电梯检验中安全钳故障分析及检验方法探讨

随着城市化进程加速，电梯作为垂直交通核心设备的普及率持续提升，其安全运行直接关联公众生命财产安全。安全钳作为防止轿厢坠落的关键保护装置，在超速或悬挂系统失效时通过机械制动实现紧急制停，但其故障仍导致多起安全事故。当前，安全钳失效主要源于机械磨损、电气控制逻辑错误、安装维护精度不足及恶劣环境侵蚀，而现行检验方法存在依赖人工目视、静态测试局限、新型设备标准适配性差等问题，难以全面评估动态工况下的安全性能。因此，针对安全钳故障机理与检验方法的系统性研究具有重要现实意义。

一、电梯安全钳的工作原理与类型

安全钳是电梯的核心安全装置，其工作原理为：当电梯超速运行或悬挂装置断裂时，限速器通过机械联动机构触发安全钳动作，楔块在弹簧或液压作用力下沿导轨斜面夹紧，利用摩擦力将轿厢强制制停于导轨上。限速器与安全钳通过钢丝绳形成闭环联动，限速器轮的旋转速度与轿厢运行速度同步，当速度超过设定阈值时，限速器夹绳装置制动钢丝绳，进而拉动安全钳拉杆使制动部件动作。

按制动特性与结构差异，安全钳主要分为三类：瞬时式安全钳适用于速度 ≤0.63m/s 的低速电梯，采用刚性楔块瞬时夹紧导轨，制停过程无缓冲，结构紧凑但制动冲击较大；渐进式安全钳多用于高速电梯，通过弹性元件或液压阻尼装置使制动力逐步增加，避免瞬时冲击对轿厢结构的损伤；特殊类型包括双向安全钳和偏心块式安全钳。

二、安全钳的故障原因分析

（一）机械故障

机械系统失效是安全钳故障的主要类型。钳体核心部件磨损或变形直接影响制动性能：钳口与楔块的工作面因长期摩擦出现沟槽或塑性变形，导致制动力分布不均；弹簧组件疲劳断裂或弹性系数衰减，造成复位滞后或夹紧力不足。联动机构卡滞多由拉杆、连杆锈蚀或紧固件松动引发，表现为动作行程受阻，极端工况下可能出现安全钳触发延迟。制动间隙异常是另一关键诱因，间隙过大致使制停距离超标，过小则引发非触发状态下的异常摩擦，加剧部件损耗。

（二）电气与控制系统故障

电气连锁失效易导致安全钳误动作或拒动。限速器-安全钳联动开关触点氧化、积尘或位置偏移，会造成触发信号中断；线路绝缘老化或接插件松动引发接触不良，可能导致信号传输延迟。控制系统逻辑错误同样不容忽视，如速度监测模块误判、程序阈值设置偏差，可能使安全钳在未达触发条件时动作，或在超速状态下不响应。

（三）安装与维护不当

安装精度缺陷为长期故障埋下隐患。导轨垂直度超差或安全钳与导轨平行度偏差，会导致制动时应力集中，加速钳体变形；拉杆组件安装角度偏差可能引发楔块偏磨。维护环节疏漏直接降低安全冗余：润滑缺失造成活动部件卡涩，过度润滑则易吸附粉尘形成油泥；定期校验缺失，尤其是动作速度测试与制动间隙调整的遗漏，使安全钳长期处于非最优工作状态。

（四）外部环境因素

恶劣环境加速部件性能退化。粉尘与高湿度环境引发金属部件电化学腐蚀，降低结构强度；温度剧烈波动导致材料热胀冷缩，改变制动间隙或弹簧弹性系数；极端低温使润滑油黏度增加，削弱联动机构灵敏度，高温则可能引发非金属部件老化龟裂。

三、现行检验方法的局限性

（一）常规检验手段的不足

现行检验过度依赖人工目视与手动操作，隐蔽缺陷易被忽略，如楔块工作面微观裂纹、弹簧疲劳变形等难以通过肉眼识别。静态测试为主的模式无法模拟电梯超速、突然载荷变化等动态失效场景，导致动态响应性能评估失真。关键参数检测存在技术瓶颈，制动力矩、动作响应时间等核心指标需通过间接推算获取，数据精度受测试环境影响显著。

（二）标准与规范的滞后性

标准体系未能同步技术发展，新型安全钳缺乏明确检验规程，企业自制标准导致结果可比性差。对老旧电梯适应性不足，现有标准多基于新设备特性制定，未充分考虑服役超 15 年设备的材料老化阈值，易出现“合规

性检验”与实际安全性能脱节。

（三）检验效率与成本问题

全项检验需停运电梯 4-8 小时，商业楼宇高峰期停运损失显著。高精度检测设备普及率不足，中小型机构依赖“手感判断”“经验评估”等主观性方法，数据重复性差。重复检验现象突出，未形成基于风险等级的差异化检验策略，资源配置效率低下。

四、检验方法的改进建议

（一）技术升级

智能化检测工具的引入可突破传统手段局限。部署红外热成像检测模块，通过温度场分布识别钳体内部应力集中区域，精准定位隐蔽裂纹；搭载高频振动传感器监测联动机构运行状态，通过频谱分析预判轴承磨损或紧固件松动趋势。动态模拟测试系统的开发是关键突破方向，采用液压伺服加载装置模拟超速工况下的制动力变化，结合高速摄像记录楔块夹持过程，实现制动间隙、动作响应时间等参数的动态测量。此外，研发微型制动力矩传感器集成于钳体，直接采集制动过程中的扭矩曲线，解决传统间接推算方法的数据偏差问题。

（二）流程优化

分级检验机制需基于风险评估动态调整。按电梯使用年限与运行频率划分风险等级，高风险设备缩短检验周期至 6 个月，低风险设备延长至 18个月，并增加关键参数抽检比例。电梯物联网（IoT）系统的深度应用可实现预测性维护：通过实时采集安全钳动作次数、制动温度等运行数据，结合机器学习算法构建寿命预测模型，提前触发维护预警。例如，当监测到某批次安全钳弹簧刚度衰减速率异常时，自动推送专项检查任务，避免突发性失效。

（三）标准与规范完善

专项检验标准体系需覆盖全类型安全钳。针对智能调节式、磁悬浮电梯专用等新型产品，制定包含电磁兼容性测试、软件逻辑验证的专项规程；对老旧电梯，补充材料老化评估指标，明确疲劳裂纹允许阈值。检验人员资质认证应强化技能实操考核，增设智能化设备操作、动态数据分析等培训模块，并建立年度继续教育制度，确保技术能力与检测手段同步升级。

（四）案例数据库建设

典型故障案例库的系统化建设可提升诊断精度。按“故障现象-检测数据-失效机理-解决方案”框架，收录钳体裂纹、联动卡滞等 20 类典型案例，标注关键特征参数。推动行业级数据共享平台建设，通过区块链技术实现检验数据脱敏共享，支持跨机构案例检索与失效模式比对。定期组织行业研讨会，发布年度故障分析报告，提炼共性问题并形成检验指南，促进经验向标准化解决方案转化。

结语

安全钳检验技术的创新与优化是保障电梯安全运行的重要支撑。本文通过梳理安全钳的故障成因与检验瓶颈，提出需从多维度推进检验体系升级：技术层面引入智能化检测工具与动态模拟系统，突破传统手段的时空限制；流程层面构建分级检验与物联网预测性维护机制，平衡安全监管与运行效率；标准层面完善专项规程与人员培训体系，适应设备技术发展需求；数据层面建立案例数据库与行业共享平台，促进经验转化与协同创新。上述措施的综合实施，将为城市电梯安全管理提供系统性解决方案，助力构建更可靠的垂直交通安全屏障。

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（出生 1985 年 08 月—），性别男，民族汉，籍贯山西省大同市（省和市），学历本科，单位大同综合检验检测中心，职称:助理工程师，研究方向:电梯检验