1. 机械安全装置的种类
(1) 制动器
制动器是每一台电梯所不可缺少的重要组成部分。制动器的作用如下：
● 使运行中的电梯，在切断线路电源后停止运动。
● 使电梯停止运行时保持静止，直到工作时才释放制动而让电梯正常开车。
● 使电梯停站时正确平层，保证人员、货物正常进出轿厢。
(2) 限速器装置
轿厢向下运行中超过额定速度一定程度时，限速器装置开始动作，夹住限速器安全钳连动绳。
(3) 安全钳装置
在限速器带动下，安全钳装置卡住导轨，保持轿厢不下落，同时切断控制回路电源。
(4) 缓冲器装置
由于安全钳没有动作或超载等原因，轿厢发生下滑时，缓冲器装置防止轿厢猛烈地撞击井道底部。
(5) 门锁装置
门锁装置又称厅门机械联锁、电门联锁，安装于厅门门扇上。当轿厢离开层站位置时，由于门锁装置的作用，厅门不能打开，以防止有人坠落井道或将头、手、脚伸入井道，发生伤害事故。
(6) 其他装置
● 安全窗。当轿厢停在两层中间时，乘客可通过轿厢顶的安全窗出去。打开安全窗时，应切断控制回路电源，电梯不能运行。
● 对重铁防护栏。装于底坑对重铁外侧，高度不低于1700mm，距地面不高于500mm，用以防止检修人员进入底坑避让在对重铁下面，被对重铁下行砸伤。
● 厅轿门安全触板。在自动开关门电梯中，厅轿门侧面装有活动安全触板。在关门过程中，如果人触及安全触板，门即打开，以防止夹人。 这种安全触板多见于客梯。
● 轿厢超载装置。用压磁式或杠杆式称量仪装在轿底，带动开关，保护轿厢额定载重量。这种装置多见于客梯。
● 轿底挡板。在电梯检修，厅门打开，轿厢上下运行检查时，轿底挡板可防止人员手、脚、头被轿厢底板切割压伤。
电梯安全装置系统的主要动作程序，如图1-28所示。
图1-28 电梯安全装置系统的主要动作程序
1. 机械安全装置的种类
(1) 制动器
制动器是每一台电梯所不可缺少的重要组成部分。制动器的作用如下：
● 使运行中的电梯，在切断线路电源后停止运动。
● 使电梯停止运行时保持静止，直到工作时才释放制动而让电梯正常开车。
● 使电梯停站时正确平层，保证人员、货物正常进出轿厢。
(2) 限速器装置
轿厢向下运行中超过额定速度一定程度时，限速器装置开始动作，夹住限速器安全钳连动绳。
(3) 安全钳装置
在限速器带动下，安全钳装置卡住导轨，保持轿厢不下落，同时切断控制回路电源。
(4) 缓冲器装置
由于安全钳没有动作或超载等原因，轿厢发生下滑时，缓冲器装置防止轿厢猛烈地撞击井道底部。
(5) 门锁装置
门锁装置又称厅门机械联锁、电门联锁，安装于厅门门扇上。当轿厢离开层站位置时，由于门锁装置的作用，厅门不能打开，以防止有人坠落井道或将头、手、脚伸入井道，发生伤害事故。
(6) 其他装置
● 安全窗。当轿厢停在两层中间时，乘客可通过轿厢顶的安全窗出去。打开安全窗时，应切断控制回路电源，电梯不能运行。
● 对重铁防护栏。装于底坑对重铁外侧，高度不低于1700mm，距地面不高于500mm，用以防止检修人员进入底坑避让在对重铁下面，被对重铁下行砸伤。
● 厅轿门安全触板。在自动开关门电梯中，厅轿门侧面装有活动安全触板。在关门过程中，如果人触及安全触板，门即打开，以防止夹人。 这种安全触板多见于客梯。
● 轿厢超载装置。用压磁式或杠杆式称量仪装在轿底，带动开关，保护轿厢额定载重量。这种装置多见于客梯。
● 轿底挡板。在电梯检修，厅门打开，轿厢上下运行检查时，轿底挡板可防止人员手、脚、头被轿厢底板切割压伤。
电梯安全装置系统的主要动作程序，如图1-28所示。
图1-28 电梯安全装置系统的主要动作程序
2. 主要机械安全装置的结构和作用
(1) 限速器和安全钳
正常运行的轿厢，一般发生轿厢坠落事故的可能性很少，但也不能完全排除这种可能性。一般常见的有以下几种可能： ① 曳引钢丝绳因各种原因折断;② 蜗轮蜗杆的轮齿、轴、键销折断;③ 曳引摩擦轮绳槽严重磨损，造成当量摩擦系数急剧下降，而平衡失调，轿厢又超载，则钢丝绳和曳引轮打滑;④ 轿厢超载严重，平衡失调，制动器失灵;⑤ 因某些特殊原因，例如平衡对重铁偏轻，轿厢自重偏轻，造成钢丝绳对曳引轮压力严重减少，致使轿厢侧或对重铁侧平衡失调，从而钢丝绳在曳引轮上打滑。这五种可能中只要发生一种，就可能发生轿厢或对重铁急速坠落的严重事故。
因此，按照国家有关规定，无论是乘客电梯、载货电梯、医用电梯，都应装置限速器和安全钳。当轿厢下行速度超速时(按规定限速器动作速度不低于115%，不大于140%)，要求限速器动作，夹住安全钳钢丝绳而使安全钳动作，从而阻止轿厢下滑，直到停止下降。同时，切断控制电源，迫使电动机停转，确保运行安全。高速电梯在对重侧也装有上述装置，也能起上述作用。
图1-29 离心甩球提拉式限速器
1-调节弹簧;2-甩球;3-连杆;
4-锥齿轮;5-限速轮;6-钩子;
7-偏心块或楔块;8-限速钢丝绳
① 限速器的结构。限速器一般有以下三种结构。
a . 离心甩球提拉式限速器： 如图1-29 所示。当限速轮5旋转时，通过锥齿轮4等，使一对甩球2旋转。由于离心力的作用相连的甩球撑张开，通过杠杆提起套筒，促使连杆3动作把限速钢丝绳8卡在偏心块7和限速轮5之间，从而安全钳动作，切断控制电源。这种限速器一般用于高速梯。
b. 离心甩块夹绳式限速器： 如图1-30所示。在限速轮中间的两边相对安装的离心甩块3，由平衡弹簧5和轮轴4相接。当限速轮转速增快，离心力逐渐增大时，离心甩块的直径增大，及至增大到超过平衡弹簧的平衡拉力，则带动偏心叉8，使压绳舌把限速钢丝绳卡住，从而安全钳动作，卡住导轨，终止轿厢迅速下坠的趋势，并由连杆打脱安全钳开关，切断控制电源。
图1-30 离心甩块夹绳式限速器
1-凸子;2-销轴;3-离心甩块;4-轮轴;
5-平衡弹簧;6-连接片;7-锤罩;
8-偏心叉
图1-31 离心凸缘棘爪式限速器
1-制动轮;2-拉簧调节螺钉;3-制动轮轴;
4-调速弹簧;5-速度控制器底座;
6-制动器轴;7-制动器支架
c . 离心凸缘棘爪式限速器： 如图1-31所示。当轿厢下降速度上升，使限速轮转速加快时，离心凸缘对张紧轮的离心力增大，及至克服了平衡弹簧拉力，则棘爪撑住棘轮，促使限速轮停转，促成安全钢丝绳拉起安全钳制动楔块，卡住导轨，终止轿厢下坠趋势。通过连杆促使安全钳开关动作，切断电源。
各种限速器在出厂时，均应经过严格的检查和试验。安装时，不准随意调整限速器的平衡弹簧的弹性力，以免影响限速器的动作速度。由于限速校验的正确程度要求很高，因此各电梯制造厂在自己的限速器产品要害部位都要进行铅封，表示制造厂对限速器负有法律责任，不准别人拆封调整。
表1-14为限速器的动作速度，即超过此速度时限速器即起作用。
表1-14 限速器的动作速度
额定速度/(m/s) 限速器最大动作速度/(m/s) ≤0.5 0.85 0.75 1.05 1 1.40为了保证限速器的动作灵活，正确可靠，其旋转部分的润滑装置应保持良好，每周加油一次，每年清洗换油一次。限速器的张紧装置应工作正常，绳轮和导向装置的润滑也应保持良好，每周加油一次，每年清洗换油一次。
图1-32 弹性滑动式安全钳
② 安全钳的结构。安全钳可分为弹性滑动式和瞬时动作式两种。
a . 弹性滑动式安全钳： 如图1-32所示。固定楔块后面有缓冲弹簧，能使楔块逐步对导轨加压，使轿厢下降速度自快到慢直至停止，避免轿厢急停，引起剧烈震动。这种安全钳一般用于高速梯、快速梯。其缺点是动作速度慢，制动速度慢。
b . 瞬时动作式安全钳： 可分双楔块式、单楔块式和滚珠式三种，见图1-33。由于安全钢丝绳的提拉，促使楔块掣制导轨，迫使速度下降，轿厢急速停止下降趋势。这种安全钳一般用于低速梯，其动作灵敏，但动作速度快，轿厢急停震动大。
图1-33 瞬时动作式安全钳
(a) 双楔块式;(b) 单楔块式;(c) 滚珠式
③ 限速器与安全钳的作用原理。图1-34表示限速器与安全钳的作用原理。限速器安装在电梯机房内曳引机的一侧。限速器的绳轮垂直于井道中轿厢的侧面。绳轮上的钢丝绳下放到井道，与轿厢上横梁安全钳连杆相连接，再通过井道底坑的涨绳轮，返回到限速器绳轮上。这样，电梯限速器的绳轮就随轿厢运动而转动。安全钳安装在轿厢架的底梁上，底梁两端各装一副，其位置在导靴之上，随着轿厢沿导轨运动。安全钳楔块由连杆、拉杆、弹簧等传动机构与轿厢上限速器钢丝绳连接。
图1-34 限速器与安全钳的作用原理
1-限速器绳轮;2-钢丝绳;
3-导轮;4-固定在轿厢上的夹块;
5-涨绳轮;6-涨绳轮断绳限位;
7-连杆系统;8-安全钳限位;9-轿
厢上梁留孔;10-安全钳楔块拉条;
11-安全钳楔块
当由于机械或电气原因而出现故障，及电梯轿厢超速下降时，如果下降速度达到限速器动作速度，限速器就发生动作，限速器的卡块卡住限速轮。这时，连接限速器钢丝绳的杠杆被上提，连杆系统通过拉杆带动安全钳楔块上提，楔进安全钳钳体与导轨之间，使轿厢急停，并通过切断控制电路电源，完全停止轿厢向下运动。
④ 限速器和安全钳的安全技术检验。
a . 安全钳动作后钳咬导轨，造成导轨上明显的咬痕，严重影响导轨表面的光洁度和平直度，直接影响轿厢运行。因此，安全钳每次动作后应及时修复。有条件时，应用手提砂轮和砂皮磨过或用细板锉修平。发现导轨歪斜、弯曲时，应及时校正平直。从一个厚度过渡到另一个厚度的斜度应不大于1/100，修光长度应大于200mm。
b . 安全钳楔块应分别装入轿厢架或对重铁安全钳座内，一般出厂时已装入。在安装时，楔块拉杆将轿厢和轿厢上梁拉杆拨架相连接，调整各楔块位置时，可调整拉杆上端螺栓，用塞片检查楔块工作面和导轨侧工作面之间的间隙应为2～3mm。如为单面楔块安全钳，有楔块的要求同上;无楔块的安全钳座和导轨面的间隙应为0.5mm。当轿厢被安全钳夹持在导轨上时，位于轿面两边的楔块应同时发生作用，并且两边楔块的作用力应均匀，此时轿厢不应有明显的歪斜。
c . 安全钳的动作应灵活可靠，有足够的强度能承受相应的冲击力。每月都要切实做好润滑工作，传动杆应给予足够的润滑，钳口和滚珠可用油脂润滑、防锈。
d . 当安全钳作用时，安全钳电气联锁开关应及时切断控制电源，使电动机停转，制动器刹闸迫使轿厢停止运动。该开关安装在轿厢龙门架上，因不能自动复位，在安全钳动作后，应首先排除故障，再人工复位，接通控制电源，用慢车提起轿厢并释放楔块。同时，修理人员应熟悉其功能和位置。在检修中，万一轿厢运行失控，能迅速用该开关切断电源，迫使轿厢停止运动，保证人身安全。应经常检查该开关的工作状况。
e . 在纺织厂，由于导轨的润滑油容易黏吸飞花，在轿厢上下运行中飞花被导轨滑擦容易形成棉花团，从而影响楔块和导轨之间的间隙，会造成安全钳误动作。因此，应定期检查，清除棉花团垃圾，避免安全钳误动作。
(2) 门锁装置
电梯的每一层停站都安装有厅门，厅门多采用薄钢板制成封闭型，也有的采用小槽钢制成交栅型。无论什么型的厅门，都必须安装只能从井道内部开和关的安全可靠的门锁，以防止厅外人用手扒开厅门，发生从高空坠落的人身伤害事故。
① 交栅型厅门的门锁。交栅型厅门，一般用于轿厢面积大、要求厅门打开尺寸较大的手动开关门电梯。交栅型的每层厅门都必须安装机械联锁，以保证只有轿厢停在哪一层楼时，该层厅门才能打开;同时，只能在井道内打开，而绝对不能在厅门外打开。这种机械联锁的种类较多，常见的有图1-35a、b所示的两种。
图1-35 厅门机械联锁
1-电气联锁;2-厅门;3-厅门机械联锁头;4-厅门机械联锁臂;
5-厅门机械联锁撞弓;6-厅门主柱;7-厅门机械联锁;
8-厅门主柱;9-厅门联锁手动开关
② 封闭型厅门的门锁。一般多为自动开关的电梯所采用。这种电梯的厅门是被动门，它靠轿厢门拨动进行开关，厅门结构有旁开式和中分式等区别。自动开关的电梯要在厅门上侧装入橡胶滚轮门锁，并和电气联锁开关连接，使其在开门状态时，不能快速开动电梯。这种门锁具有方向性，即左装件装于右开门，右装件装于左开门。图1-36 所示是左装件门锁。
自动电梯厅门的开关是通过安装在轿厢上的开门电动机、开门刀片等组成的开门传动机构来实现的。在电梯运行中，开门刀片从厅门门锁的两只橡胶滚轮中间通过，当在指令层平层停车后，轿厢门的开门刀片就插入厅门的橡胶滚轮中间，此时开门电动机通电旋转，带动传动机构，促使轿厢门开启;开门刀片随着轿厢横向移动，拨动厅门锁橡胶轮绕锁臂轴转动，使锁臂脱离挡块而开锁，随之厅门随着开门刀片一起移动，直至门开足为止。当门锁开锁时，偏心撑杆将锁臂撑住，这样就保证了在电梯关门时开门刀片推动另一侧的橡皮滚轮，从而使厅门随同开门刀片一起向关门方向运动。当厅门接近关闭时，撑杆在撞击螺钉的作用下，锁臂脱离接触，使厅门上锁。
图1-36 左装件门锁
1-门锁开关;2-挡块;3-偏心撑杆;
4-锁臂;5-顶柱;6-连接片;
7-橡皮滚轮;8-开门刀片;
9-门钥匙组件
厅门是否上锁，一般由门锁电气联锁开关来决定。如果厅门已上锁，电梯就开得动;如果没有上锁，电梯就不能开动。这一点极其重要，否则容易因厅门打开而产生人身坠落伤害事故。门锁电气联锁开关的位置一般在锁钩上方。锁钩的主要功能： 一是钩住挡块，起到机械联锁作用;二是锁钩通过顶住弹簧上跳，接通电气联锁开关，起到电气联锁作用。
(3) 缓冲器
当电梯轿厢向下运行时，由于各种原因，例如： ① 下部限位开关、越程开关不起作用;② 断绳，超载，轿厢下滑，安全钳限速器不动作;③ 曳引轮和钢丝绳打滑;④ 轿厢超载制动器失效，没有制动力矩，轿厢向底坑掉落坑底。这时，设置在轿厢下方底坑中的缓冲器，可以减缓轿厢与底坑间的冲击，使轿厢停下来。当轿厢运行在井道上部时，如果顶部极限开关不起作用，处于冲顶状态时，对重铁落到它的正下方的缓冲器上，可以减缓冲击作用和避免轿厢冲顶。
根据我国电梯技术条件(GB10058—1988)规定： 轿厢的额定速度≤1m/s 时，使用弹簧缓冲器;额定速度>1m/s时，使用油压缓冲器。在纺织企业一般客货梯均属低速梯，故只使用弹簧缓冲器。
弹簧缓冲器见图1-37所示，主要由缓冲橡皮、缓冲座压簧、压簧座等组成。弹簧缓冲器在110%额定载荷下，轿厢(或对重)以限速器允许动作的速度撞到缓冲器上时，缓冲过程的缓冲减速度不应大于2.5g。缓冲器的最大压缩力Fmax，可用下式求得：
图1-37 弹簧缓冲器
1、2-螺钉及垫圈;3-缓冲橡皮;
4-缓冲座;5-压簧;6、7、8-地脚
螺栓、螺母、垫圈;9-弹簧座
图1-38 轿厢、对重的越程
1-对重;2-轿厢;3-缓冲器
Fmax=W
式中： W——设计轿厢缓冲器时W为轿厢自重G及1.1倍的载重量Q之和，设计对重装置缓冲器时W为对重装置的重量;
g——重力加速度(m/s2);
a——缓冲过程中一瞬时减速度(m/s2)，考虑到乘客身体适应情况，一般大于2g。
弹簧缓冲器一般安装在底坑的缓冲器台座上。缓冲器台座，有的用混凝土浇灌基础，有的用钢管搭建，也有的用型钢拼装。缓冲器台座所受的冲击力应大于或等于弹簧所能承受的最大压缩力，以防止被轿厢猛烈撞击而击碎。缓冲台座的高度，应根据地坑深度和缓冲弹簧自由高度、轿厢及对重允许越程来考虑，一般要求在万一缓冲弹簧被击倒、损坏，轿厢底部横梁直接碰到台座时，底坑的检修人员应能紧急卧倒在地坑，身体不被轿厢撞击到。
缓冲器的安全工作状态如下：
① 轿厢下梁、对重底的碰板至缓冲器的越程S1、S2(见图1-38)，应符合表1-15所示轿厢、对重的越程规定。
表1-15 轿厢、对重的越程规定
电梯额定速度/(m/s) 缓冲器型式 越程S1、S2/mm 0.5～1.0 弹 簧 250～350 1.5～3.0 油 压 150～400② 在同一基础上安装两个缓冲器时，其顶面相对高度差不应超过2mm。
③ 缓冲器中心对轿厢架或对重架上相应碰板中心的偏移，不应超过20mm。
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