升降机(电梯或升降平台)的防滑装置是防止轿厢或平台失控下滑或坠落的关键安全系统,其工作原理在于检测异常运动并触发机械制动。常见和的防滑装置是限速器-安全钳联动系统(适用于电梯轿厢),而对于某些升降平台,则可能使用夹轨器。以下是详细工作原理:
1.:限速器
*角色:速度监控与触发源。
*位置:通常安装在电梯机房或井道顶部。
*工作原理:
*限速器通过限速器钢丝绳与电梯轿厢直接连接,轿厢上下运动带动限速器绳轮旋转。
*限速器内部装有离心式或甩块式机械装置。当轿厢运行速度正常时,离心力不足以克服限速器内部的弹簧张力或配重平衡,装置保持静止。
*一旦轿厢下行速度超过设定值(通常为额定速度的115%以上),离心力增大,甩块(或离心锤)向外甩开,触发限速器的机械锁止机构。
*被触发的限速器会瞬间卡住限速器钢丝绳,使其停止运动。
2.执行机构:安全钳
*角色:机械制动,夹紧导轨。
*位置:安装在电梯轿厢的底部框架两侧,正对井道内的垂直导轨。
*工作原理:
*安全钳通过一套连杆机构(提拉杆)与限速器钢丝绳相连。
*当限速器卡住钢丝绳而轿厢因重力或动力失控继续下行时,相对运动使得被固定的限速器钢丝绳开始向上提拉安全钳的提拉杆。
*提拉杆的向上运动带动安全钳内部的楔块(或滚柱)沿着斜面向上移动。
*楔块被强制向上顶起,强力地挤压在轿厢两侧的垂直导轨上,产生巨大的摩擦力。
*安全钳有两种主要类型:
*瞬时式安全钳:动作非常迅速,夹紧力瞬间达到值。适用于低速电梯(<0.63m/s),冲击较大。
*渐进式安全钳:更常见。其内部结构(如弹性元件、特殊形状的楔块和钳座)设计使得夹紧力是逐步增加的,轿厢在制停过程中会滑行一段可控的距离(制动减速度被限制在安全范围内),大大减小了对乘客和设备的冲击,适用于中高速电梯。
3.结果:可靠制停
*安全钳的楔块与导轨之间产生的巨大滑动摩擦力迅速抵消轿厢的下行动能,终将失控下行的轿厢牢固地夹持在导轨上,防止其进一步下滑或坠落。
4.升降平台的夹轨器
*对于液压或链条驱动的升降平台(如剪叉式、导轨式),其防滑装置常采用夹轨器。
*工作原理:
*夹轨器通常由液压油缸或强力弹簧驱动。
*当系统检测到平台异常下降(如下降速度过快、液压系统失压、链条断裂信号等)时,触发信号会释放液压或释放弹簧力。
*驱动机构推动带有高摩擦系数材料(如工程塑料或烧结金属)的制动靴(或制动块),从两侧或单侧强力夹紧平台运行的垂直导轨或齿条。
*通过摩擦作用,将平台可靠地制停在当前位置。
总结来说,升降机防滑装置的工作逻辑是:
1.检测异常:限速器(或速度传感器)实时监测运行速度,一旦即触发。
2.机械触发:被触发的限速器卡住钢丝绳(或传感器发出信号给夹轨器驱动机构)。
3.强制制动:钢丝绳的固定迫使安全钳动作(或夹轨器动作),将楔块/制动块强力压向导轨。
4.摩擦制停:巨大的摩擦力抵消动能,将轿厢/平台可靠地固定在导轨上。
这套系统完全依赖机械原理或机电联动(但关键触发和制动环节是纯机械的),不依赖于主驱动系统或电力供应,确保了即使在严重的故障(如钢丝绳全断、电机抱闸失效、断电)情况下,也能提供一道安全保障,是升降机安全运行不可或缺的“生命线”。其设计遵循严格的安全标准,确保制动过程有效且冲击可控。
升降机(电梯)感应器是现代建筑安全系统中的关键组件,其作用在于在发生时自动触发电梯的安全保护机制,程度地保障乘客生命安全并减少设备损坏。具体作用如下:
1.紧急停止与就近安全停靠:
*这是感应器的功能。当传感器检测到达到预设阈值(通常是较低烈度,如日本标准约相当于中国烈度表的5度左右)的地面震动时,它会立即向电梯控制系统发出信号。
*控制系统会命令正在运行的电梯执行紧急制动,但不是急刹车,而是在确保安全的前提下,以快的速度平稳减速。
*电梯会就近停靠在近的楼层(无论该楼层是否是呼叫楼层),并自动打开轿厢门。这一步骤至关重要,它防止了电梯在持续或加剧时因晃动导致轿厢卡在井道中间的风险,为乘客提供了及时逃生的机会。
2.防止乘客被困:
*如果发生时乘客正在电梯轿厢内,感应器触发的就近停靠和开门动作,让乘客能够时间自行离开轿厢,转移到相对更安全的楼层空间,避免了因导致停电、设备变形或控制系统损坏而被困在密闭轿厢内的危险境地,大大提高了生存机会。
3.保护电梯设备:
*强震不仅威胁人身安全,也极易损坏电梯设备。剧烈的摇晃可能导致:
*轿厢或对重撞击井道壁。
*钢丝绳脱槽、跳槽甚至断裂。
*导轨变形。
*控制系统元件损坏。
*感应器在检测到强震时(更高阈值),除了执行就近停靠外,通常还会切断电梯的主电源(保留应急照明和通风电源),让电梯完全停止在当前位置。这能有效防止中因设备失控运行造成的二次损伤,减少昂贵的维修成本和设备报废风险。
4.避免后误操作:
*过后,电梯系统(包括控制系统、导轨、钢丝绳、门系统等)可能受到损伤,存在安全隐患。
*感应器通常具有自锁或复位功能。在触发后,它会将电梯置于“服务”或“停止服务”状态。此时,普通召唤按钮将失效,电梯无法被正常呼叫运行。
*只有经过维保人员携带钥匙或工具,对电梯进行、严格的安全检查,确认所有部件完好无损、运行环境安全后,才能手动复位感应器,重新启用电梯。这有效防止了后乘客或物业人员因不知情而使用存在潜在危险的电梯。
总结来说:
升降机感应器扮演着“守护者”的角色。它通过实时监测波,在发生的时间迅速决策并执行紧急安全停靠、开门疏散乘客、切断电源防止设备损坏等一系列关键动作。其价值在于保障电梯内乘客的生命安全,防止被困,同时保护昂贵的电梯设备免受严重破坏,并为震后安全检查和恢复运行提供必要的锁定机制。它是现代高层建筑和公共场所电梯不可或缺的安全屏障。
曲臂式高空作业平台(曲臂机)的超载保护是其关键的安全系统,用于防止因载荷(包括操作人员、工具、物料等)超过设备额定工作能力而导致的结构损坏、失稳甚至倾覆事故。其实现主要通过以下环节协同工作:
1.载荷监测:
*传感器:常见且的是安装在升降油缸或变幅油缸进油/回油路上的压力传感器。当平台承受载荷时,油缸需要产生相应的压力来维持或提升该载荷。压力传感器实时监测油缸内的油压。
*信号转换:控制单元(PLC或控制器)接收压力传感器信号。控制器内部存储有预设的“压力-载荷”对应关系曲线图(通过设备设计和测试获得)。该曲线考虑了平台在不同工作角度和高度时,油缸压力与实际载荷的换算关系(因为臂架角度变化会显著影响提升同样载荷所需的油缸力)。
2.阈值比较与判定:
*预设阈值:控制器中存储了对应于设备额定载荷(SWL-SafeWorkingLoad)的压力阈值曲线。这个阈值通常设定为略低于理论大承载能力,以提供安全裕度。
*实时比较:控制器将实时计算出的载荷值(根据当前油压和臂架角度/高度)与预设的额定载荷阈值进行比较。
3.超载响应(保护动作):
一旦实时计算的载荷值达到或超过预设的额定载荷阈值(或设定的安全裕度值),控制系统会立即触发保护动作,通常按以下优先级或组合方式执行:
*停止危险动作:
*限制向上/向外运动:立即停止平台向上提升或臂架向外伸展的动作(这些动作会增加倾覆力矩)。这是首要且常见的保护动作。
*限制回转:在超载状态下,也可能限制或禁止臂架的回转动作,防止因离心力或变化加剧不稳定。
*允许安全动作:
*允许下降/回收:通常允许操作平台下降或臂架向回收缩(减小倾覆力矩,降低载荷高度),以便操作员能将设备恢复到安全状态(卸载或移动至更稳定位置)。
*声光报警:
*立即报警:触发驾驶室和/或工作平台上的高音喇叭(蜂鸣器)和闪烁警示灯,清晰地向操作员发出超载警报,提示必须立即卸载或调整。
*切断动力(可选或作为冗余):
*在某些设计中,严重超载或持续超载状态下,控制系统可能终切断发动机动力或液压主泵动力,迫使设备完全停止。
4.安全冗余与校准:
*机械安全阀:液压系统通常还配备有机械式溢流阀(安全阀)。这作为电子控制系统的一道物理防线。即使电子系统完全失效,当油压因超载达到溢流阀设定的机械极限压力时,阀门会自动开启泄压,防止液压系统过压损坏,并能在一定程度上限制过大的提升力(尽管此时设备动作可能已不正常)。
*系统校准:压力传感器和载荷计算模型需要定期进行校准(通常使用标准砝码或测力设备),以确保测量的准确性。校准是保证超载保护功能有效的关键维护环节。
*角度/位置传感器:臂架角度传感器和平台高度传感器是计算“压力-载荷”对应关系所必需的输入,其准确性也至关重要。
总结来说,曲臂机的超载保护实现是一个闭环系统:
实时监测油缸压力+结合臂架角度/高度信息→控制单元计算实际载荷→与预设额定载荷阈值比较→若超载→立即限制危险动作(升/伸/转)+声光报警+允许安全动作(降/收)→(冗余)机械溢流阀提供物理保护。
这种设计严格遵循了如欧盟的EN280、美国的ANSI/SAIAA92.20/22、中国的GB/T17902等高空作业平台安全标准的要求,是保障设备和人员安全不可或缺的功能。操作员必须严格遵守额定载荷限制,并确保超载保护系统功能正常且定期校准。