昌.上海德达医院地下室新增电梯基坑改造设计及施工关键技术[J].结构工程师，2016，32（2）：165-169.