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摘要：本文以轿厢意外移动保护装置的要求，电梯轿厢意外移动的原因及危害以及制动装置设计和检测装置设计进行分析。
关键词：电梯轿厢；意外移动；保护装置应用；设计
引言
近年来，电梯轿厢意外移动引起的电梯事故频发，但当下并未有针对性的防止措施。为此，设计了一款防止轿厢意外的安全保护装置，该装置主要防止电梯轿厢在门区开门后意外移动，确保人员进出电梯轿厢时的人身安全。对该装置进行了机构设计、特征参数和强度的计算。
1轿厢意外移动保护装置的要求
（1）轿厢意外移动装置需在轿厢到达开门区后在厅门未被锁止且轿门未关闭的情况下，检测电梯轿厢是否有意外移动的现象，然后通过检测厅门门锁和轿门门锁的回路是否通断，判断厅门和轿门是否关闭，此时轿厢意外移动装置即需要开始检测轿厢是否存在意外移动，因此需检测如下信号：轿门锁信号、层门锁信号、平层区信号、轿厢意外移动信。（2）制停装置可以作用在曳引轮、曳引轮轴、钢丝绳、轿厢、对重等部分来实现制停作用。制停装置不仅仅是使轿厢制停，它还必须使轿厢一直处于停止状态。制停装置不仅可以作用于轿厢使其停止运行，还可以与上行、下行超速保护装置共同作用，制停作用于对重、轿厢时，通过安全钳来产生制停功能，此时防止轿厢意外移动的保护装置由限速器、检测系统来完成。如果此时制动器作用于曳引轮，因为制动区域曳引轮的功能可以用制动器来实现，则防止电梯轿厢意外移动的保护功能有制动器和检测系统来完成。如果制停装置作用于曳引钢丝绳，此时防止电梯轿厢意外移动的保护装置由钢丝绳夹绳器与检测系统来完成。
2电梯轿厢意外移动的原因及危害
引起电梯轿厢意外移动的原因非常多，但其产生的主要原因有：1）制动器无法有效制停轿厢。由于制动器间隙调整不当、制动闸皮磨损严重或者制动轮上有油污等原因，造成制动器无法将电梯有效的制停，导致电梯轿厢意外移动事故。2）曳引装置失效。曳引轮上有油污导致曳引能力下降、曳引轮轮轴断裂、曳引机蜗轮断齿等原因，导致曳引装置不受制动器控制，引发电梯轿厢意外移动。3）电气装置出现故障。电梯层门或轿门门锁装置出现装置失效、人为短接、控制电路失效、电磁干扰等原因，导致电梯非正常运行，引发轿厢意外移动事故。造成电梯轿厢意外移动的部分原因具有偶然性和隐蔽性，如曳引轮轮轴断裂、曳引机蜗轮断齿等，其零件位置都在设备内部，在外部无法观察到，因此具有隐藏性；如控制电路失效、电磁干扰等，受外界环境的影响较大，具有一定的偶然性。因此这些具有偶然性和隐蔽性的原因通过普通排查无法完全避免。随着电梯数量以及老旧电梯的数量逐渐增多，电梯轿厢意外移动事故的案例也在增加，而且电梯轿厢意外移动事故很容易引起挤压、剪切等伤害，因此此类事故是电梯事故中危害性最大的事故，已成为电梯行业研究的焦点。
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3制动装置设计
3.1制动器故障导致轿厢意外移动原因分析
制动器是具有使运动部件减速、停止、保持停止状态等功能的装置，电梯的安全保护装置中必须具有制动器，如果电梯不具备制动器该电梯为违规电梯或者不合格电梯，禁止投入使用。电梯制动器的作用主要有三个：其一，当电梯电源被切断时，制动器能够自行运作，使制动闸瓦抱住制动轮迫使电梯停止运动，电梯制动减速时其速度不能大于安全钳制停轿箱速度，或者不能大于轿箱停止在缓冲器上所产生的减速度。其二，当电梯到站停止运行时，制动器可确保电梯静止不动，并在下次启动前不得打开。其三，当电梯运行速度大于限速器动作速度时，制动器对制动轮实施制动，迫使电梯减速或者停止运动。无论在任何情况下制动器都应具备足够的制动力，确保电梯轿厢安全运行。但是若电梯制动器间隙过大，制动力矩就会相应减小，产生的制动力达不到电梯轿厢安全运行的要求，就容易发生电梯轿厢意外移动的情况。此外制动器线圈烧毁或者制动器发生机械卡阻等故障，会使制动器失去自行运作的作用，或者制动闸瓦抱住制动轮的制动力不足，不能起到停止电梯减速、停止运动的功能，也容易引发电梯轿厢的意外移动。我国关于电梯制动器标准规定，电梯必须具备两组制动器，当其中一组失效后另一组也能确保电梯安全运行。但是我国部分电梯制造产业，为了节约成本只在电梯中组装一组制动器，电梯制动器一旦发生故障容易导致电梯轿厢意外移动，增加电梯轿厢运行的风险。制动器故障的另一个原因是电气故障，电气故障的原因主要是制动器回路设计不合理和制动器线圈烧毁。回路设计不合理主要体现在接触器的设计上。
3.2曳引装置设计
曳引轮装置的作用是为电梯轿厢的运行提供驱动机械力，它主要由曳引轮、钢丝绳和对重组成。对重的作用是平衡轿厢，对重与曳引轮之间相互作用产生摩擦力，这个摩擦力便是电梯上行、下行运动的动力，也就是曳引力。曳引力如果太小，电梯轿厢会发生平层精度存在误差，或者轿厢发生意外移动等事故，造成电梯轿厢挤压、剪切等多种事故，威胁电梯乘客的生命健康。如果电梯曳引力过大，电梯轿厢在到达最高目的层后会被继续提升，容易发生冲顶事故。因此在设计时应合理设计曳引力，避免轿厢运行过程中发生轿厢移动等事故。曳引轮的曳引力是对重与轿厢的摩擦力，而摩擦力又与对重和轿厢质量以及摩擦系数密切相关。电梯对重恒定不变，电梯轿厢的重量会随乘客或者货物质量变化而变化，因此在计算电梯对重时一般取电梯轿厢额定质量与平衡系数的乘积。
4检测装置设计
4.1检测装置导致轿厢意外移动的原因分析
电梯轿厢有轿厢门，建筑每层楼之间有层门。电梯每到达一次目的层，轿厢门和层门会同时开启，电梯乘客或者货物出电梯后，电梯层门和轿厢门会自动关闭继续上升或者下降。电梯层门和轿厢门之所以能够自动关闭、开启，主要是因为电梯两个门中皆安装有电气保护装置，这个保护装置的作用便是检测电梯轿厢门和层门是否彻底关闭或者彻底开启。在电梯的实际运行中，因为层门和轿厢门需要频繁开启、关闭，检测装置需要不停地检测，工作量比较繁忙。长此以往电梯的检测装置容易出现故障，有些维修人员为了一劳永逸会在层门、轿厢门开关处接通检测回路，致使电梯电气检测装置封接。如此一来检测装置便不会再出现故障，但是这种做法会影响检测装置对电梯层门、轿厢门的判断。当电梯轿厢达到目的层后，由于检测装置无法判断层门、电梯门是否开启，便容易发生轿厢意外移动事故。
4.2设计方案
电梯检测装置是其安全保护装置的一种，它的作用主要是采集电梯装置中各种接触器、继电器释放的信号，然后根据采集到的信号进行分析，判断轿厢、层门的开启状态，判断电梯轿厢运行是否存在门锁短接故障。如果电梯发生短接故障，检测装置会将信号发送给制动器，制动器会自行运动切断电梯电路迫使电梯轿厢停止运行或者减速。为确保检测装置检测的精确性且满足不接入控制电路的要求，我国电梯检测装置一般选择激光位移传感器，不但安装方便、操作简单、检测精确快速，还能满足电梯对检测装置的各种苛刻要求。
结语
电梯轿厢意外移动事故严重威胁电梯乘客生命和财产安全，设计一套安全、可靠的电梯轿厢意外保护装置，已成为电梯行业从业者研究的焦点。
参考文献：
[1]韩向青．防止电梯轿厢意外移动的保护装置研究[J]．机械工程与自动化，2018，（3）.
[2]李广伟，鲁彬，杨新洲，等．轿厢意外移动保护装置研究[J]．机电工程技术，2017，（6）.
[3]陈坚柱.电梯轿厢意外移动的原因和预防措施探讨[J].中国设备工程，2017（24）：46-47.
论文作者:程慧,任玉荣
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/20
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