电梯上行超速保护装置检验与失效分析
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王兵健?陈育中
摘 要：电梯的安全运行事关生命安全，因此，对在用电梯展开日常安全检验是非常必要的。上行超速保护装置是保障电梯安全使用的重要安全装置，该装置试验失效会造成电梯超速时失去安全可靠的制停功能，从而引发重大安全运行事故。本文重的点介绍上行超速保护装置的组成、类型、失效状况和常规检验方法。
关键词：电梯安全运行 上行超速 常规检验 失效分析
课 题：本文系南京市＂十三五＂教育科学规划课题＂建筑智能化综合创新实训基地的研究与实践＂（L/2016/031）；江苏省特检院科技立项＂电梯检验人员岗位培训模式及能力分级评定＂（KJBS-7-02）研究成果。
一、必要性
2017年10月1号起正式实施新GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》规定，出现轿厢意外移动造成的电梯使用安全事故关系到公共安全和民生。电梯日常运行中经常出现轿厢空载或极小载荷情况（进出轿厢内人员时常变化），对重不变，造成轿厢常常轻于对重。一旦在运行使用中制动器由于检验不到位造成曳引机轴、键、销等折断失效或失误，再者曳引轮绳槽磨损严重或钢丝绳油污严重导致曳引钢丝绳在轮槽上打滑，就容易造成电梯轿厢上行超速，容易引发严重的电梯安全事故，甚至导致乘客伤亡。电梯数量逐年增加，由于不可逆的磨损、易损件老化等问题，控制系统经常会出现意外的＂乱＂＂错＂＂呆＂＂傻＂＂发神经＂等情况，就是常说的＂意外超速＂。因此，对在用电梯进行上行超速保护装置安全评估与失效分析是非常有必要的。
二、重要意义
电梯上行超速保护试验包含电梯制动器失效和传动失效两种工况。曳引电梯的上行超速保护装置有速度监控装置和减速装置两部分。电梯运行过程中，速度监控装置一般为反馈确定轿厢位置的旋转编码器和超速的限速器电气开关。控制系统对于意外超速或意外移动在实际运行过程中闭环反馈电梯是否失控。电梯减速部件常见的有夹绳器、安全钳和制动器，分别作用于钢丝绳（悬挂绳或补偿绳）、轿厢和对重、曳引轮。该部件要确保电梯轿厢上行超速时达到额定速度的115%，使意外超速的轿厢在运行过程中有效制停在导轨上，并逐步减速到对重缓冲器的设计允许范围内。在一些老旧的电梯使用过程中，质量检验时发现缺少对上行超速保护装置的检验，违反了电梯新国标对新安装、改造或大修电梯的有关强制性要求。忽视对电梯裝置的定期检查、故障排除，可能造成不堪设想的后果。出于安全防范考虑，对上行超速保护装置进行安全规范的合格检验是有重要意义的。
三、上行超速保护失效分析
1.限速器日常失效分析
限速器作为电梯超速保护的独立装置，有双向限速器和单向限速器两种。
（1）限速器钢丝绳提拉打滑失效的原因。①限速器轮槽磨损严重；②限速器绳轮上布满润滑油、泥沙灰尘或轴承油脂及机油；③保养使用中不考虑限速器轮槽与钢丝绳的磨损情况或钢丝绳直径要求，使整根磨损严重钢丝绳或不符轮槽标准要求的钢丝绳陷入轮槽，导致制动楔块难以压住限速器钢丝绳，造成制动力不足；④限速器钢丝绳处的制动楔块或夹绳卡块严重磨损，无法夹紧钢丝绳，没有足够的提拉力；⑤限速器上甩块固定弹簧长时间处于拉伸状态，造成弹簧塑性变形，弹力改变；⑥限速器钢丝绳拉伸变松出现张紧开关误动作或地坑张紧装置位置不在合理范围内；⑦张紧装置配重丢失，配重重量过轻，造成限速器钢丝绳张力不足，无法可靠制停安全钳。
（2）限速器电气开关失效的原因。①电梯处于紧急电动运行状态，将限速器电气开关短接或限速器开关粘连等其他原因；②由于卡块固定螺栓过长，电梯超速时甩块工作棘爪无法打掉限速器电气开关卡阻；③限速器开关被误接地短接。
（3）限速器棘爪无法卡住棘轮失效的原因。①棘爪严重生锈腐蚀、棘爪无法在超速试验中下压或者只能往下压部分行程，卡不住限速器上的棘轮；②棘爪强度不够无法有效地卡死。
2.安全钳日常试验失效分析
在限速器工作有效的前提下，安全钳是确保电梯安全运行的另一重要部件。电梯出现意外超速或失控丢速时，安全钳应及时把轿厢夹持在导轨上。乘客电梯上的安全钳制动元件结构形式有楔块型、偏心轮型和滚柱型三种，根据制停距离不同又分为瞬时式和渐进式两种。在日常使用中发现安全钳动作后，钳体出现开裂、磨损变形、锲块或滚柱出现裂纹、变形或磨损，钳体上调整弹性元件发现塑性变形，都会使楔块动作时与导轨两侧工作面间隙过大，无法有效对轿厢或对重进行制停，致使无法修复，导致安全钳工作失效。
（1）日常保养不做提拉杆轴处的润滑，安全钳提拉杆上提拉力无法克服连杆阻力，提拉杆提拉行程不够，使安全钳楔块无法夹紧导轨工作面，造成轿厢意外移动的隐患。
（2）安装与保养不到位，在限速器安全钳联动试验中出现安全钳楔块间隙过大，试验时安全钳两侧钳体不能同步动作夹紧导轨或只有一侧夹到位，另一侧夹不到位，使提拉单边磨损严重，楔块很快被磨平，存在提拉到最大极限位置，楔块也无法有效夹紧导轨的危险。
（3）日常保养中不规范有效地验证电气开关，使安全钳电气开关长期短接失效，长时间锈蚀电气开关粘连、短接。安全钳联动杆在限速器钢丝绳的提拉作用下动作行程触发不到安全钳电气开关。
3.编码器日常失效分析
旋转编码器是对速度、距离进行反馈的装置，它与微机、变频器、电动机构成了一个闭环控制系统，对电梯的速度、距离进行控制。常用的编码器有绝对式、增量式、混合式三种。对编码器的失效分析如下。
（1）电梯动力线与旋转编码器信息线安装敷设在同一线槽内，对电梯控制脉冲信息形成较强的电磁干扰，影响电梯控制系统对电梯轿厢位置的判断，易致电梯运行平层不准确或电梯无法运行。
（2）更换制动器或电动机轴承时，造成旋转编码器接触不良。
4.夹绳器日常失效分析
除安全制动器驱动电梯外，夹绳器是轿厢意外超速移动的另一安全设备，有机械式触发和电磁式触发两种，常安装在曳引机架上，也有少部分安装在导向轮下。夹绳器在触发联动机构损坏，或制动弹簧变形、复位机构损坏，且无力修复时，容易出现失效。由于夹绳器是在高速运行时触发动作，极易造成触发时夹绳楔块磨损严重无法卡住钢丝绳，或钢丝绳上油污太多造成夹绳器夹不住，无法有效制停。
5.制动器日常失效分析
实际工况中，往往会出现制动器失效问题，影响电梯减速制停。
（1）制动力张紧调整不合适造成制停失效。维修保养中更换制动磨损的闸瓦时，制动弹簧张紧力未调整到位，易导致闸瓦与转动轴之间的摩擦力低，难以满足电梯制停的要求。
（2）制动间隙过大制停失效。维修保养中很少测量制动行程，闸瓦磨损过度后，造成间隙偏大，微动电气开关动作了，但制动器无法可靠制停。
（3）制动器温度过大失效。维修保养中电磁线圈额定速度运行工作温升超标，B级绝缘工作的温升超过了80K，F级绝缘工作的温升超过了105K。受力构件产生高温磁化，易拖闸造成制停失效。
（4）制动器衔铁不同步失效。线圈高温氧化后造成短路，无法正常工作。
四、上行超速保护装置日常检验
由于日常质量监督检验现场无法模拟出超速工况，大部分检验人员在安装检验和定期检验时将重点放在检查上行超速保护装置配置是否合理、联动是否可靠、安装是否准确、摩擦板的磨损是否在合理的范围内等情况，难以满足对上行超速保护装置的检验要求。合理的上行超速保护装置检验应包括以下环节和步骤。
1.三相异步电动机控制系统中上行超速装置检验
检验在钢丝绳系统侧加装夹绳器装置，需符合GB7588-2003中9.10.4.c要求。电梯轿厢上行超速保护装置由限速器、夹绳器电源装置、夹绳器装置三部分组成。检验步骤：第一，用限速器校验仪校验限速器动作可靠；第二，将空载轿厢置于最低层，断开电动机UVW三相电；第三，用电动检修方式打开制动器使电梯上行溜车（模拟超速，对重与空载轿厢处于失衡状态）；第四，确认夹绳器动作，轿厢减速制停。
2.同步电梯控制系统中上行超速装置检验
轿厢上行超速保护装置由限速器和无齿同步电动机上的抱闸装置两部分组成。检验步骤：第一，用限速器校验仪校验限速器机械和电气开关动作有效可靠；第二，在空载工况下轿厢置于最低层，切断变频器供电，断开电动机UVW三相电；第三，拆除永磁同步电动机封星电路；第四，用电动检修方式打开制动器使电梯上行溜车超速（模拟超速）；第五，触发限速装置动作（限速器开关动作，断电）；第六，制动器动作刹车。以上检验是在现场不能提供超速条件下进行的，注意需要预留足够的电梯安全空间距离，防止电梯发生冲顶事故。并且，要在确保限速器校驗到位的情况下进行，不可采用断电盘车模拟超速，否则易发生事故。
3.上行超速保护装置检验的安全性
电梯日常使用过程中，维护保养人员需要时常对电梯进行安全检查。由于电梯上行超速保护装置包含的安全部件较多，需要在平时保养过程中处处做到位，否则在进行年度检验时，配合检验人员进行电梯上行超速保护装置检验试验时极易出现事故，造成检验试验事故，应当极力避免。电梯监督和检验人员在日常检验中要不断提升检验能力，有效掌握电梯各种新标准、新产品、新方法，认真做好电梯安全监督工作。
参考文献：
[1]刘永康，薛季爱，仇润鹤.电梯主要部件安全性风险和判废分析[J].科技与创新，2014（13）.
[2]王有国，电梯制动器与上行超速保护装置的探讨[J].中国电梯，2004（5）.