1、 4-1 4-1 电梯的安全保护装置电梯的安全保护装置 电梯作为垂直运行的交通工具，必须有足够的安全电梯作为垂直运行的交通工具，必须有足够的安全性，为了在任何情况下都能绝对保护乘客、物品和电梯性，为了在任何情况下都能绝对保护乘客、物品和电梯设备本身的安全，在电梯上必须设置一定的安全保护装设备本身的安全，在电梯上必须设置一定的安全保护装置。这些装置主要有：置。这些装置主要有：l 限速器、安全钳；限速器、安全钳；l 缓冲器；缓冲器；l 超越上、下极限工作位置的超越上、下极限工作位置的终端终端保护装置保护装置；l 门电气联锁；门电气联锁；l 紧急操作装置；紧急操作装置；l 检修运行；检修运行；l 供
2、电系统断相错相保护装置供电系统断相错相保护装置等。等。21.限速器和安全钳 限速器和安全钳是电梯最重要限速器和安全钳是电梯最重要的安全保护装置，也称之为断绳的安全保护装置，也称之为断绳保护和超速保护。保护和超速保护。安装在电梯机安装在电梯机房楼板地面上。房楼板地面上。限速器的钢丝绳限速器的钢丝绳围绕着绳轮和底坑中的张紧轮形围绕着绳轮和底坑中的张紧轮形成一个闭环，其绳头部与轿厢紧成一个闭环，其绳头部与轿厢紧固在一起，并通过机械连杆与安固在一起，并通过机械连杆与安全钳连起来。全钳连起来。限速器能够反映轿限速器能够反映轿厢的实际运行速度，当电梯轿厢厢的实际运行速度，当电梯轿厢运行速度超过额定速度的运
3、行速度超过额定速度的115时，限速器动作，时，限速器动作，触发夹绳装置触发夹绳装置夹紧钢丝绳。当轿厢下降时，钢夹紧钢丝绳。当轿厢下降时，钢丝绳拉动安全钳动作，使安全钳丝绳拉动安全钳动作，使安全钳对导轨产生摩擦力，把轿厢迅速对导轨产生摩擦力，把轿厢迅速制停在导轨上，停止运动。制停在导轨上，停止运动。图（图（4-1）图（图（4-2）限速器限速器限速机构张紧装置张紧装置断绳保护开关断绳保护开关图（图（4-3）安全钳安全钳导靴导靴图（图（4-4）安全钳动安全钳动作开关作开关图（图（4-5）图（图（4-7）图（图（4-6）图（图（4-8）9限速器工作原理图（图（4-9）2 2、张紧装置、张紧装置 张紧装
4、置由支架、张紧轮和配重组成张紧装置由支架、张紧轮和配重组成,图（图（4-10）所示。它的所示。它的作用是使钢丝绳张紧，保证钢丝绳与限速器之间有足够的摩擦力作用是使钢丝绳张紧，保证钢丝绳与限速器之间有足够的摩擦力，以准确的反映轿厢的运行速度。张紧轮安装在张紧装，以准确的反映轿厢的运行速度。张紧轮安装在张紧装置的支架置的支架轴上，可以灵活的转动，调整其配重的重量，并调整钢丝绳的张轴上，可以灵活的转动，调整其配重的重量，并调整钢丝绳的张力。当限速器动作时要求限速器钢丝绳的拉力应不小于安全钳起力。当限速器动作时要求限速器钢丝绳的拉力应不小于安全钳起作用时所需力的两倍，且不小于作用时所需力的两倍，且不小
5、于300N（GB75881995）。）。图（图（4-10）张紧装置张紧装置 （a）实物）实物 （b b）悬臂式张紧装置）悬臂式张紧装置 （a）（b b）（a a）张紧轮张紧轮2配重配重 3 3、安全钳装置、安全钳装置 电梯安全钳装置的作用是：在限速器动作的提拉下，通过轴电梯安全钳装置的作用是：在限速器动作的提拉下，通过轴带动整个连杆系统，促使钳块卡住导轨，及时制止轿厢向下滑落带动整个连杆系统，促使钳块卡住导轨，及时制止轿厢向下滑落。安全钳钳块和拉杆设在轿厢架的左右横梁旁，连杆系统和拉条。安全钳钳块和拉杆设在轿厢架的左右横梁旁，连杆系统和拉条设在横梁上，拉条连接着限速钢丝绳而起作用。设在横梁上，
6、拉条连接着限速钢丝绳而起作用。安全钳由安全钳由制停制停和和操纵操纵两部分组成。制停部分常称为安全钳，两部分组成。制停部分常称为安全钳，通常成对的安装在轿厢架下的横梁上。通常成对的安装在轿厢架下的横梁上。安全钳按其动作过程的不同可分为瞬时动作安全钳和滑移式安全安全钳按其动作过程的不同可分为瞬时动作安全钳和滑移式安全钳钳（1 1）瞬时动作安全钳）瞬时动作安全钳 瞬时动作安全钳的钳座是整体式结构，瞬时动作安全钳的钳座是整体式结构，一般用铸钢制造，因此又称刚性安全钳。见图（一般用铸钢制造，因此又称刚性安全钳。见图（4-114-11）钳块的形）钳块的形状为楔形，又称作楔块，用优质碳钢制造，为增加动作时与
7、导轨状为楔形，又称作楔块，用优质碳钢制造，为增加动作时与导轨工作面之间的摩擦力，通常在楔块与导轨对应的工作面上加工成工作面之间的摩擦力，通常在楔块与导轨对应的工作面上加工成细齿花纹。细齿花纹。电梯正常运行时，楔块与导轨两工作侧面对称保持电梯正常运行时，楔块与导轨两工作侧面对称保持2 23mm3mm的间隙。的间隙。当拉条带动楔块上滑时，由于导向滑槽和斜面的作用，迫使楔当拉条带动楔块上滑时，由于导向滑槽和斜面的作用，迫使楔块靠近导轨，直至夹住导轨。楔块从夹紧导轨到制停电梯，时块靠近导轨，直至夹住导轨。楔块从夹紧导轨到制停电梯，时间极短，因此造成很大冲击，故瞬时动作安全钳只能与刚性夹间极短，因此造成
8、很大冲击，故瞬时动作安全钳只能与刚性夹持式限速器配合，用在低速电梯上。持式限速器配合，用在低速电梯上。图（图（4-11）瞬时动作安全钳瞬时动作安全钳1拉杆拉杆2钳口钳口3轿厢架下梁轿厢架下梁4楔块楔块5导轨导轨6盖板盖板 图（图（4-12）滑移式安全钳滑移式安全钳1轿厢架下梁轿厢架下梁2壳体壳体3塞铁塞铁4安安全垫头全垫头5调整箍调整箍6滚筒器滚筒器7楔块楔块8导轨导轨 图图413 安全钳安全钳（a）单向式安全钳）单向式安全钳 （b）双向式安全钳）双向式安全钳（a）（b）4 4、缓冲器、缓冲器 缓冲器是电梯极限位置的最后一道安全装置，安装在井道缓冲器是电梯极限位置的最后一道安全装置，安装在井道
9、底坑，能对失控的轿厢或对重起到缓冲作用。在井道底坑中通底坑，能对失控的轿厢或对重起到缓冲作用。在井道底坑中通常设置常设置3 3个缓冲器。处于轿厢下面的两只缓冲器，称轿厢缓冲器个缓冲器。处于轿厢下面的两只缓冲器，称轿厢缓冲器。在对重下面的一只称对重缓冲器。缓冲器按结构不同分为弹。在对重下面的一只称对重缓冲器。缓冲器按结构不同分为弹簧缓冲器和液压缓冲器。簧缓冲器和液压缓冲器。弹簧缓冲器也称蓄能型缓冲器弹簧缓冲器也称蓄能型缓冲器，由缓冲橡皮、缓冲座、压缩弹簧，由缓冲橡皮、缓冲座、压缩弹簧和缓冲弹簧座等部分组成，其结构和缓冲弹簧座等部分组成，其结构见图（见图（4-144-14）当弹簧缓冲器受到撞）当弹
10、簧缓冲器受到撞击时，弹簧会发生变形，于是将轿击时，弹簧会发生变形，于是将轿厢或厢或对重下落时产生的动能与势能对重下落时产生的动能与势能转化为弹性变形能，使轿厢或对重转化为弹性变形能，使轿厢或对重下落时得到缓冲，弹簧的变形能会下落时得到缓冲，弹簧的变形能会产生反作用力，造成电梯的反弹，产生反作用力，造成电梯的反弹，如此反复直到能量耗尽，电梯才真如此反复直到能量耗尽，电梯才真正停止下来。这种缓冲器在缓冲后正停止下来。这种缓冲器在缓冲后存在回弹现象，造成缓冲不平稳，存在回弹现象，造成缓冲不平稳，因此，只适用于额定速度因此，只适用于额定速度1m/s以以下的低速电梯。下的低速电梯。图（图（414）弹簧缓
11、冲器）弹簧缓冲器1缓冲橡皮缓冲橡皮2缓冲头缓冲头3缓冲弹簧缓冲弹簧4地脚螺栓地脚螺栓5缓冲弹簧座缓冲弹簧座（1 1）弹簧缓冲器）弹簧缓冲器图（图（415）液压缓冲器液压缓冲器 （2 2）液压缓冲器）液压缓冲器 液压缓冲器也称耗能型缓冲器，如图（液压缓冲器也称耗能型缓冲器，如图（4-4-1515）所示。）所示。其组成部分主要有缓冲垫、其组成部分主要有缓冲垫、图（图（4-164-16）液压缓冲器的结构）液压缓冲器的结构1 1缓冲垫缓冲垫2 2复位弹簧复位弹簧3 3柱塞柱塞4 4环形节流孔环形节流孔5 5变量棒变量棒6 6缸体缸体复位弹簧、柱塞、环形节流孔、变量棒复位弹簧、柱塞、环形节流孔、变量棒及
12、缸体等。其结构如图（及缸体等。其结构如图（4-16）所示。）所示。当液压缓冲器受到轿厢或对重的冲击时，柱塞向下运动并当液压缓冲器受到轿厢或对重的冲击时，柱塞向下运动并压缩油缸内的油，油通过环形节流孔喷向柱塞腔。当油通过环压缩油缸内的油，油通过环形节流孔喷向柱塞腔。当油通过环形节流孔时，由于流动截面积突然减小，使液体内的质点相互形节流孔时，由于流动截面积突然减小，使液体内的质点相互撞击、摩擦，将动能转化为热量散发掉，从而消耗了电梯的动撞击、摩擦，将动能转化为热量散发掉，从而消耗了电梯的动能与势能，使轿厢或对重得以缓慢地停下来。因此，称其为耗能与势能，使轿厢或对重得以缓慢地停下来。因此，称其为耗能
13、型缓冲器。当轿厢或对重离开缓冲器时，柱塞在复位弹簧的能型缓冲器。当轿厢或对重离开缓冲器时，柱塞在复位弹簧的作用下，向上复位，油重新流回油缸。由于液压缓冲器是以耗作用下，向上复位，油重新流回油缸。由于液压缓冲器是以耗能方式实行缓冲的，因此，没有回弹现象。同时，由于变量棒能方式实行缓冲的，因此，没有回弹现象。同时，由于变量棒的作用，柱塞在下压时，环形节流孔的截面积逐步变小，能使的作用，柱塞在下压时，环形节流孔的截面积逐步变小，能使电梯缓冲过程接近匀速运动。具有缓冲平稳的特点，因此，在电梯缓冲过程接近匀速运动。具有缓冲平稳的特点，因此，在快速和高速电梯中被普遍使用。缓冲器安装位置如图（快速和高速电梯
14、中被普遍使用。缓冲器安装位置如图（4-17）（4-18）所示。）所示。图（图（4-174-17）缓冲器的安装位置缓冲器的安装位置1 1对重对重2 2轿厢轿厢3 3对重缓冲器对重缓冲器4 4轿厢缓冲器轿厢缓冲器19缓冲器安装位置图（图（4-18）5 5、终端超越安全保护终端超越安全保护 为了防止电梯失控时，轿厢越过上、下端站为了防止电梯失控时，轿厢越过上、下端站后仍继续运行，发生冲顶或蹲底事故，在电梯井后仍继续运行，发生冲顶或蹲底事故，在电梯井道轿厢导轨上、下终端的支架上，设置有，终端道轿厢导轨上、下终端的支架上，设置有，终端超越安全保护装置。超越安全保护装置。安装位置如图（安装位置如图（4-1
15、9）所示。）所示。该装置一般由：该装置一般由：（1）强迫减速开关；）强迫减速开关；（2）限位开关；）限位开关；（3）极限开关；）极限开关；1导轮导轮 2钢丝绳钢丝绳 3极限开关上碰轮极限开关上碰轮4上限位开关上限位开关 5上强迫减速开关上强迫减速开关6上开关打板上开关打板 7下开关打板下开关打板8下强迫减速开关下强迫减速开关 9下限位开关下限位开关10极限开关下碰轮极限开关下碰轮 11终端极限开关终端极限开关12张紧配重张紧配重 13导轨导轨 14轿厢轿厢图（图（419）终端超越保护）终端超越保护装置装置下极限开关下极限开关下限位开关下限位开关下强迫减速开下强迫减速开关关图（图（4-20）上极
16、限开关上限位开关图（图（4-21）（1 1）强迫减速开关强迫减速开关 强迫减速开关是为防止电梯失控时造成冲强迫减速开关是为防止电梯失控时造成冲顶或蹲底的第一道防线。它由上、下两个开关组成，分别装在井顶或蹲底的第一道防线。它由上、下两个开关组成，分别装在井道的顶部和底部。当电梯出现失控，轿厢已到达顶层或底层而不道的顶部和底部。当电梯出现失控，轿厢已到达顶层或底层而不能减速停车时，装在轿厢上的打板就会随轿厢的运行而与强迫减能减速停车时，装在轿厢上的打板就会随轿厢的运行而与强迫减速开关的碰轮相接触，使开关内的接点发出指令信号，强迫电梯速开关的碰轮相接触，使开关内的接点发出指令信号，强迫电梯停止。停止
17、。（2 2）限位开关限位开关极限开关是为了防止电梯冲顶或蹲底的第二道防极限开关是为了防止电梯冲顶或蹲底的第二道防线。它由上、下两个开关组成，分别装在强迫减速开关上、下方线。它由上、下两个开关组成，分别装在强迫减速开关上、下方。当轿厢越出顶层或底层的位置，而强迫减速开关又未能使电梯。当轿厢越出顶层或底层的位置，而强迫减速开关又未能使电梯减速停车时，上限位开关或下限位开关动作，迫使电梯停止运行减速停车时，上限位开关或下限位开关动作，迫使电梯停止运行。这时电梯仍能应答层楼召唤信号，并可向相反方向继续运行。这时电梯仍能应答层楼召唤信号，并可向相反方向继续运行。（3 3）极限开关极限开关 当电梯失控后，
18、第一、第二道防线均不能使电当电梯失控后，第一、第二道防线均不能使电梯停止运行，轿厢的上、下开关打板就会随着电梯的继续运行去梯停止运行，轿厢的上、下开关打板就会随着电梯的继续运行去碰撞安装在井道内的极限开关，使极限开关断开电源，迫使电梯碰撞安装在井道内的极限开关，使极限开关断开电源，迫使电梯立即停止运行。立即停止运行。极限开关一般用在交流电梯中，越过轿厢平层位极限开关一般用在交流电梯中，越过轿厢平层位置置300mm时起作用。时起作用。6 6、其它安全装置、其它安全装置 （1 1）接触式保护装置）接触式保护装置 接触式保护装置又称接触式保护装置又称安全触板安全触板，在自动电梯轿门上采用。，在自动电
19、梯轿门上采用。它由门触板、控制杆和微动开关组成。平时，触板在自重的作它由门触板、控制杆和微动开关组成。平时，触板在自重的作用下，凸出门扇用下，凸出门扇30mm30mm左右，当门在关闭过程中，如果乘客或物左右，当门在关闭过程中，如果乘客或物体未完全进入轿厢，首先会触动安全触板，这时控制杆就会转体未完全进入轿厢，首先会触动安全触板，这时控制杆就会转动，压下微动开关触头，使门电机迅速反转，门被重新打开。动，压下微动开关触头，使门电机迅速反转，门被重新打开。一般中分式门，安全触板双侧安装，旁开式门单侧安装，且装一般中分式门，安全触板双侧安装，旁开式门单侧安装，且装在快门上。在快门上。(2)(2)非接触
20、式保护装置非接触式保护装置 非接触式保护装置，是采用红外光、超声波或电磁感应等。非接触式保护装置，是采用红外光、超声波或电磁感应等。这些装置灵敏度高，反应迅速，更大程度上提高了电梯的安全性这些装置灵敏度高，反应迅速，更大程度上提高了电梯的安全性能。能。光电式保护装置光电式保护装置 通常在轿门边上设两道水平光电装通常在轿门边上设两道水平光电装置，选用分立式红外光，对整个开门宽度进行水平检测。在关门置，选用分立式红外光，对整个开门宽度进行水平检测。在关门过程中，遮断任一道光路，门都会重新开启。为了增加检测异物过程中，遮断任一道光路，门都会重新开启。为了增加检测异物的分辨率，也有在门边上用几十道水平
21、光束进行检测，从而使门的分辨率，也有在门边上用几十道水平光束进行检测，从而使门关闭过程中检测异物的灵敏度大大提高。关闭过程中检测异物的灵敏度大大提高。为了增加灵敏度，常在门边上装几组红外发光装置。图（为了增加灵敏度，常在门边上装几组红外发光装置。图（4-224-22）所示。）所示。由两组红外发光装置由两组红外发光装置S1S2S1S2和和S3S4S3S4发射出两组四道红外光发射出两组四道红外光A A、B B、C C、D D，分别由，分别由E1E1、E2E2、E E、E4E4接收。接收。对于正在关闭的门，对于正在关闭的门，当光线当光线A A、B B被遮断时，门停止回动，待乘客离开门区后继续关闭被遮
22、断时，门停止回动，待乘客离开门区后继续关闭；当光线；当光线C C、D D也被切断时，则门重新打开。也被切断时，则门重新打开。29 超声波监控装置超声波监控装置 超声波监控装置一般安装在门的上方超声波监控装置一般安装在门的上方，见图（，见图（4-234-23）。当门正在关闭时若超声波监控装置检测到厅门）。当门正在关闭时若超声波监控装置检测到厅门前有乘客欲进轿厢，则门重新打开，待乘客进入轿厢后，门再关前有乘客欲进轿厢，则门重新打开，待乘客进入轿厢后，门再关闭。闭。电磁感应式保护装置电磁感应式保护装置 这种装置借助于电磁感应原理，这种装置借助于电磁感应原理，在门区内组成三组电磁场，任意一组电磁场的变
23、化都会作为不平在门区内组成三组电磁场，任意一组电磁场的变化都会作为不平衡状态显示出来。如果三组磁场是相同的，表明门区无障碍物，衡状态显示出来。如果三组磁场是相同的，表明门区无障碍物，门将正常关闭；如果三组磁场不相同，表明门区内有障碍物，则门将正常关闭；如果三组磁场不相同，表明门区内有障碍物，则探测器断开关门电路。图（探测器断开关门电路。图（4-244-24）为示意图）为示意图 红外线光幕式保护装置红外线光幕式保护装置 这种装置不受太阳光和其它这种装置不受太阳光和其它直射光的影响，共有直射光的影响，共有9494束红外光束形成光幕，覆盖整个电梯入口束红外光束形成光幕，覆盖整个电梯入口，并与安全触板
24、相配合，给电梯乘客以最大的保护。，并与安全触板相配合，给电梯乘客以最大的保护。见图（见图（4 42525）293030其红外线微扫描部分由电源装置、发射装置和接收装其红外线微扫描部分由电源装置、发射装置和接收装置组成，接收装置和发射装置分别安装在轿门的两侧置组成，接收装置和发射装置分别安装在轿门的两侧，接收装置由红外接收管和主控电路组成，发射装置，接收装置由红外接收管和主控电路组成，发射装置由发射红外二极管和主控电路组成，由发射红外二极管和主控电路组成，接收与发射装置接收与发射装置的通讯是通过第一束红外光束进行的，因此不需要特的通讯是通过第一束红外光束进行的，因此不需要特殊的电缆，每对发射、接
25、收管的工作是通过装置中的殊的电缆，每对发射、接收管的工作是通过装置中的微处理器来选择的，当微处理器判别出某接收管应接微处理器来选择的，当微处理器判别出某接收管应接收的红外线光束被遮挡时，会给电源装置中的输出继收的红外线光束被遮挡时，会给电源装置中的输出继电器和报警电路发出相应的工作信号。任何遮挡都会电器和报警电路发出相应的工作信号。任何遮挡都会使电梯门重新打开，如果遮挡时间过长或超过预设时使电梯门重新打开，如果遮挡时间过长或超过预设时间，电梯会切换到慢速关门状态，同时蜂鸣器鸣叫。间，电梯会切换到慢速关门状态，同时蜂鸣器鸣叫。当发射、接收装置或电源装置发生故障时，安全触板当发射、接收装置或电源装
26、置发生故障时，安全触板作为保护装置继续工作。作为保护装置继续工作。图（图（4-22）光电保护装置）光电保护装置图（图（423）超声波监控装置）超声波监控装置2627图（图（4-244-24）电磁感应式保护装置）电磁感应式保护装置图（图（4-25）红外型光幕式保护装置红外型光幕式保护装置 1电缆电缆 2控制器控制器 3电源装置电源装置 4AC/DCAC/DC输入输入 5 5接收装置接收装置 6 69494束光束束光束 7 7发射装置发射装置27上急停开关上急停开关图（图（4-26）主要安全装置在几种危险状态中的动作过程主要安全装置在几种危险状态中的动作过程1 1、曳引钢丝绳折断、曳引钢丝绳折断钢
27、丝绳折断钢丝绳折断 限速器动作限速器动作 安全安全钳动作钳动作 将轿厢夹持在导轨上。将轿厢夹持在导轨上。轿厢下坠轿厢下坠夹持限速器钢丝绳夹持限速器钢丝绳楔块动作楔块动作 2 2、电梯失控（以轿厢下行为例）、电梯失控（以轿厢下行为例）电梯失控电梯失控 轿厢达到限速器动作速度轿厢达到限速器动作速度限速器打板触动超速开关限速器打板触动超速开关切断控制电路切断控制电路曳引机失电曳引机失电电磁制动器制动电磁制动器制动制动失灵制动失灵轿厢停止轿厢停止轿厢继续下行轿厢继续下行限速器夹绳钳夹持钢丝绳限速器夹绳钳夹持钢丝绳安全钳动作安全钳动作安全钳楔块动作安全钳楔块动作行程开关动作行程开关动作将轿厢夹持将轿厢夹
28、持在导轨上。在导轨上。轿厢停止，轿厢停止，3、轿厢或对重自然滑落轿厢或对重自然滑落轿厢或对重下滑轿厢或对重下滑到底坑缓冲器起作用到底坑缓冲器起作用速度达到限速器动作范围速度达到限速器动作范围限速器动作限速器动作夹持钢丝绳夹持钢丝绳安全钳动作安全钳动作楔块动作楔块动作将轿厢将轿厢或对重夹持在导轨上。或对重夹持在导轨上。4 4、轿厢冲顶或蹲底、轿厢冲顶或蹲底轿厢冲顶或蹲底轿厢冲顶或蹲底限位开关切断控制电源限位开关切断控制电源限位开关限位开关动作失灵动作失灵轿厢继续下蹲轿厢继续下蹲极限开关动作极限开关动作切断主电路电源切断主电路电源曳引机失电制动曳引机失电制动电动机制停电动机制停轿厢停止。轿厢停止。
