曳引驱动电梯救援新装置的研发

曳引驱动电梯救援新装置的研发

吴城汀

吴城汀

（福建省特种设备检验研究院福建福州350008）

摘要：随着建筑物规模越来越大，电梯的安全可靠性、乘坐的舒适性、能耗、噪声等方面越来越受社会关注。无机房电梯由于其结构与有机房电梯存在着明显差异，因此出现事故时，应急救援的难度很大。本文拟设计一种新的紧急救援装置，以解决在无机房救援中的紧急电动运行及手动或电动松闸装置失效情况下的紧急救援问题。

关键词：曳引式电梯；无机房；导轨夹紧器；钢丝绳夹紧器

1前言

曳引式电梯分有机房电梯和无机房电梯，因有机房电梯应急救援装置技术已经相当成熟和完善[1]。而对于永磁同步的无机房电梯，特别是电动松闸装置的急松闸电源蓄电池无法提供松闸所需的电压，导致应急松闸装置失效，无法松闸移动轿厢[2][3]。对于考虑仅仅设置有松闸装置而无盘车装置，特别是松闸装置又是电动松闸装置的无机房电梯，如果保障困人时，在电动松闸失效时仍然能移动轿厢至平层位置的装置，目前还未见研究，且国家标准没有对此明确规定，这类电梯存在着比较大的安全隐患，因此本文研究设计一套在松闸装置失效情况下，通过不松闸能移动轿厢位置的装置，以对这类电梯的安全性能进行研究补充，预防事故危险性存在。

2救援的总体方案

如图1所示，将绳头夹紧装置固定在曳引钢丝绳的上，将导轨夹紧装置固定在T型导轨上，将手动葫芦的两端通过吊钩分别挂在导轨夹紧装置和绳头夹紧装置上。

如图1所示，通过站在轿顶上的救援人员手动操作葫芦对轿厢进行提升，将轿厢提升至最近的平层，打开层门和轿门展开救援工作。

3导轨夹紧装置的设计

由于现有的电梯轿厢导轨为T型导轨，在救援过程中，为了减少对导轨的损伤，可将导轨夹紧装置装设在非安装轿厢安全钳的导轨两侧上，其导轨夹紧装置如图2所示：

在图中的孔是用于固定锁紧螺栓的，通过对螺栓施加一定的预紧力，使得螺钉对导轨有压力，靠12个螺钉与导轨的接触面的摩擦力承受轿厢或者对重的载荷。为了方便与提升机械装置对导轨夹紧装置外理的施加，需要一个耳孔，因此夹紧装置还需要一个耳孔，这里选择32的圆柱型耳环并焊接在导轨夹紧装置的主体上。

3.1焊缝强度校核

根据图1所示的救援示意图，在导轨夹紧器的一侧，其拉力的大小根据平行四边形法则，如图3所示，为轿厢与载荷的总重量（假定为20000N）。

其最危险的时候是在力与垂直方向的力夹角为45°的时候，此时，导轨夹紧器的受力为最大。

3.2螺钉的强度校核

导轨夹紧器上的六个螺钉是靠螺钉与导轨的摩擦力以提升轿厢，其受力分析图可由图8所示。

式中，为安全系数这里取1.5。摩擦力是由螺钉的预紧力提供，而螺钉与导轨的两个侧表面的摩擦系数这里取0.1，由摩擦理论可知，其第二个螺钉的预紧力为：

因此，其最危险的螺钉截面中，所需的预紧力在螺钉的可接受预紧力范围内。在知道其预紧力后，需要求得其螺钉的拧紧力矩，在求取之前需要知道其拧紧力矩系数，这里的拧紧力矩系数可取0.20，因此，其拧紧力矩为：

4钢丝绳夹紧器

4.1钢丝绳夹紧器的设计

现有的夹紧钢丝绳的装置种类很多，但是基本上很多仅仅固定在钢丝绳上，或者将两根钢丝绳连结自一起，防止其相互移动，但是其并无外力可作用的点以提升钢丝绳。为此，需要在现有常见的钢丝绳卡头的基础上，设计一个方便施加外力以提升轿厢的钢丝绳夹紧装置。

现有的钢丝绳卡头型式很多种，可选择一种日式卡头，可通过将两个钢丝绳卡头通过焊接使其固定在一个U型的钢条上，作为钢丝绳夹紧装置，可将两个卡头夹紧在钢丝绳上，这样可将提升机械装置的一端吊钩固定在钢丝绳夹紧装置上，通过提升机械装置就可以提升轿厢，如图6所示。

3.2钢丝绳夹紧器的强度校核

由于钢丝绳可承受弯曲力矩，因此对于钢丝绳夹紧装置，只要验证其拉伸强度和剪切强度。很明显，其危险截面处于U型钢条与钢丝绳卡头的焊接处，因而只需校验该处的强度即可。

然后在轿顶上分别夹紧在导轨和轿顶钢丝绳上，螺栓的预紧力用力矩扳手实现。现场安装和救援如图8所示：

在轿顶上拉动手动葫芦，可提升轿厢至平层位置，打开轿门，完成救援；

5小结

本文通过设计一种便携式的无机房救援装置，并所设计结构尺寸进行强度校核，经校核后，其强度符合要求。该装置能够在当电梯限速器、安全钳发生动作或轿厢蹲底、冲顶时，并且该电梯配置的电动松闸装置的急松闸电源蓄电池无法提供松闸所需的电压时，能够利用该紧急救援装置方便、迅速、安全地将电梯开到平层位置，使乘坐人员安全离开。而且该套紧急救援装置设计轻便，方便人员携带和操作。

参考文献

[1]ZhuWD，TeppoLJ.Designandanalysisofascaledmodelofahigh-rise，high-speedelevator[J].JournalofSoundandVibration，2003，264（3）：707-731.

[2]汪艳娥.无机房电梯的紧急救援装置.起重运输机械[J].2006（6）：69-70.

[3]郭晓波.无机房电梯的应急救援装置系统.电子产品世界[J].2006.1：85-86.

[4]闻邦椿.机械设计手册[M].机械工业出版社.2010.1

作者简介：

吴城汀，男，1987年4月出生，福建龙岩人，硕士研究生。研究方向为：先进制造技术，发表科技论文1篇。