浙江西子富沃德电机有限公司 浙江杭州 311305
摘要：电梯安全钳动作的有效性对于保障电梯运行安全至关重要，对此，本文首先对电梯安全钳的结构形式以及动作原理进行介绍，然后以某电梯坠落事故为研究对象，对电梯安全钳性能测试方法进行详细探究。
关键词：电梯；安全钳；性能测试；原理
引言
电梯运行的安全不仅是对其结构合理性和稳定性进行考虑,还必须要对电梯运行过程中可能存在的各种安全事故进行分析,其中安全钳作为电梯安全运行的重要保障,如果安全钳动作出现失误或者失效,那么就无法从根本上保障人们的安全,甚至会带来十分严重的后果,必须要得到人们的关注和重视。
1概述
电梯之中所安装的安全钳装置其发挥作用时所利用的主要原理为，在电梯安装的安全装置之中的限速器在需要动作的情况之下能够使夹住限速器绳的夹绳钳快速且及时的动作，与此同时，当电梯的轿厢继续向下运动时，引起安全装置之中的安全钳联杆机构的提拉动作，该提拉动作一旦发生将迅速地促使电梯安全钳之中的制动元件与导轨之间的接触运动，从而形成电梯导轨两侧的安全钳紧紧夹在导轨之上的局面，从而顺利完成电梯的轿厢停止运行的目的。
2电梯安全钳动作同步性测试原理
2.1测试方案设计
GB7588－2003《电梯制造与安装安全规范》中要求“轿厢空载或者载荷均匀分布”，目的为了消除偏载引起的较厢倾斜；要求“倾斜度不应大于其正常位置的5%”，是为了消除安全钳零部件的加工精度以及安装误差造成安全钳动作的不同步引起的轿厢倾斜角度。因此，测量安全钳动作的不同步性所造成的轿厢倾斜，应滤除安装误差及轿厢偏载造成的倾斜。方案设计的核心是通过测量轿厢在安全钳动作过程中倾斜角度的变化量来衡量轿厢两侧安全钳动作的同步程度。轿厢倾斜角度指的是安全钳动作前后轿厢地板的相对倾斜角度，而不是相对水平位置的绝对倾斜角度，即相对倾斜角度不应超过5%。
1）基于以上分析，设计一款检测装置，布置在轿厢地板上，在安全钳动作前记录轿厢地板倾斜的初始角度，在安全钳动作后记录动作后的轿厢地板倾斜角度，求出两角度差值，并做出是否符合标准要求的判断。
2）安全钳的制动会对轿厢产生一定的冲击，轿厢空载状态下，冲击可能使轿厢反弹，最大的倾斜可能是在冲击之前，这样致使测量的倾斜角度不准确。只有分析空载状态下安全钳制动全过程的同步性，才能尽可能避免在载荷状态下，因倾斜角度过大导致安全钳和导靴脱轨。在空载情况下，电梯限速器安全钳联动试验后，轿厢地板倾斜度可用于判断载荷情况下的风险。实现安全钳制动全过程的动态监测，将有利于了解电梯安全钳的制动效果。因此，通过对轿厢实现整个过程中的加速度实时监测，掌握和记录安全钳动作过程中轿厢所受冲击的情况，从另一维度动态描述轿厢安全钳动作同步性。
2.2倾角检测原理
本研究采用MMA8451Q三轴加速度传感器作为测量倾角的检测元件，MMA8451Q是一款具有14位分辨率的三轴电容式微机械加速度传感器，虽然单个轴上的加速度因倾斜而产生的变化也能换算得出角度数据，但数据粗略，波动较大，而利用多个轴上加速度的数据融合，则能更准确的监测到安全钳动作的同步性。通过测量静止状态下x、y、z三轴的加速度，利用重力加速度与其在三轴加速度传感器的x、y、z三轴的分量关系，计算出各轴与重力加速度的夹角。
当将传感器水平静止放置，重力加速度在x轴、y轴方向的分量为0g，在z轴的分量为1g，如果一个立方体盒子各边与水平方向都有夹角，设三轴加速度传感器的x轴加速度为Ax，其与水平面夹角为a1，与重力加速度的夹角为a；设三轴加速度传感器的y轴加速度为，其与水平面夹角为b1，与重力加速度夹角为b；设三轴加速度传感器的z轴加速度为，其与水平面夹角为c1，与重力加速度夹角为c。
3安全钳主要的检验方法
3.1安全钳摩擦块的硬度与导轨表面的硬度是否匹配
安全钳的制动力主要就是安全钳和导轨之间的摩擦力,所以必须保障摩擦块与导轨之间具有一定的摩擦系数,摩擦块的硬度往往会低于导轨的硬度,进而能够保障两者之间具有一个较高的摩擦系数,同时还有利于延长导轨使用的寿命。现场在进行检验的时候,对于摩擦块和导轨之间的硬度计算可以进行多点测量,进而能够全方位地了解其表面硬度。
3.2安全钳的操纵机构是否灵活
安全钳在进行检验的时候,必须要对连杆系统的灵活性以及是否存在锈蚀状况进行详细地检验,其主要原因就是一旦提升高度超过30米,电梯的起动以及停止就会造成安全钳连杆结构产生晃动,甚至会导致安全钳出现误动作。将高度提升超过30米之后,必须要检查其是否安装了防跳器,并检查其是否有效。防跳器在安装的时候会产生一定的锁紧力,保障安全钳连杆结构的稳定性。但是,锁紧力必须要保持在一定范围内,往往不会超过30牛。所以,如果防跳器的锁紧力比较大的时候,就会造成限速器动作后安到甘无法动作的状况。在进行防跳器检验的时候,往往可以通过手动试验检验安全钳连杆结构是否稳定;另外,还可以通过限速器等设备对其进行验证,避免出现限速器动作后安到甘无法动作的故障发生。
3.3安全钳、限速器的联动试验
在进行安全钳检验的时候,往往会对轿厢进行均匀布置额定载荷,并且以检修的速度让电梯向下运动,同时还可以通过限速器进行人为动作。另外,检查安全钳在导轨上的制停痕迹是否一致,严格根据制停痕迹进行制停距离的测量,查看其是否符合相关规定和标准,在进行轿厢地板倾斜度测量的时候,必须要查看其是否超过正常位置的5%。
3.4导轨与摩擦块表面是否洁净
为了能够更好地保护导轨,往往会在导轨表面涂抹一层防锈油。根据多年来的实践证明,安全钳制动的时候所产生的滑移过程与一般的平面摩擦运动有所不同。摩擦块与导轨之间的接触应力和比压会比较大,从而会在摩擦面产生较多的热量,最终造成表面过热,甚至还能够看到摩擦出来的火花,最终使导轨表面失去了金属光泽。所以,在这种十分强力摩擦的作用下,导轨表面的润滑条件就会无法形成。在进行检验的时候,必须要检验摩擦块的表面是否出现了锈蚀、异物等状况,如果存在这些异物,必须要及时将其清理掉。
结语
在电梯运行中，如果失控或者超速，则安全钳能够制停轿厢。但是安全钳结构复杂，这就要求电梯维护管理人员定期对安全钳性能进行现场监测，通过利用上述监测方式，能够快速确定安全钳使用过程中的安全隐患，并据此对电梯进行维护管理，保障电梯安全使用。
参考文献
[1]王源磊，司冠楠，常岚.电梯安全钳动作同步性测试研究[J].起重运输机械，2019，2（6）：63-66.
[2]白植志.电梯安全钳动作原因分析及检验要点[J].电子技术与软件工程，2016，4（11）：163-164.
[3]徐晓翔，陈文芗，叶军君.基于三轴加速度传感器的倾斜角测量系统的设计[J].传感器世界,2012（7）：32-36.
[4]纪爱国.用于加速度传感器进行倾角检测中的数据处理研究[J].商丘职业技术学院学报，2013，12（5）：65-68.
[5]何兵.基于电流信号的电梯运行状态监测终端研发[D].华南理工大学，2014.
[6]赖晓翔.基于TKJ1000/1.5XH电梯的电研究与改造[D].天津大学,2014.
[7]刘铁.电梯轿厢意外移动检测及保护装置的研究与设计[D].北京工业大学,2015.
[8]杨围围.电梯安全钳机构的运动分析及优化设计[D].山东建筑大学，2015.