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摘要：电梯作为现今社会的一种重要的运输工具，正在帮助人们解决现实生活中的垂直与水平运输的问题，本文从介绍了电梯安全钳的工作原理出发，分析了安全钳的受力，并且给出了安全钳的失效分析，通过实验说明了导轨的抗拉强度对安全钳的制动距离与制动减速度的影响。
关键词：失效分析;导轨的抗拉强度;制动距离;制动减速度
引言
随着我国电梯的数量一直在增加，电梯作为特种设备就要求不仅要对电梯生产进行严格管控，更要在电梯的使用阶段进行加大力度的监督，管控。电梯的安全除了其设计结构的可靠，电气的安全需要，更重要的是安全部件的性能要能够符合标准。本文就对电梯安全部件中的安全钳动作进行分析。
1电梯安全钳
对于电梯而言，必须设置可以独立运行的保护装置，确保当电梯的实际云心高速度高于额定速度时，可以将电梯制停。当前在电梯当中起到限速类的安全装置主要体现在以下两个方面：
1.1下行超速保护装置
安全钳系统作为下行超速保护装置当中的主要部件，在电梯下行过程中，如果检测到电梯的实际运行速度超过设计额定速度15%以上，限速器将对安全钳进行拉杆动作，使得钳动滑块向上运动，并在楔块的作用下，缩短与导轨之间的距离，最终利用两者之间的摩擦力实现电梯桥厢的减速，直至其悬停在导轨之上。
常见的下行安全钳可以分为瞬时式和渐进式两种结构，前者一般应用于额定速度较低，且电梯整体提升高度较低的电梯当中，基本上电梯的额定速度均不高于每秒0.63m/s；后者本身具有弹性元件，减速过程中电梯运行平稳，产生了冲击力较小，应用范围较为广泛。
1.2上行超速保护装置
上行超速保护装置只要是避免电梯超速上行，出现冲顶现象。组成上行超速保护装置的设备主要包括双向安全钳、对重安全钳、制动系统、曳引轮夹轮等。
（1）双向安全钳：基于单向安全钳的基础上设计而来，将两队楔块安装在同一副钳架当中，可以同时达到上下行制停的效果。其缺点是本身的通用性较差，无法得到大规模的普及。同时双向安全钳在触发过程中，需要对触发的方向进行判断，不利于后期的复位。
（2）对重安全钳：该类安全钳一般设置在对重上，其主要目的在于避免对重坠落，对进入到对重之下空间内的人员产生安全威胁。如果电梯的对重下为实心桩墩，且没有人通过，可以通过安装对重缓冲器来避免对重坠落；如果人可以行走到对重正下方空间，此刻就需要安装对重安全钳。
2安全钳关键构件的静力学分析
2.1U型簧的受力仿真分析
作为安全钳当中重要的弹性元件，U型簧在安全钳工作过程中，主要是受到楔块移动的影响，受力张开。首先利用SolidWorksSimulation插件建立安全钳的U型簧算例，并输入与之相关的材料属性，并建立U型簧的三维模型。然后对U型簧施加完约束及作用力后，计算此时U型簧的应力、应变、合位移等参数。最后根据仿真计算结果显示，本方案中安全钳的U型簧的最大应力为1118MPa，高于材料要求的1180MPa屈服应力，并不满足型式试验要求。需要对其进行优化提升。
（1）采用应力更高的材料代替现有U型簧的材料，以提高安全钳的安全系数。
（2）对U型簧的结构进行调整，来优化其最大应力，或者改变滑动块与导轨之间的摩擦系数（对动画快表面进行滚花）等方式来优化U型簧的性能。
2.2动滑块的受力仿真分析
作为安全钳的重要组成部分，动滑块承受了安全钳与导轨之间的滑动摩擦力、静摩擦力，实现了电梯桥厢的制停。而在摩擦过程中，会产生大量的摩擦热，对动滑块造成一定的影响。
因此，结合SolidWorksSimu－lation对其受力仿真分析，最终计算得出动滑块的最大盈利为144MPa，最大合位移为1.81mm，超过了材料屈服应力的50%，但未超过规定应力范围，无需对其进行调整。
3对制动试验的思考
3.1超载装置不符合要求
检规要求电梯应设置当轿厢内的载荷超过额定载重量时，能够发出警示信号，并且使轿厢不能运行的超载保护装置。在制动试验过程中会出现砝码还没放置到额定载重量时超载保护装置已经动作，或者已经超过额定载重量而超载保护装置仍没有动作的情况。针对前一种情况，轿厢实际载重量减小，改善电梯使用条件，有利于电梯的安全运行；针对后一种情况，轿厢超载电梯也可以正常运行，当载荷过大引起曳引机的启动力矩不足时，很可能造成轿厢溜车甚至蹾底的情况。实际检验工作中遇到超载装置不符合要求的情况，应督促使用单位和维保单位尽快整改，防止意外事故的发生。
3.2电梯变频器损坏
制动试验时在基站或端站将125%额定载重量的砝码堆放到轿厢里准备向上运行，电梯突发故障无法启动。经过检查发现机房变频器过载保护。因为，对于永磁同步曳引机，更易由于过载造成变频器保护。为了避免这种情况，建议可分两次将载荷运到指定楼层，然后加载至所需载荷，尽量防止超载上行。选择变频器时应该注意的是，变频器需要提供短时间的过载电流，以便曳引机机械负载的电流曲线包含在变频器的过载电流曲线之内，防止小功率变频器驱动大功率电机的情况。
3.3电梯制动试验制停距离不符合要求
检规对电梯制动试验制停距离没有具体要求，但在检验工作中仍需要结合轿厢制停距离判断电梯的使用状况。一方面，由于电梯机房使用环境差或者维护保养不到位，特别是老旧电梯，经常会出现曳引轮或钢丝绳严重磨损导致曳引能力不足，制停距离过大，容易造成危险。另一方面，由于电梯曳引力过大引起制动试验时减速度太大导致制停距离过小，不满足GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》中第12.4.2.1条的要求。注：12.4.2.1：当轿厢载有125%额定载荷并以额定速度向下运行时，操作制动器应能使曳引机停止运转。在上述情况下，轿厢的减速度不应超过安全钳动作或者轿厢撞击缓冲器所产生的减速度。
根据T/CASEIT102-2015《曳引驱动电梯制动能力快捷检测方法》中的规定可知，电梯轿厢空载上行制动制动距离的合理值范围。
结语
电梯安全检验中，限速器-安全钳的常见故障比较多，应加强日常检验及维修工作，确保限速器-安全钳的功能正常，有效的发挥其保障作用，使电梯安全的运行，继而保证人们的人身安全。
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