关于电梯安全钳选型浅谈

关于电梯安全钳选型浅谈

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卢俊杰

快意电梯股份有限公司 ，广东 东莞 523000

摘要：电梯安全钳是电梯安全保护系统的重要组成部件，电梯系统设计关键部分，恰当的安全钳选型也是电梯良好运行与安全运行重要保障。本文以标准GB/T7588.1,GB/T7588.2规定为依据，归类为几个不同方面探讨高速电梯安全钳选型的要求，浅析一些常见选型误区以供探讨。

１引言

安全钳是电梯系统中的重要安全装置，也是电梯增强电梯安全保护功能的重要部件，是电梯系统不可或缺的重要组成部分。《电梯制造与安装安全规范》GB/T7588.1和GB/T7588.2 对安全钳及其触发装置作了详细要求和阐述，同时《电梯型式试验规则》TSG T7007—2022也对安全钳型式试验部分做了要求做了详尽要求。

电梯通常按照运行速度区分，运行速度≤1m/s的称为低速电梯；运行速度在１m/s~2.5m/s的称为中速电梯，将>2.5～≤6m/s速度的电梯称为高速电梯，６m/s以上的称为超高速电梯。本方讨论的高速梯安全钳则主要是针对2.5m/s以上高速电梯。

２高速梯安全钳相关要求

2.1结构型式：

GB/T 7588.1-2020 之5.6.2.1.2 章节，规定了安全钳的选用条件：

“轿厢安全钳:

a) 应是渐进式的;或

b) 如果额定速度小于或等于0.63m/s,可以是瞬时式的。 对于液压电梯,仅在破裂阀触发速度或节流阀(或单向节流阀)最大速度不超过0.80m/s时,才能 使用不由限速器触发的不可脱落滚柱式以外的瞬时式安全钳。

如果轿厢、对重(或平衡重)具有多套安全钳,则它们均应是渐进式的。

如果额定速度大于1.0m/s,对重(或平衡重)安全钳应是渐进式的,其他情况下,可以是瞬时式的。”[1]

根据以上规定可以断定 ，高速电梯设计时（轿厢）安全钳选型一般是渐进式的；且对重安全钳必须是渐进式的。

2.2安全钳性能：

GB/T7588.1之5.6.2.1章节规定了安全钳的性能：

“安全钳应能在下行方向动作,并且能使载有额定载重量的轿厢或对重(或平衡重)达到限 速器动作速度时制停,或者在悬挂装置断裂的情况下,能夹紧导轨使轿厢、对重(或平衡重)保持停止”。

根据GB/T7588.1之 5.6.6的规定,可使用具有上行动作附加功能的安全钳。

2.3 验证方法：

据GB/T7588.1 之5.6.2.1.1.2 要求：

“安全钳是安全部件,应根据 GB/T7588.2—2020中5.3的要求进行验证”。作为核心安全部件需单独作验证。具体理论计算公式如下；

计算允许质量: (P +Q)­1= FB/16 ………………………..(式1)

中:

(P +Q)­1———允许质量,单位为千克(kg);

P ———空载轿厢与由轿厢支承的零部件[如部分随行电缆、补偿绳或链(如果有)等]的质量和,单位为千克(kg);

Q ———额定载重量,单位为千克(kg);

FB ———制动力,单位为牛(N)。

如果计算得出的允许质量大于试验值,当每次试验的平均减速度不大于1.0gn时,则试验值可以作为允许质量。

即：如果是按TSG7007-2022要求验证安全钳性能，可以将每次试验的平均减速度值做为判定是否通过的必要条件。

2.4系统质量

对于中、低速电梯，（式1）可以作为安全钳选型计算方法之一，即按照所需的Ｐ＋Ｑ值计算系统质量。

电梯曳引系统示意图（图１）[2]

但对于高速电梯或者超高速电梯，安全钳选用允许质量的计算需注意。

上图１表示安全电梯系统曳引计算的图示，对于高速电梯、在大提升高的情况下，补偿绳（缆），钢丝绳和底坑涨紧装置等每部分的重量都很大。

那么笔者认为至少需详细核算轿厢运行在每个位置时、每种具体工况之下考虑到绳、链、补偿系统，对轿厢动态质量做计算，应确保电梯系统无论在任何位置，任何工况之下，所选用的安全钳具有稳定的制动能力。

我们知道，制动器、安全钳、缓冲器是保证电梯运行安全的三道防线，如果一旦发生超速或失速，安全钳动作失灵，单靠缓冲器去保障轿厢内乘客的安全只存在理论上的保障，无法避免“事故”的发生。因此关于高速电梯或超高速电梯系统质量参数尤其重要。

同时根据GBT7588.2之5.3.3.4单节：

“对于安全钳的型式试验,说明如下:

a) 所应用的质量:

对于瞬时式安全钳,所应用的质量不应大于安全钳的允许质量。

对于渐进式安全钳,所应用的质量可以与5.3.3.3确定的允许质量相差±7.5%。一般认为在

该条件下,尽管存在导轨导向面宽度公差、表面状态差异等因素,仍能符合引用本部分的标准

的规定(如GB/T7588.1—2020中的5.6.2.1)。

b) 为了检查焊接件的有效性,应参考相应的标准。

c) 在最不利的情况下(各项制造公差的累积),应检查夹紧件有足够的移动距离。

d) 应正确地保持摩擦件,以确保在动作瞬间它们各在其位。

e) 对于渐进式安全钳,应检查弹簧各组件有足够的行程”

同时可以看出对于高速梯采用渐进式安全钳情况，允许质量预留的7.5%未包含高速电梯存在大提升情况下、轿厢动态质量变化的影响。

因此我们在做高速梯设计时，还需考虑更多工况的情况，保证安全钳的选型设计安全可靠。

2.5联动试验

GB/T7588.1—2020之5.6.1.2章节规定：

曳引式电梯和强制式电梯应按照下表设置保护装置。

曳引式电梯和强制式电梯的保护装置[1]

可以确定的是：高速梯安全钳作为电梯安全保护装置，对应的触发式为限速器，触发方式唯一。

GB/T7588.1—2020 之5.6.2.2 章节对于触发方式，触发速度，响应时间做了详细规定（这里不再详述）。

在项目实践中有几个方面需特别注意：

ａ）安全钳与导轨的匹配性问题。通常在做安全钳选型时，容易忽略安全钳的触发速度的核实。同为渐时式安全钳，不同触发速度触发安全钳动作，安全钳的制动效果或结果也有很大差异。

ｂ）两侧安全钳的提拉同步问题；

如果安全钳与限速器触发后的提拉导致左右两侧安全钳明显不同步，会存在很大安全风险，轻则导致故障频发，重则造成乘客人身事故。

ｃ）安全钳制动力稳定性

安全钳制动力稳定性，取决于安全钳本身设计的特性，是对安全钳产品特性考量的一个重要参数。但由于没有直观的参数给人们做判断，因此很容易被忽视。

设计选型过程考量如果不够充分，则只有等到项目安装完成之后，安全钳制动测试时才能被发现问题，时间和成本损失已经产生。其实完成可以通过分析安全钳跌落测试过程的“速度－时间”曲线来了解安全钳动作整个工作状态的每个过程段的特性。

2.6制动力

GB/T7588.1—2020之5.6.2.1.3章节对安全钳减速度做了明确要求：

“减速度 载有额定载重量的轿厢或对重(或平衡重)在自由下落的情况下,渐进式安全钳制动时的平均减速度应为0.2 gn ~1.0 gn”。

这个要求，与曳引机制动要求是一致的。即一般情况下，考虑人员安全，在特别是老年人的安全，减速度最好不超过0.2 gn。

另外一个方面，如果制动减速度过小，则需要相当长的制停距离来保证，在设计上很难满足；同时，如果安全钳制动减速度大，则制动距离相对会减少，这就对安全钳的结构和材料相关要求更高。[3]

因此，对于高速梯安全钳设计，制动力的计算必须正确且制动减速度控制的合理，以此保证安全钳的选型合理。

2.7工作环境

对于电梯，特别是高速电梯的安全钳，其工作环境尤其重要。在不同的工作条件下，安全钳的性能也有差异。特别对于高速电梯安全钳要求就更加严格，安全钳与导轨的匹配尤其重要。[4]

ａ）导轨的表面状态。导轨表面条件，润滑／干燥，是否与选型安全钳一致。

ｂ）导轨表面是否有油污，须与安全钳或导轨清洁要求一致

ｃ）导轮材料符合相应标准要求。

2.8结构要求

GB/T7588.1—2020之5.6.2.1.6 ，对于安全钳结构做了以下规定：

“5.6.2.1.6.1 禁止将安全钳的夹爪或钳体充当导靴使用。

5.6.2.1.6.2 如果安全钳是可调节的,最终调整后应加封记,以防在未破坏封记的情况下重新调整。 5.6.2.1.6.3 应尽可能防止安全钳误动作,例如:与导轨间留有足够的间隙,允许导靴水平移动。

5.6.2.1.6.4 不应使用电气、液压或气动操纵的装置来触发安全钳。

5.6.2.1.6.5 当安全钳通过悬挂装置的断裂或安全绳触发时,应能保证安全钳的触发速度与所对应的限速器的触发速度一致。”

以上５点要求，即明确了高速电梯安全钳的触发方式，触发速度、调试要求。由于目前多数渐进式安全钳，多为连续质量，尽管出厂前调试完成后做了铅封，未必有明确的禁止操作或拆装的标识。禁止非专业人员或非权授人员的调试操作。

2.9 维修保养

由于在正常情况下，安全钳在新梯高度完成后，安全钳实际动作的机率相当少，或者非常少。这是因为电梯系统设计中，紧急制停工况多数情况有曳引机制动器来完成。但这不代表着安全钳就不需要保养，越是高速电梯，安全钳保养就越应被重视。

除定期保养外，安全钳的楔块通常是寿命的，需根据相应手册说明及时更换。

3.结语

由于高速电梯安全钳在制动过程消耗能量往往是普通电梯的数倍甚至数10倍，一旦出现问题则会造成严重的安全事故。作为电梯安全保护系统重要部件，需要受到设计者、电梯从业人员、维护保养人员、以及有关监管部门重视。有必要加强高速电梯安全钳设计、制造、安装使用各环节的验证与校核，共同保障电梯安全。

参考文献：

[1] GB/T 7588.1-2020, 电梯制造与安装安全规范 第1部分:乘客电梯和载货电梯 [S].

[2] GB/T 7588.2-2020, 电梯制造与安装安全规范 第2部分：电梯部件的设计原则、计算和检验 [S].

[3] 朱昌明等.电梯与自动扶梯 [M]上海：上海交通大学出版社：1995.110-121.

[4] 宋祥爱. 电梯渐进式安全钳应注意与导轨匹配 [J].中国电梯 2016（4）38-41.