姚穎超
(廈門市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院,福建 廈門 361000)
自1852年美國(guó)人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯先生發(fā)明電梯安全鉗系統(tǒng)以來,安全鉗系統(tǒng)以其可靠性、實(shí)用性和穩(wěn)定性推動(dòng)了整個(gè)電梯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而,當(dāng)初奧的斯先生發(fā)明安全鉗系統(tǒng),是為了防止強(qiáng)制式驅(qū)動(dòng)的電梯在發(fā)生鋼絲繩斷裂的情況下,對(duì)下行超速的電梯進(jìn)行有效保護(hù)?,F(xiàn)如今,這套久經(jīng)考驗(yàn)的系統(tǒng)可以說是行之有效的,安全可靠的。但是我們必須看到,對(duì)于曳引式電梯來說,轎廂上行超速也是有可能發(fā)生的,然而,此時(shí)安全鉗系統(tǒng)是無法提供可靠保護(hù)的。一直到歐洲EN81-1電梯標(biāo)準(zhǔn)1998版本的面世,“曳引驅(qū)動(dòng)電梯應(yīng)裝設(shè)符合條件的轎廂上行超速保護(hù)裝置”的想法才開始被提出來,人們才逐漸意識(shí)到,曳引式電梯和強(qiáng)制式電梯在安全隱患方面,除了下行超速,上行超速的問題也應(yīng)該被重視,加以研究和解決。該文主要介紹曳引式電梯的上行超速保護(hù)裝置。
目前,由于電梯本身的種類繁多,形式各異,其造型結(jié)構(gòu)和安裝條件也是各種各樣,使電梯的上行超速保護(hù)裝置也五花八門。但是,大致還是可以分成以下3類。1)以傳統(tǒng)限速器為基礎(chǔ),增加上行速度監(jiān)控,在對(duì)重側(cè)增加下行安全鉗或者在轎廂側(cè)增設(shè)雙向安全鉗作為減速元件。2)以傳統(tǒng)限速器為基礎(chǔ),增加上行速度監(jiān)控,在曳引鋼絲繩上增設(shè)夾繩器作為減速元件。3)以自身速度監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ),采用永磁同步電機(jī)的電梯將制動(dòng)器直接作為減速元件[1]。
將空轎廂停于行程下部,轎廂檢修上行,人為動(dòng)作限速器上行電氣開關(guān),電梯應(yīng)能立即停止運(yùn)行;短接該電氣安全開關(guān),繼續(xù)檢修上行,人為讓限速器機(jī)械動(dòng)作,安全鉗應(yīng)能動(dòng)作,同時(shí)電梯應(yīng)立即停止運(yùn)行(表明安全鉗聯(lián)動(dòng)開關(guān)有效),短接該安全鉗聯(lián)動(dòng)開關(guān),操縱檢修上行,觀察轎廂是否能繼續(xù)運(yùn)行[3]。
判定方法:如果曳引鋼絲繩在曳引輪上出現(xiàn)打滑,或是曳引輪和曳引鋼絲繩均無法運(yùn)轉(zhuǎn),轎廂應(yīng)無法繼續(xù)被提起,表明安全鉗動(dòng)作可靠有效。
目前,運(yùn)用這種上行超速保護(hù)裝置的基本上都是采用無齒輪永磁同步電動(dòng)機(jī)的電梯。對(duì)于這種電梯,我們不能簡(jiǎn)單的使用“轎廂在底層松閘溜車”的方法來試驗(yàn),因?yàn)椴捎脽o齒輪永磁同步電動(dòng)機(jī)的電梯,往往會(huì)在永磁同步電機(jī)輸入端或者變頻器輸出端增加一組常閉觸點(diǎn),當(dāng)我們使轎廂在底層溜車上行時(shí),轎廂在不斷加速的過程中,電機(jī)將處于發(fā)電狀態(tài),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流,從而提供了一個(gè)強(qiáng)大的制動(dòng)力矩。轎廂運(yùn)行的速度越快,制動(dòng)力矩越大,一直到制動(dòng)力和引起轎廂上溜的動(dòng)力相等,轎廂將會(huì)近似勻速運(yùn)行。因此,采用“封芯”的永磁同步電梯,發(fā)生上行超速的可能性較低,而這類電梯的上行超速裝置測(cè)試方法也等同于電梯制動(dòng)器的功能測(cè)試。
圖1 無齒輪永磁同步電動(dòng)機(jī)的電梯
2.3.1 首先進(jìn)行夾繩器的靜態(tài)制動(dòng)試驗(yàn),具體操作方法如下
將電梯轎廂置于最底層,人為松開夾繩器掛鉤,使夾繩器動(dòng)作,確認(rèn)夾繩器兩摩擦片能可靠夾緊鋼絲繩,然后將夾繩器復(fù)位,重復(fù)上述操作1~2次,確認(rèn)夾繩器動(dòng)作靈活可靠。
人為觸發(fā)夾繩器,確認(rèn)動(dòng)作正常后,松開抱閘,仔細(xì)觀察電梯鋼絲繩與夾繩器是否有劃移,如果沒有劃移現(xiàn)象才可以進(jìn)行下一步試驗(yàn),否則中止試驗(yàn)。
進(jìn)行夾繩器聯(lián)動(dòng)試驗(yàn):如圖1所示為正常運(yùn)行時(shí)限速器上行棘輪撥桿的位置,檢修開動(dòng)電梯使棘輪撥桿處在圖1所示位置,以方便以后復(fù)位;向上拔動(dòng)棘爪支架,使棘爪卡住上行棘輪,如圖2所示繼續(xù)檢修上行,使電氣開關(guān)動(dòng)作;屏蔽限速器電氣開關(guān),繼續(xù)檢修上行,夾繩器應(yīng)可以可靠動(dòng)作;最后將棘爪和各個(gè)電氣開關(guān)復(fù)位[2]。
2.3.2 進(jìn)行夾繩器制動(dòng)試驗(yàn)
將夾繩器護(hù)罩卸下,將電梯轎廂置于最底層,正常速度上行,此時(shí),人為將抱閘線圈通電使之處于強(qiáng)制打開狀態(tài),待電梯達(dá)到額定速度或超速狀態(tài)時(shí),用硬物敲擊夾繩器掛鉤尾部,人為觸發(fā)夾繩器,進(jìn)行制動(dòng)試驗(yàn)。
圖2 夾繩器聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)
下面介紹可能發(fā)生的情況:某電梯在中間樓層平層開門,人員開始進(jìn)出電梯,但是此時(shí)制動(dòng)器突然失效,轎廂和對(duì)重由于重量差使轎廂開始由慢到快溜梯,此時(shí),門鎖雖然正常斷開,但是,由于制動(dòng)器原因抱閘無效,由此各種電氣保護(hù)開關(guān)也一并失效;而由于溜梯速度達(dá)不到限速器的觸發(fā)速度,這樣一來,安全鉗也不可能將電梯制停,于是就極易發(fā)生剪切事故。因此,筆者認(rèn)為制動(dòng)器失效以后,現(xiàn)有的安全措施和安全保護(hù)裝置對(duì)于超速情況下沖頂蹲底等情況都有了很好的預(yù)防和補(bǔ)救措施來使損失或傷害降到最低,但是對(duì)于開門狀態(tài)下電梯由慢速溜梯引起的剪切就無能為力了。筆者認(rèn)為必須有另外一種制動(dòng)裝置來提供制動(dòng)器失效的二次保護(hù),理由有3個(gè)。1)制動(dòng)器使用頻繁,磨損程序大大高于其他安全部件,而由于程序控制原因很多電梯會(huì)延時(shí)松閘,加劇磨損,而制動(dòng)器的磨損平時(shí)往往不易察覺。2)制動(dòng)器一旦失效,所有的電梯電氣安全裝置就基本都失效了,因?yàn)樗麄兌际墙⒃凇半妱?dòng)機(jī)失電-制動(dòng)器抱閘-停梯”這一過程中的,一旦制動(dòng)器失效,則整個(gè)安全回路形同虛設(shè)。3)在制動(dòng)器工作時(shí),往往是平層到站人員進(jìn)出的時(shí)候,此時(shí)是開門狀態(tài),一旦失效溜梯,剪切事故就會(huì)發(fā)生,后果不堪設(shè)想。
鋼絲繩在曳引輪上嚴(yán)重打滑。此時(shí),由于曳引輪沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),僅是鋼絲繩的運(yùn)動(dòng),這時(shí)無論電動(dòng)機(jī)出線端是短接還是沒短接,都不會(huì)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在,制動(dòng)電流就無從談起了,轎廂將由慢到快向上運(yùn)動(dòng),直到?jīng)_頂。
鋼絲繩處在將滑而未滑的臨界狀態(tài)下,此時(shí)電梯到站開門人員進(jìn)出,由于轎廂重量變化引起的臨界狀態(tài)被打破,將發(fā)生鋼絲繩打滑轎廂移動(dòng)的現(xiàn)象,就極易發(fā)生電梯溜梯產(chǎn)生開門剪切的事故。
電梯作為現(xiàn)代生活的交通工具,給人們出行提供方便的同時(shí)其安全運(yùn)行也關(guān)系到每個(gè)公民的人身安全,因此,對(duì)電梯安全部件可靠性和實(shí)用性的研究必不可少。以上是筆者關(guān)于曳引式電梯上行超速保護(hù)裝置的一些淺略的思考,筆者從曳引式電梯設(shè)置上行超速保護(hù)裝置的原因出發(fā),通過對(duì)幾種上行超速保護(hù)裝置的介紹,并結(jié)合相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)各種電梯上行超速保護(hù)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,并提出了該裝置的擴(kuò)展性用途,有助于提高對(duì)電梯日常維護(hù)和安全檢查的質(zhì)量。