电梯安全钳动作受力及失效分析

吴龑

江苏省特种设备安全监督检验研究院扬州分院，江苏扬州 225000

一、基本含义和介绍

1、基本含义

电梯安全钳是电梯设计时就必须要考虑的设备，在检修中是必须检查的，但是使用者一般很难见到它的真面目。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、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。

3、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。

二、安全钳的常见受力分析

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。

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、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′sinθ-Fcosθ）。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。

三、电梯安全钳系统的失效分析

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。

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。

3、关于安全钳的失效分析（导轨吻合程度）

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。

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。

四、讨论和建议

1、提高安全钳的系统检测标准

针对现在电梯事故频发的现状，应该对安全钳系统检测标准在过去的基础上逐渐提高，比如将每年一次的检测提高为半年一次甚至一个季度一次的检测，执行国家强制执行标准。安全钳的使用，一定要保证在空负荷和满负荷下运行，在特定的运行状态（比如轿厢内有人跳动等情况下）的安全运行，一定要进行专项的安全检测。

2、加大对电梯乘客的安全教育

由于电梯在运行的状态下是平稳受力，所以在实际状况下，一定要对乘坐电梯的人进行安全教育，小孩或者精神病人应该在监护人的陪伴下乘坐电梯，同时在电梯内要保持身体平稳，在乘坐电梯时，携带宠物的乘客应该对其进行管理，防止宠物在电梯里面攻击他人，引发人在电梯内躲避攻击造成受力不均匀。

3、电梯内的导轨间隙，设置需要完全按照设计标准进行

电梯的导轨间隙设置，一定要按照基本的标准来进行。间隙过大或者过小，都一定要按照标准来进行调试，需要电梯在任何情况下都要和轨道进行准确契合。同时我们也应该知道，电梯在运行的过程中，一定会有意外发生，在发生意外时，轨道和安全钳之间，也一定要准确的契合。

五、结束语

电梯安全钳是保障电梯安全的基础，为了实现对电梯安全钳的有效运行，需先展开对电梯安全钳动作分析，明确电梯安全运行状态下的受力情况与电梯安全钳工作，直到电梯钳停这以状态进行解读，明确两个状态下电梯的受力情况。再对具体的电梯失效的原因和应对措施，积极推动电梯的安全运行，规避安全隐患。