1 安全鉗裝置的原理
安全鉗裝置的動作是通過限速器動作使夾繩鉗夾住限速器繩, 隨著轎廂向下運行, 限速器繩提起安全鉗聯桿機構,安全鉗聯桿機構動作, 帶動安全鉗制動元件與導軌接觸, 使安全鉗同時夾緊在導軌上, 使轎廂制停。如圖1所示。
1.限速器 2.限速器繩 3.張緊輪 4.限速器斷繩開關 5.安全鉗 6.連桿機構、7.安全鉗動作開關8限速器繩頭
2 安全鉗的種類與應用
電梯安全鉗根據其工作原理可分為二種類型, 瞬時型(結構圖如圖2所示);漸進型(結構圖如圖3所示)。
(1)瞬時型安全鉗結構制動元件是剛性的, 其制動力是利用自鎖夾緊原理,根據夾緊元件不同常見的有楔型、滾子型這二種, 一旦夾緊元件與導軌接觸, 就不需任何外力而依靠自鎖夾緊作用夾緊導軌, 制動力很大, 能使轎廂立即停止,轎廂制停過程中轎廂的動能和勢能主要由安全鉗的鉗體變形和擠壓導軌所消耗。其中楔型式安全鉗80%的能量由安全鉗的鉗體變形吸收, 滾子型安全鉗近80%的能量由擠壓導軌吸收。由于制停時產生較大的減速度, 根據《電梯制造與安裝安全規范》(GB7588-2003)中規定, 瞬時型安全鉗只能用于時0.63m/s以下的電梯。
(2)漸進型安全鉗制動元件是通過某些部件作用能夠使制動力受控而不至于產生的減速度過大, 目前最常用的漸進型安全鉗是恒制動力型安全鉗, 常見的有楔塊型(結構圖如4)、滾子型(結構圖如圖5)這二種, 其原理與瞬時安全鉗不同之處在于夾緊元件的支承點不同瞬時安全鉗的夾緊元件支承在鋼性元件上的, 而漸進型安全鉗的夾緊元件支承在彈性元件上的, 其夾緊力是在制動元件鎖死后, 由彈性元件的彈力決定的, 其彈性元件的壓緊力是恒定, 由此產生的摩擦力也是恒定的, 因此其制停減速度是不變的。若安全鉗動作時, 從而也能較好的保護人身與電梯設備的安全。漸進型安全鉗可用于所有電梯中
3 安全鉗的設計規范
3.1 根據《電梯制造與安裝安全規范》(GB7588-2003)及《電梯技術條件》(GB/T10058-1997)的要求, 安全鉗裝置必須符合如下幾條:
(1)在裝有額定裝重量的轎廂自由下落的情況下, 安全裝置動作時轎廂的平均減速度應在0.2g至1.0g之間。
(2)在載荷均勻分布的情況下, 安全鉗裝置作用后轎廂地板的傾斜度不應超過其正常位置的5%。
(3)安全鉗應裝有一個電氣安全裝置, 在安全鉗動作之前同時切斷電動機的供電電源。
(4)瞬時式安全鉗的制停距離小于50mm, 漸進式安全鉗的制停距最小值為Smin=v12/19.62+0.122;二最大值Smax=v12/3.924+0.256;(v1為限速器動作速度)
3.2 瞬時式安全鉗
(1)瞬時式安全鉗的制動力
瞬時式安全鉗動作運行距離很小,一般在50mm以下(不計安全鉗響應時間運行距離), 為了保證瞬時式安全鉗在制停過程中平均減速度在0.2-1.0g, 所以對其瞬時最大減速度作了控制, 一般不大于2.5g。
根據公式可得瞬時式安全鉗的最大制動力為
Fmax=(1.1Q+G)(amax/+1)
=3.5(1.1Q+G)
式中:Q為額定載重量;G為轎廂自重;amax為最大制停減速度取2.5g.
(2)瞬時式安全鉗的制停距離
根據《電梯制造與安裝安全規范》(GB7588-2003)可得瞬時式安全鉗的制停距離:
h=v12/2g+0.1+0.03
式中v1為限速器動作速度;g為重力加速度;0.1為相當于安全鉗響應時間內的運行距離;0.03為相當于夾緊件與導軌接觸期間的運行距離。
3.3 漸進式安全鉗
(1)漸進式安全鉗制動力
根據3.1(a)條款可推出其所需平均制動力(鋼絲繩重量不計):
F=(1+a/g)(Q+G)g/2
將a為平均減速度(0.2g至1.0)代人F值為1.2(Q+G)g~2(Q+G)g
式中:Q 為額定載重量;G為轎廂自重;F為安全鉗所需平均制動力;a為平均減速度(0.2g至1.0g)。
假設電梯在底層與頂層安全鉗動作產生的夾緊力一樣, 考慮電梯鋼絲繩自重及載重, 則安全鉗動作產生的制停減速度底層滿載最大, 由此產生的制停距離也最小頂層空載產生的制停減速度最小, 由此產生的制停距離也最大。
(2)漸進式安全鉗制停距離
根據3.1(d)條款可得出安全鉗制停距離公式。
實例:電梯的額定速度為1m/s, 求其安全鉗制停距離的范圍。