论电梯机械锁定装置的设计与安装

吴继东

【摘要】为了保证电梯运行的安全性和稳定性，需要进行定期的保养和检修维护工作，才能为人们提供安全的电梯服务。电梯机械锁定装置是保障电梯安全运行的关键装置，可以保证轿厢的稳定和相关人员的人身安全，需要我们的重点关注。本文对电梯机械锁定装置的设计和安装进行研究，希望可以为电梯今后的发展进步提供帮助。

【关键词】机械锁定装置；设计；安装

目前，大部分的在用电梯都是有电梯机房的，但是随着时代的发展进步，为了节省空间和节能，提升建筑建设经济效益，很多建筑商开始在建筑内安装无机房电梯。电梯机械锁定装置可以防止电梯作业人员在作业场地作业时，电梯轿厢出现移动而发生危险。为了保证无机房电梯的安装质量和投入使用后维护保养的需要，应设计合理的电梯机械锁定装置来保障无机房电梯设备的正常运行。由于我国现有的的相关规范对于无机房电梯的机械锁定装置没有较为明确的说明，在此，本人试对机械锁定装置的设计和安装进行研究分析。

1电梯机械锁定装置的设计意义

无机房电梯的主机和控制设备一般情况下都安装在轿顶和井道内，所以大多数维修和保养工作，需要维保人员进入电梯的轿厢顶部进行。在轿顶作业中，如果出现电梯位移或者滑动等情况，维修人员就有可能发生跌倒、跌落、遭受剪切等危害生命安全的事故。为此，在作业时需要对电梯轿厢进行固定，才能保证维修保养的正常进行，这就需要对电梯机械锁定装置进行合理地设计和安装。

2电梯机械锁定装置机构设置

大部分无机房电梯的机械锁定装置安装在轿顶上紧靠曳引机一侧。主要由两部分结构构成，一个就是插销轴，插销轴一般都安装在电梯轿厢架上，主要功能为控制电梯档位。电梯在正常运行的情况下，插销轴位于正常档位不起作用。在进行电梯的维修和保养工作时，检修状态将电梯轿厢停靠在相应工作位置后，将插销轴插入插销定位孔内（此时有电气开关来控制插销轴的进出状态），确认好电梯固定状态后开始作业，工作结束后再将插销轴的档位调回，将电梯调节为正常运行状态。另一个就是固定在导轨的挡板，该挡板应牢固地固定在导轨上，并使其高度与厚度能够符合轿顶井道与平面的要求。在一般情况下，一套机械锁定装置就能起到固定轿厢位置的作用，但仍存在令轿厢发生扭转的可能性，从而给电梯的检修工作带来安全隐患。因此，安全起见，无机房电梯设置两套机械锁定装置是非常有必要的。

3电梯机械锁定装置设计

3.1设计要求

在进行电梯机械锁定装置的设计工作之前，首先需对设计要求进行明确，以保证设计的正确性。根据实际的分析研究，总共有以下三点设计要求：第一，在设计之前对电梯的运行要求进行明确，在深入了解运行需求以后选择适合的位置进行电梯机械锁定装置的安装。第二，还要根据电梯机械锁定装置的实际情况，设计出适合的检查其工作位置电气安全装置，这也是保证电梯稳定性和安全性的关键。第三，在设计工作结束后，需要对整套装置进行模拟实验，确保电气安全控制装置能够发挥出实际作用。

3.2设计方法

安全系数是评价电梯机械锁定装置是否可靠的关键，为了保证该装置的安全系数，需要我们选择适合的材料，在选材时还要对电梯机械锁定装置的影响因素进行合理考虑，确保该装置的安全系数达到设计要求。材料的选择和安装工艺是关键，为了保证电梯机械装置的设计质量，必须要对以下几个方面重点关注：

首先，电梯机械锁定装置的的控制系统应该由具有高可靠性及高寿命的电气设备与元器件组成，在设计时还应选用一些具有抗干扰措施的相关硬件与软件。为了保证设计的合理性，我们在设计之前进行最不利的极端工况的分析，主要有以下两种：第一，工作人员在轿顶检修平台作业，出现电气回路的故障及误操作（轿顶检修失效），而此时驱动主机动作向上提升轿厢，这时就需要机械锁定装置将轿厢牢靠地固定在原来的位置，使轿厢无法发生位移，避免出现人员伤亡的情况。第二，固定轿厢时，锁定销轴需要承受的力极大，理论上需要承受检修人员、检修设备以及轿厢的重量之和。这就要求其材质和强度必须达到相应的要求，因此我认为该锁定轴应进行调质处理，其硬度应符合相关标准的规定，必要时进行探伤检验。

举例说明，电梯部分性能参数：额定载重量Q=1000kg；轿厢质量P=1400kg；对重包括滑轮质量Mcwt=1900kg。随行电缆实际质量MTraν=23.25kg。对重侧钢丝绳总质量MSRcwt=72.17kg。包角α=159°，曳引轮半圆槽开口角γ=30°，曳引轮半圆槽下部切口角β=105°。摩擦系数μ=0.2；钢丝绳倍率r=2。机械锁定装置安装2套，压导板用6个M12螺栓固定，预紧力F0=16000N，挡板材料为Q235普通碳素钢，σs=225MPa，锁定轴材料为45#钢，σs=355MPa，直径D=20mm。安全系数均取1，重力加速度gn=9.58m/s2。

校核情况：机械锁定装置工作时轿厢位于顶层平层向上位置，可视为：轿厢滞留工况，空载，轿厢位于最上位置。T1=[（P+MTraν）×gn]/r=[（1400+23.25）×9.582]=6973.96N,T2=[（Mcwt+MSRcwt）×gn]/r=]（1900+72.17）×9.82]/2=9663.63N当量摩擦系数：f=μ4（cosγ2-sinβ2）π-β-γ-sinβ+sinγ=0.432要破坏曳引条件，需要锁定轴的最小应力满足：T1+2T销T2≥efα=3.33T销min=3.33T2-T12=12602.97Nτ=FA=12602.97（0.01×0.01×3.14）=40.13MPa<[τ]=0.5[σ]=112.5MPa所以锁定轴计算符合要求。

4挡板的安装位置

大多数情况下，无机房电梯的曳引机和控制柜，是被安装在井道的上部的。检修人员如果需要对控制柜进行操作时，应当将轿厢固定在轿顶平面与顶层平面平齐的位置，如果需要对驱动主机进行作业时，需要将轿厢固定在轿厢顶与井道顶部相差两米左右的位置。固定轿厢时，其位置会受到固定在导轨上的挡板的位置的影响。如果挡板位置不合理，就会导致轿顶检修平台的位置距离工作目标产生偏离，检修人员需要借助梯子或者拆除挡板来进行作业，这样既增加了检修工作的难度，降低了检修的工作效率，同时也大大增加了工作的危险性。

少数情况下，由于井道空间的限制，无机房电梯的曳引机和控制柜被安装在井道的底部，此时作业场地被设计在底坑内。TSGT7001-2009对此有明确规定:“停止轿厢运动的机械停止装置，必须使作业场地的地面与轿厢底最低部件之间的距离不小于2m”。这时候的挡板的安装位置必须满足将轿厢固定后，底坑底至轿厢底有不小于2m的距离。若挡板安装位置偏低，就会导致作业人员的作业空间不足，在特殊情况下，万一轿厢发生意外向下移动，留给作业人员的躲避空间和反应时间都会大打折扣，进而引发安全事故。

5结语

随着房地产业的发展和人民生活质量的提升，电梯的需求量和使用范围正在不断扩大。为了保证电梯的正常运行和使用，电梯的安装改造、检修、保养、检验检测就成了必不可少的工作。电梯机械锁定装置是为这些工作提供安全保障的关键装置，是无机房电梯的重要安全部件之一。本文对无机房电梯机械锁定装置的机构设置、设计、选材以及在安装中出现的一些问题进行了探讨，希望可以为电梯机械锁定装置今后的合理优化和发展提供帮助，从而提升电梯作业的安全性。

参考文献

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[2]梁伟浩.无机房电梯机械锁定装置的检验和可靠性分析[J].中国新技术新产品,2016(9):85-86.

[3]电梯监督检验和定期检验规则--曳引与强制驱动电梯TSGT7001-2009