[实用新型]一种新型电梯防坠装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电梯设备领域，尤其涉及一种新型电梯防坠装置。 

背景技术

“电梯防坠装置”是电梯的必要部件，电梯在正常运行时，它处于非工作状态。只有当电梯向下运行且速度超过了允许值（包括悬挂装置断裂时），防坠落装置才会被电梯限速器驱动，通过一个提拉动作使其夹持导轨并产生摩擦力，对电梯紧急制动并最终保持静止状态。在论及防坠装置时，“制动力”与“摩擦力”的概念是一致的，而“夹持力”是“摩擦力”的产生之源。 

防坠装置通常指“电梯安全钳”。现有的电梯安全钳是一种具有固定夹持力的装置，夹持力来自于弹簧的变形。现有安全钳中所采用的弹簧涉及到多种类型（如蝶形簧、螺旋簧、U形板簧等），因而导致安全钳结构形式的多样化，不利于规模生产，更不谈通用化，系列化。随着经济的发展，对电梯的需求也在改变。电梯的载荷在加大，速度在提高，安全钳的制动能力也必然要提高。这就要求为安全钳提供夹持力的弹簧尺寸也随之加大，带来一定技术难度，也使安全钳的成本大大提高。 

由经典力学原理a＝f/m式可知，任何物体在质量ｍ确定的情况下，运动加速度ａ的大小取决于所受外力ｆ的大小。由于电梯载荷的增大，电梯规格增多，加之电梯每次运行时的载荷量各不相同，对于具有固定夹持力的传统安全钳来说，每次安全钳的紧急制动，将会产生不同的制动减速度值。制动减速过大会产生较大的冲击，造成电梯结构的破坏或人员的伤害，过小会使电梯轿厢滑移太长距离，过多占用了电梯井道空间。应对办法只能是把安全钳规格细分，以适应不同规格载荷的电梯，造成生产和管理成本提高。所以经典结构的安全钳在使用中存在着难以克服的弊端。GB7588《电梯制造与安装安全规范》中给出了“制动减速度”的允许范围为0.2g ~1.0g之间。 

目前，关于专利号为ZL201120214570.2的《新型电梯防坠装置》公开了如下结构：“支架安装在轿厢底部，支架边侧装有左右两个制动臂和连杆，两制动臂对称设置于电梯T型导轨两侧：制动臂的一端设有滑槽，通过滑槽与在支架上的固定销配合；制动臂的内侧端为摩擦端，与T形导轨的两侧保持有一定间隙，制动臂中部通过传动销轴与连杆相枢接，连杆两端对称枢接左右制动臂。”该结构中每个制动臂三点受力，类似于杠杆，制动臂的三个受力点位置经适当布置，可将电梯总重量按一定比例转化为对导轨的夹持力，从而实现电梯的紧急制动。由力学原理a＝f/m可知，当制动力随着载荷质量而改变时，电梯将会获得恒定的制动减速度，极大的改善了防坠装置的制动性能，是对传统安全钳的重大革新。 

但该上述新型电梯防坠装置存在如下问题： 

一，电梯的轿厢是一个由钢丝绳悬吊的构件，虽然有电梯导轨作导向，但电梯轿厢与导轨之间存在必须的间隙，轿厢中载荷的不均匀分布会使轿厢发生“偏载”现象，如图1所示，致使轿厢中心线A偏离导轨中心线B，与导轨两侧的间隙发生改变。由于该种电梯安全钳中连杆和两制动臂有着过多的空间运动自由度，在这种情况下可能出现非对称的夹持，从而影响夹持质量。

二，该电梯安全钳结构在设计时要兼顾如下情况：如图2所示，即制动臂101与连杆102的枢接点（也是制动臂在实现夹持过程的旋转中心点）和制动臂101与导轨2的摩擦接触点之间连线的水平夹角α，必须满足α＞α₀的要求，其中 α₀ =arctgμ是该机构的“自锁临界角”，μ是制动臂摩擦部与导轨间的摩擦系数。当α≤α₀ 时，导轨2、连杆102、制动臂101三者构成一个“自锁”机构，一旦制动臂101与导轨103接触，就将处于“自锁”而保持该状态不变，产生的夹持力将不会释放。这里，导轨2和制动臂101的摩擦部都是物理意义上的“刚性”物体，在实际工况下制动臂101摩擦部与导轨2的接触碰撞时间是短促的，由物理冲量原理f*△t=m*v可知，短促的“△t”将导致很大的瞬间冲击力“f”（该冲击力即对导轨的夹持力，一旦产生将不会释放），造成很大的制动减速度（由a＝f/m）。这种情况下，制动减速度和冲击力的增大是一个正向促进的关系，导致制动减速度的急剧上升，电梯在极短时间内被制动，成为一个“瞬时式安全钳”，完全达不到设计的初衷。只有在α＞α₀的情况下，避免机构出现“自锁”，上述机构才能将电梯重量按所需比例转化为夹持力，达到实用新型的目的。（关于该机构自锁条件分析以及“瞬时式”安全钳的概念，在此不作展开，属于各自领域的常规知识）。 

实用新型内容