7.3 安全钳
电梯安全钳装置是在限速器的操纵下，当电梯出现超速、断绳等非常严重故障后，将轿厢紧急制停并夹持在导轨上的一种安全装置。它对电梯的安全运行提供有效的保护作用，一般将其安装在轿厢架或对重架上。随着轿厢上行超速保护要求的提出，现在双向安全钳也有较多的使用。
7.3.1 安全钳种类与结构特点
目前电梯用安全钳，按照其制动元件结构形式的不同可分为楔块型、偏心轮型和滚柱型三种；从制停减速度（制停距离）方面可分为瞬时式和渐进式安全钳，上述安全钳根据电梯额定速度和用途不同来区别选用。
1、瞬时式安全钳
瞬时式安全钳也叫做刚性急停型安全钳，它的承载结构是刚性的，动作时产生很大的制停力，使轿厢立即停止。瞬时式安全钳的使用特点是，制停距离短，轿厢承受冲击严重，在制停过程中楔块或其他型式的卡块将迅速地卡入导轨表面，从而使轿厢瞬间停止。滚柱型瞬时安全钳的制停时间约在0.1s左右；而双楔瞬时式安全钳的瞬时制停力最高时的区段只有0.01s左右，整个制停距离也只有几十毫米乃至几个毫米，轿厢最大制停减速度约在5～10g甚至更大，而一般人员所能承受的瞬时减速度为2.5g以下。由于上述特点，电梯及轿厢内的乘客或货物会受到非常剧烈的冲击，导致人员或货物伤损，因此瞬时式安全钳只能适用于额定速度不超过0.63m／s的电梯（某些国家规定为0.75m／s以下）。
瞬时式安全钳按照制动元件结构形式可分为楔块型、偏心轮型和滚柱型三种。
（1）、楔块型瞬时式安全钳
此类安全钳的结构原理如图7-16所示，安全钳座一般用铸钢制成整体式结构，楔块用优质耐热钢制造，表面淬火使其有一定的硬度；为加大楔块与导轨工作面间的摩擦力，楔块工作面常制出齿状花纹。电梯正常运行时，楔块与导轨侧面保持2～3㎜的间隙，楔块装于钳座内，并与安全钳拉杆相连。在电梯正常工作时，由于拉杆弹簧的张力作用，楔块保持固定位置，与导轨侧工作面的间隙保持不变。当限速器动作时，通过传动装置将拉杆提起，楔块沿钳座斜面上行并与导轨工作面贴合楔紧，随着轿厢的继续下行，楔紧作用增大，此时安全钳的制停动作就已经和操纵机构无关了，最终将轿厢制停。
为了减小楔块与钳体之间的摩擦，一般可在它们之间设置表面经硬化处理的镀铬滚柱，当安全钳动作时，楔块在滚柱上相对钳体运动。
2、渐进式安全钳
渐进式安全钳又被称为滑移动作式安全钳，也叫做弹性滑移型安全钳。它能使制动力限制在一定范围内，并使轿厢在制停时有一定的滑移距离，它的制停力是有控制地逐渐增大或保持恒定值，使制停减速度不致很大。
渐进式安全钳与瞬时式安全钳之间的根本区别在于其安全钳制动开始之后，其制动力并非是刚性固定，而是增加了弹性元件，致使安全钳制动元件作用在导轨上的压力具有缓冲的余地，在一段较长的距离上制停轿厢，有效地使制动减速度减小，保证人员或货物的安全，渐进式安全钳均使用在额定速度大于0.63m／s的各类电梯上。
（1）、楔块型渐进式安全钳
其结构原理如图7-21所示，它与瞬时动作安全钳的根本区别在于钳座是弹性结构（弹簧装置），当楔块3被拉杆2提起，贴合在导轨上起制动作用，楔块3通过导向滚柱7将推力传递给导向楔块4，导向楔块后侧装置有弹性元件（弹簧），使楔块作用在导轨上的压力具有了一定的弹性，产生相对柔和的制停作用。增加了导向滚柱7可以减少动作时的摩擦力，使安全钳动作后容易复位。
7.3.3 安全钳使用条件
制停减速度指电梯被安全钳制停过程中的平均减速度。过大的制停减速度会造成剧烈的冲击，使人员货物以及电梯都受到损伤，因此安全钳对电梯制停的减速度必须加以限制。在GB7588-2003中规定，滑移动作安全钳制动时的平均减速度应在0.2g～1g之间（g为重力加速度9.8m/s2），同时还规定了各种安全钳的使用条件：
（1）、电梯额定速度大于0.63m/s，轿厢应采用渐进式安全钳。若电梯额定速度小于或等于0.63m/s，轿厢可采用瞬时式安全钳。
（2）、若轿厢装有数套安全钳，则它们应全部是渐进式的。
（3）、若额定速度大于1m/s，对重安全钳应是渐进式的，其他情况下，可以是瞬时式的。
（4）、轿厢和对重的安全钳的动作应由各自的限速器来控制。若额定速度小于或等于1m/s，对重安全钳可借助悬挂机构的断裂或借助一根安全绳来动作。
（5）、不得采用电气、液压或气动操纵的装置来操纵安全钳。
7.5 缓冲器
缓冲器安装在井道底坑内，要求其安装牢固可靠，承载冲击能力强，缓冲器应与地面垂直并正对轿厢（或对重）下侧的缓冲板。缓冲器是一种吸收、消耗运动轿厢或对重的能量，使其减速停止，并对其提供最后一道安全保护的电梯安全装置。
电梯在运行中，由于安全钳失效、曳引轮槽摩擦力不足、抱闸制动力不足、曳引机出现机械故障、控制系统失灵等原因，轿厢（或对重）超越终端层站底层，并以较高的速度撞向缓冲器，由缓冲器起到缓冲作用，以避免电梯轿厢（或对重）直接撞底或冲顶，保护乘客或运送货物及电梯设备的安全。
当轿厢或对重失控竖直下落，具有相当大的动能，为尽可能减少和避免损失，就必须吸收和消耗轿厢（或对重）的能量，使其安全、减速平稳地停止在底坑。所以缓冲器的原理就是使轿厢（对重）的动能、势能转化为一种无害或安全的能量形式。采用缓冲器将使运动着的轿厢或对重在一定的缓冲行程或时间内逐渐减速停止。
7.5.1 缓冲器的类型
缓冲器按照其工作原理不同，可分为蓄能型和耗能型两种。
1、蓄能型缓冲器
此类缓冲器又称为弹簧式缓冲器，当缓冲器受到轿厢（对重）的冲击后，利用弹簧的变形吸收轿厢（对重）的动能，并储存于弹簧内部；当弹簧被压缩到最大变形量后，弹簧会将此能量释放出来，对轿厢（对重）产生反弹，此反弹会反复进行，直至能量耗尽弹力消失，轿厢（对重）才完全静止。
弹簧缓冲器（见图7-28）一般由缓冲橡胶、上缓冲座、弹簧、弹簧座等组成，用地脚螺栓固定在底坑基座上。
为了适应大吨位轿厢，压缩弹簧由组合弹簧叠合而成。行程高度较大的弹簧缓冲器，为了增强弹簧的稳定性，在弹簧下部设有导管（图7-29所示）或在弹簧中设导向杆。
弹簧缓冲器的特点是缓冲后有回弹现象，存在着缓冲不平稳的缺点，所以弹簧缓冲器仅适用于额定速度小于1m/s的低速电梯。
近年来，人们为了克服弹簧缓冲器容易生锈腐蚀等缺陷，开发出了聚氨酯缓冲器。聚氨酯缓冲器是一种新型缓冲器，具有体积小重量轻、软碰撞无噪声、防水防腐耐油、安装方便、易保养好维护、可减少底坑深度等特点，近年来在中低速电梯中得到应用，见图7-30所示。
2、耗能型缓冲器
耗能型缓冲器又被称为油（液）压缓冲器，常用的油压缓冲器的结构如图7-31所示。它的基本构件是缸体10、柱塞4、缓冲橡胶垫1和复位弹簧3等。缸体内注有缓冲器油13。
（1）、油压缓冲器结构
当油压缓冲器受到轿厢和对重的冲击时，柱塞4向下运动，压缩缸体10内的油，油通过环形节流孔14喷向柱塞腔（沿图中箭头方向流动）。当油通过环形节流孔时，由于流动截面积突然减小，就会形成涡流，使液体内的质点相互撞击、摩擦，将动能转化为热量散发掉，从而消耗了轿厢或对重的能量，使轿厢或对重逐渐缓慢地停下来。
因此油压缓冲器是一种耗能型缓冲器，它是利用液体流动的阻尼作用，缓冲轿厢或对重的冲击。当轿厢或对重离开缓冲器时，柱塞4在复位弹簧3的作用下，向上复位，油重新流回油缸，恢复正常状态。
由于油压缓冲器是以消耗能量的方式实行缓冲的，因此无回弹作用，同时由于变量棒9的作用，柱塞在下压时，环形节流孔的截面积逐步变小，能使电梯的缓冲接近匀减速运动。因而，油压缓冲器具有缓冲平稳，有良好的缓冲性能的优点，在使用条件相同的情况下，油压缓冲器所需的行程可以比弹簧缓冲器减少一半，所以油压缓冲器适用于快速和高速电梯。
（2）、油压缓冲器分类及工作原理
常用的油压缓冲器有油孔柱式缓冲器（图7-31）、多孔式缓冲器（图7-32及图7-33）、多槽式缓冲器（图7-34）等。
以上三种油压缓冲器的结构虽有所不同，但基本原理相同。即当轿厢（对重）撞击缓冲器时，柱塞向下运动，压缩油缸内的油，使油通过节流孔外溢并升温，在制停轿厢（对重）的过程中，其动能转化为油的热能，使轿厢（对重）以一定的减速度逐渐停下来。当轿厢或对重离开缓冲器时，柱塞在复位弹簧的作用下复位，恢复正常状态。
油孔柱式油压缓冲器
油孔柱式油压缓冲器见图7-31，在前面已经介绍了它的工作原理与结构特点。
多孔式缓冲器工作原理：
多孔式油压缓冲器分为缸体内壁溢流和柱塞油孔溢流两种。
缸体内壁具有溢流孔的油压缓冲器见图7-32所示，当柱塞2下移进入充满缓冲器油（液压油）的缸体l中，油被迫从油缸壁的溢流孔6进入外部的储油腔中，随着柱塞的下降，缸壁泄油孔数目逐渐减少，油流动的节流作用也增大，由此产生足够的油压，使轿厢的运动减速，直到平稳地停止。
柱塞上带有泄油孔的油压缓冲器见图7-33所示，在柱塞2的下部有一空腔，柱塞四壁有一泄油孔6，缸体l平滑无孔，当柱塞被压下时，缸体上部渐渐盖住柱塞上的泄油孔，减少了泄油孔的数目和总泄油孔面积；油流动的节流作用也就增大，由此产生足够的油压，使轿厢的运动减速，直到平稳地停止。当提起轿厢使缓冲器卸载时，复位弹簧4使柱塞回到正常位置，这样，油经溢流孔从油腔重新流回油缸，活塞自动回复到原位置。
多槽式缓冲器工作原理（图7-34）
在柱塞2上有一组长短不一的泄油槽6，在缓冲过程中油槽依次被挡住，即泄油通道面积逐渐减少，由此产生足够的油压，从而使轿厢（对重）减速。当提起轿厢使缓冲器卸载时，复位弹簧4使柱塞回到正常位置，这样，油经溢流孔从油腔重新流回油缸，活塞自动回复到原位置。这种缓冲器，由于要在柱塞上加工油槽，工艺比加工孔要复杂，所以较少使用。
7.5.2 缓冲器的数量
缓冲器使用的数量，要根据电梯额定速度和额定载重量确定。一般电梯会设置三个缓冲器，即轿厢下设置二个缓冲器，对重下设置一个缓冲器。
