2.2　超速及断绳保护装置

2.2.1　下行超速保护

当电梯由于控制失灵，曳引力不足，制动器失灵或制动力不足以及超载拖动，绳断裂等原因，都会造成轿厢超速和坠落，因此，必须有可靠的保护措施。防超速和断绳的保护装置是限速器-安全钳系统。安全钳是一种使轿厢（或对重）停止向下运动的机械装置，凡是由钢丝绳或链条悬挂的电梯轿厢均应设置安全钳。当底坑下有人能进入的空间时，对重也可设安全钳。安全钳一般都安装在轿架的底梁上，成对地同时作用在导轨上。限速器是限制电梯运行速度的装置，一般安装在机房。

当轿厢超速下降时，轿厢的速度立即反映到限速器上，使限速器的转速加快，当轿厢的运行速度超过电梯额定速度的115%时，达到限速器的电气设定速度和机械设定速度后，限速器开始动作，分两步迫使电梯轿厢停下来。第一步是限速器会立即通过限速器开关切断控制电路，使电动机和电磁制动器失电，曳引机停止转动，制动器牢牢卡住制动轮，使电梯停止运行。如果这一步没有达到目的，电梯继续超速下降，这时限速器进行第二步制动，即限速器立即卡住限速器钢丝绳，此时钢丝绳受到限速器的提拉力，就拉动安全钳拉杆，提起安全钳楔块，楔块牢牢夹住导轨，迫使电梯停止运动。在安全钳动作之前或与之同时，安全钳开关动作，也能起到切断控制电路的作用（该开关必须采用人工复位后，电梯方能恢复正常运行）。在一般情况下，限速器动作的第一步就能避免事故的发生，应尽量避免安全钳动作，因为安全钳动作后安全钳楔块将牢牢地卡在导轨上，会在导轨上留下伤痕，损伤导轨表面。所以一旦安全钳动作了，维修人员在恢复电梯正常后，需要修锉一下导轨表面，使表面保持光洁、平整，以避免安全钳误动作。安全钳动作后，必须经电梯专业人员调整后才能恢复使用。

（1）限速器

①限速器种类。若电梯额定速度>0.63m/s，轿厢应采用渐进式安全钳装置。若电梯额定速度≤0.63m/s，轿厢可采用瞬时式安全钳装置。若轿厢装有数套安全钳装置，则它们应全部是渐进式。若额定速度大于1m/s，对重安全钳装置应是渐进式；其他情况下，可以是瞬时式；渐进式安全钳制动时的平均减速度应在（0.2～1）g之间（g=9.8m/s²）。常见限速器包括凸轮式限速器、甩块式限速器和甩球式限速器。其中凸轮式限速器又分为下摆杆凸轮棘爪式和上摆杆凸轮棘爪式；甩块式限速器又分为刚性夹持式和弹性夹持式。限速器装置如图2-2所示。

②限速器安全技术要求。根据《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588—2003）的规定，有以下要求。

a.操纵轿厢安全钳的限速器的动作应发生在速度至少等于额定速度的115%，但应在小于下列各值的情况下：对于除了不可脱落滚柱式以外的瞬时式安全钳为0.8m/s；对于不可脱落滚柱式瞬时式安全钳为1m/s；对于额定速度小于或等于1m/s的渐进式安全钳为1.5m/s；对于额定速度大于1m/s的渐进式安全钳为1.25v+0.25/v（m/s）。

b.对于额定速度大于1m/s的电梯，当轿厢上行或下行的速度达到限速器动作速度之前，限速器或其他装置应借助超速开关（电气安全装置开关）使电梯安全回路断开，迫使电梯曳引机停电而停止运转。对于速度不大于1m/s的电梯，其超速开关最迟在限速器达到动作速度时起作用；若电梯在可变电压或连续调速的情况下运行，最迟当轿厢速度达到额定速度的115%时，此超速开关应动作。

c.限速器动作时的夹绳力应至少为带动安全钳起作用所需力的2倍，并不小于300N。

d.限速器应由柔性良好的钢丝绳驱动。限速器绳的破断负荷与限速器动作时所产生的限速器绳的张紧力有关，其安全系数应不小于8。限速器绳的公称直径应不小于6mm。限速器绳轮的节圆直径与绳的公称直径之比应不小于30。

（2）安全钳装置

安全钳装置包括安全钳本体、安全钳提拉联动机构和电气安全触点，见图2-3。

按结构的特点，钳块可分为单面偏心式、双面偏心式、单面滚柱式、双面滚柱式、单面楔块式、双面楔块式等。其中双楔块式在动作的过程中对导轨损伤较小，而且制动后方便解脱，因此是应用最广泛的一种。不论是哪一种结构形式的安全钳，当安全钳动作后，只有将轿厢提起，才能使轿厢上的安全钳释放。

按安全钳动作过程，常见的安全钳可分为瞬时式安全钳、渐进式安全钳。

a.瞬时式安全钳，也称为刚性、急停型安全钳。如图2-4所示，它的承载结构是刚性的，动作时产生很大的制停力，使轿厢立即停止。瞬时式安全钳动作时，制停距离短，轿厢承受冲击大。在制停过程中，楔块或其他形式的卡块将迅速地卡入导轨表面，从而使轿厢停止。滚柱型的瞬时安全钳的制停时间约0.1s，而双楔块瞬时安全钳的制停时间最少只有0.01s左右，整个制停距离只有几毫米至几十毫米，轿厢的最大制停减速度为5～10g。因此，《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588—2003）标准规定，瞬时式安全钳只能适用于额定速度不超过0.63m/s的电梯。通常与刚性甩块式限速器配套使用。

b.渐进式安全钳，也称弹性滑移型安全钳。它与瞬时式安全钳的区别在于安全钳钳座是弹性结构，楔块或滚柱表面都没有滚花，如图2-5所示。钳座与楔块之间增加了一排滚珠，以减少动作时的摩擦力，它能使制动力限制在一定范围内，并使轿厢在制停时产生一定的滑移距离。

2.2.2　上行超速保护

曳引驱动电梯上应装设轿厢上行超速保护装置。该装置与下行超速保护装置一样，由速度监控装置和减速组件两部分组成，速度监控采用上行限速器，也可以与下行的限速器合并为双向限速器；减速组件可以采用下列四种中的任意一种：①轿厢上行安全钳；②对重下行安全钳；③夹绳器；④作用在曳引轮或曳引轮轴上的装置。

如果电梯采用的是无齿轮曳引机，因为不存在减速器失效的可能，就可以不设轿厢上行超速保护装置，但该曳引机应具备上行超速保护的功能。

根据《电梯制造与安装安全规范》（GB 7588—2003）的规定：上行超速保护装置限速器的动作速度的下限是电梯额定速度的115%，上限应不大于下列值的10%：对于除了不可脱落滚柱式以外的瞬时式安全钳为0.8m/s；对于不可脱落滚柱式瞬时式安全钳为1m/s；对于额定速度小于或等于1m/s的渐进式安全钳为1.5m/s；对于额定速度大于1m/s的渐进式安全钳为1.25v+0.25/v（m/s）。并且应能使轿厢制停，或至少使其速度降低至对重缓冲器的设计范围内。上行超速保护装置动作时，应同时使一个电气安全装置动作。